一种用于烟碱提取的水蒸气发生及酸吸收装置

摘要

本发明公开一种用于烟碱提取的水蒸气发生及酸吸收装置，设有一个夹套式搪瓷釜，所述夹套式搪瓷釜的上端盖上设有中心孔和两个侧孔，夹套式搪瓷釜的底部连接排液管，中心孔与柱形搪瓷筒连接，且相连接处设有多孔隔板；夹套式搪瓷釜的两侧侧孔处分别连接有控温探头套管和含烟碱水蒸气导入管；所述柱形搪瓷筒内装有瓷性填料，其筒盖上设有酸吸收液加料管和水蒸气导出管，酸吸收液加料管一端连接装有酸吸收原液的高位槽，另一端伸入柱形搪瓷筒并插入瓷性填料内部，所述水蒸气导出管与水蒸气蒸馏罐连接。本发明能够产生水蒸气、并兼具有酸吸收和浓缩功能，节约资源，且能避免提取后残渣中的茄尼醇变性。

说明书

技术领域

    本发明属于生物碱提取设备技术领域，具体涉及一种用于烟碱提取的水蒸气发生及酸吸收装置。

背景技术

废弃烟草中含有非常有价值的烟碱和茄尼醇，提取烟碱和茄尼醇，有有机溶剂萃取-反萃法、二氧化碳超临界提取法和碳化脱羧（干馏）法。有机溶剂萃取-反萃法，不仅要消耗大量的有机溶剂，而且污染环境；二氧化碳超临界提取法不仅所需设备昂贵而且提起成本太高；碳化脱羧（干馏）法，由于温度较高，有部分茄尼醇转变成了对映体，导致其生物活性降低。碱性条件下，用水蒸气蒸馏法从烟草废弃物中提取有效成分烟碱，可以有效地把烟碱和烟草中其他成分分开，且残渣中茄尼醇的生物活性也能够保持不变。但传统水蒸气蒸馏法，一方面，需要水蒸气发生器和酸吸收两个装置；另一方面，大量的水蒸气在酸吸收装置中凝结成水，不但浪费了大量能源，而且也冲稀了酸吸收溶液，导致其后处理工艺还必须设置浓缩设备，经济效益不佳。正是由于这个原因，传统的水蒸气蒸馏法提取烟碱，一般只用于烟草样品烟碱含量的实验室分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于烟碱提取的水蒸气发生及酸吸收装置，该装置能够产生水蒸气、并兼具有酸吸收和浓缩功能，节约资源，且能避免提取后残渣中的茄尼醇变性。

本发明所采用的技术方案是：一种用于烟碱提取的水蒸气发生及酸吸收装置，设有一个内部盛装有酸吸收液的夹套式搪瓷釜，所述夹套式搪瓷釜的顶部通过上端盖密封，上端盖上设有中心孔和两个侧孔，夹套式搪瓷釜的底部连接排液管，排液管上设有玻璃阀门，上端盖的中心孔与柱形搪瓷筒连接，且连接处设有多孔隔板；上端盖的两个侧孔处分别连接有控温探头套管和含烟碱水蒸气导入管，含烟碱水蒸气导入管穿过侧孔置入酸吸收液内；

所述柱形搪瓷筒内填充有瓷性填料，柱形搪瓷筒的顶部通过筒盖密封，筒盖上设有酸吸收液加料管和水蒸气导出管，酸吸收液加料管一端连接装有酸吸收原液的高位槽，另一端伸入柱形搪瓷筒的瓷性填料内，所述水蒸气导出管与水蒸气蒸馏罐连接。

进一步优化，所述的夹套式搪瓷釜和柱形搪瓷筒的外表面均设有保温层。

进一步优化，所述的水蒸气导出管上，沿水蒸气流向依次设有压力真空表、温度探头、水蒸气流量控制阀、抽气风机和取样阀门。

进一步优化，所述的夹套式搪瓷釜的侧壁上还分别设有照明端口和视口。

进一步优化，所述的含烟碱水蒸气导入管上设有含烟碱水蒸气流量控制阀。

进一步优化，所述的酸吸收液加料管上设有酸吸收液流量控制阀。

进一步优化，所述的排液管与夹套式搪瓷釜之间、以及酸吸收液流量控制阀与高位槽和酸吸收液加料管连接的端口处均设有密封装置。

本发明的有益效果

与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：

1、本发明集酸吸收和水蒸气发生于一体，也省去了后续工艺的硫酸烟碱浓缩设备，大幅度地节约了能源，也有利于环境保护，能够实现水蒸气蒸馏提取生物碱的技术工业化。

2、本发明能够实现提取烟碱在较低的温度下进行，避免了烟碱提取后残渣中的高附加值成分茄尼醇的变性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

附图标记：1、酸吸收液，2、夹套式搪瓷釜，3、上端盖，4、排液管，5、玻璃阀门，6、柱形搪瓷筒，7、多孔隔板，8、控温探头套管，9、含烟碱水蒸气导入管，10、瓷性填料，11、酸吸收液加料管，12、水蒸气导出管，13、高位槽，14、压力真空表，15、温度探头，16、水蒸气流量控制阀，17、抽气风机，18、取样阀门，19、密封装置,20、酸吸收原液，21、含烟碱水蒸气流量控制阀，22、酸吸收液流量控制阀，23、保温层。

具体实施方式

为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。

如图所示，一种用于烟碱提取的水蒸气发生及酸吸收装置，设有一个内部盛装有酸吸收液1的夹套式搪瓷釜2，所述夹套式搪瓷釜2的顶部通过上端盖3密封，上端盖3上设有中心孔和两个侧孔，夹套式搪瓷釜2的底部连接排液管4，排液管4上设有玻璃阀门5，上端盖3的中心孔与柱形搪瓷筒6连接，且连接处设有多孔隔板7；上端盖3的两个侧孔处分别连接有控温探头套管8和含烟碱水蒸气导入管9，含烟碱水蒸气导入管9穿过侧孔置入酸吸收液1内；

所述柱形搪瓷筒6内填充有瓷性填料10，柱形搪瓷筒6的顶部通过筒盖密封，筒盖上设有酸吸收液加料管11和水蒸气导出管12，酸吸收液加料管11一端连接装有酸吸收原液20的高位槽13，另一端伸入柱形搪瓷筒6的瓷性填料10内，所述水蒸气导出管12一端与位于柱形搪瓷筒上端法兰盖的预留孔连接，水蒸气导出管12另一端与水蒸气蒸馏罐连接。

为了使本发明具有更好的使用效果，所述的夹套式搪瓷釜2和柱形搪瓷筒6的外表面均设有保温层23，夹套式搪瓷釜2的侧壁上还分别设有照明端口和视口，且照明端口和视口相对设置夹套式搪瓷釜2的两侧。所述的排液管4与夹套式搪瓷釜2之间、以及酸吸收液流量控制阀22与高位槽13和酸吸收液加料管11连接的端口处均设有密封装置19。

本发明的技术方案中，所述的水蒸气导出管12上，沿水蒸气流向依次设有压力真空表14、温度探头15、水蒸气流量控制阀16、抽气风机17和取样阀门18，所述含烟碱水蒸气导入管9上设有含烟碱水蒸气流量控制阀21，酸吸收液加料管11上设有酸吸收液流量控制阀22。

本发明的使用方法：

步骤一、配制适当浓度的酸吸收原液20，加入到高位槽13中。

步骤二、开启水蒸气流量控制阀16和取样阀门18，关闭玻璃阀门5和含烟碱水蒸气导入管9上的含烟碱水蒸气流量控制阀21，开启夹套式搪瓷釜2的照明灯，打开酸吸收液加料管11上的酸吸收液流量控制阀22，把约三分之一的酸液放到夹套式搪瓷釜2中，关闭酸吸收液流量控制阀22。

步骤三、设置夹套式搪瓷釜2的加热套的控制温度为110℃，开始加热，当夹套式搪瓷釜2的釜内温度达到微沸105℃左右，即取样阀门18冒出水蒸气，开启抽气风机17和含烟碱水蒸气流量控制阀21，关闭取样阀门18，调节酸吸收液流量控制阀22以约每秒1滴的速度滴加酸吸收原液20。

步骤四、通过水蒸气取样阀门18检测水蒸气，若水蒸气的pH≥8而酸吸收液1的pH＜3，则应加大酸吸收液的滴加速度或调小含烟碱水蒸气流量控制阀21。

步骤五、随着酸吸收液1吸收烟碱量的增加，其吸收烟碱的速度的下降，蒸汽压降低，因此应加大酸吸收原液20的滴加速度，并注意观察压力真空表14，调高加热套的控制温度或调小水蒸气流量控制阀16，维持系统压力在1大气压左右；

步骤六、当高位槽中的酸吸收液20量不足时，及时地通过玻璃阀门5放出夹套式搪瓷釜2内适量酸酸吸收液1并转移到高位槽13中；

步骤七、通过玻璃阀门5取样检测夹套式搪瓷釜2内酸吸收液1的pH值，当高位槽13的酸吸收原液20放完，且夹套式搪瓷釜2内酸吸收液1的pH=5，即得到烟碱饱和的酸吸收液；

步骤八、关闭含烟碱水蒸气流量控制阀，打开玻璃阀门5放出烟碱饱和的酸溶液，关闭之。

本发明所涉及的一套水蒸气蒸馏、酸吸收设备，虽然是以提取烟碱为例进行阐述的，但其应用不仅仅限于提取烟碱，对于其它耐110℃的生物碱，适当调整工艺参数同样可以使用。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。