一种制药用超临界流体高效萃取分离装置

摘要

本发明公开了一种制药用超临界流体高效萃取分离装置，属于超临界流体萃取领域，它通过预先将粉碎后的被萃取物充入收缩挤压囊中，使其膨胀，利用萃取过程中压力的增大使收缩挤压囊缩小，并利用弹性连接件使堵球将进料通道密封住，从而让收缩挤压囊将被萃取物从磁性封闭片挤压喷出，以增大被萃取物与CO2的接触面积，提高萃取效率，而且通过带有弯曲通道的阻滞球来降低CO2的流速，以此延长CO2的滞留时间，增加被萃取物与CO2的接触时间，进一步提高萃取效率，与现有技术相比，它从CO2和被萃取物两方面来提高彼此的接触时间和面积，极大的提高了萃取效率。

说明书

技术领域

本发明涉及超临界流体萃取领域，更具体地说，涉及一种制药用超临界流体高效萃取分离装置。

背景技术

超临界流体萃取是一种新型萃取分离技术。它利用超临界流体，即处于温度高于临界温度、压力高于临界压力的热力学状态的流体作为萃取剂。从液体或固体中萃取出特定成分，以达到分离目的。超临界流体萃取的特点是；萃取剂在常压和室温下为气体，萃取后易与萃余相和萃取组分离；在较低盈度下操作，特别适合于天然物质的分离；可调节压力、温度和引人夹带剂等调整超界流体的溶解能力，并可通过逐渐密度交温度和压力把萃取组分引人到希望的产品中。

超临界萃取的特点决定了其应用范围十分广阔。如在医药工业中，可用于中草药有效成份的提取，热敏性生物制品药物的精制，及脂质类混合物的分离。CO2是安全、无毒、廉价的液体，超临界CO2具有类似气体的扩散系数、液体的溶解力，表面张力为零，能迅速渗透进固体物质之中，提取其精华，具有高效、不易氧化、纯天然、无化学污染等特点，CO2的流量的变化对超临界萃取有两个方面的影响。CO2的流量太大，会造成萃取器内CO2流速增加，CO2停留时间缩短，与被萃取物接触时间减少，不利于萃取率的提高。但另一方面，CO2的流量增加，可增大萃取过程的传质推动力，相应地增大传质系数，使传质速率加快，从而提高SFE的萃取能力。

现有的超临界流体萃取器为了提高萃取效率，大多是通过设置接触板来增大CO2与被萃取物的接触时间和面积，但本质上还是从CO2方面解决的，实际上被萃取物的粒度大小也是影响萃取效率的重要因素，目前还没有同时从CO2和被萃取物两方面来提高萃取效率的装置。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制药用超临界流体高效萃取分离装置，它通过预先将粉碎后的被萃取物充入收缩挤压囊中，使其膨胀，利用萃取过程中压力的增大使收缩挤压囊缩小，并利用弹性连接件使堵球将进料通道密封住，从而让收缩挤压囊将被萃取物从磁性封闭片挤压喷出，以增大被萃取物与CO2的接触面积，提高萃取效率，而且通过带有弯曲通道的阻滞球来降低CO2的流速，以此延长CO2的滞留时间，增加被萃取物与CO2的接触时间，进一步提高萃取效率，与现有技术相比，它从CO2和被萃取物两方面来提高彼此的接触时间和面积，极大的提高了萃取效率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种制药用超临界流体高效萃取分离装置，包括萃取器本体，所述萃取器本体的上下两端分别开设有进料口和出料口，所述萃取器本体的上部插设有投料管，所述投料管的下端连通有收缩挤压囊，把萃取物充入收缩挤压囊时可混合CO2一起充入，这样CO2既能让收缩挤压囊膨胀起来，也能作为原料补充进超临界CO2中，所述投料管的上端内壁固定连接有安装块，所述安装块的内部自上至下依次开设有进料通道、圆柱形通道和出料通道，所述安装块的下端内壁固定连接有支撑杆，所述支撑杆的上方设置有堵球，且堵球与支撑杆之间固定连接有弹性连接件，位于安装块下方的所述投料管的侧壁开设有多个开口，且每个开口的内壁均固定连接有两个对称设置的磁性封闭片，所述投料管外侧壁与萃取器本体的内壁之间固定连接有多个阻滞板，且阻滞板位于开口的两侧，每个所述阻滞板上均开设有多个孔，所述阻滞板上镶嵌有多个阻滞球。它通过预先将粉碎后的被萃取物充入收缩挤压囊中，使其膨胀，利用萃取过程中压力的增大使收缩挤压囊缩小，并利用弹性连接件使堵球将进料通道密封住，从而让收缩挤压囊将被萃取物从磁性封闭片挤压喷出，以增大被萃取物与CO2的接触面积，提高萃取效率，而且通过带有弯曲通道的阻滞球来降低CO2的流速，以此延长CO2的滞留时间，增加被萃取物与CO2的接触时间，进一步提高萃取效率，与现有技术相比，它从CO2和被萃取物两方面来提高彼此的接触时间和面积，极大的提高了萃取效率。

进一步的，所述收缩挤压囊包括外囊和内囊，外囊和内囊本身具有弹性，可收缩变化，所述外囊与内囊之间填充有弹性填充物，所述弹性填充物采用软质弹性材料，弹性填充物增加了收缩挤压囊的弹力，当充入粉末状的被萃取物时收缩挤压囊膨胀起来，当萃取过程中加压时，压力使收缩挤压囊缩小，以此使被萃取物喷出。

进一步的，所述弹性连接件包括支撑体，自由状态时支撑体为竖直的状态，所述支撑体内镶嵌有两个弹性棒，且支撑体采用橡胶材料，当向收缩挤压囊中充入被萃取物时，堵球被顶开，此时弹性连接件弯曲，而当停止充入被萃取物后，弹性棒的弹力使支撑体绷直，从而使堵球将圆柱形通道堵住。

进一步的，所述磁性封闭片包括硅胶片，所述硅胶片的自由端内部镶嵌有磁铁块，相对的两个所述磁铁块磁性相反，自由状态下两个磁铁块相互吸附在一起，可防止被萃取物在充入的过程中直接进入到萃取器本体内，当收缩挤压囊开始收缩时，被萃取物在挤压的作用把两个硅胶片顶开，从而由此处喷出。

进一步的，所述阻滞球包括球体，所述球体的内部开设有多个流通道，是为了降低CO2的流速和延长滞留时间，让其与被萃取物充分接触，所述球体的外壁固定连接有多个黏附棒。

进一步的，多个所述流通道均为S形弯曲形状，且流通道的上下两端开口分别位于阻滞板的上下两侧。

进一步的，所述黏附棒包括主棒体，所述主棒体的侧壁固定连接有副棒体，且副棒体的外表面由均匀分布的毛细管组成，毛细管具有吸附的作用，可吸住由收缩挤压囊喷出来的被萃取物，方便让经过阻滞球的CO2与其充分接触。

进一步的，所述堵球的半径大于圆柱形通道的内径，堵球在自然状态下将圆柱形通道堵住，在充入被萃取物时打开，类似单向阀的结构，起到防逆流的作用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过预先将粉碎后的被萃取物充入收缩挤压囊中，使其膨胀，利用萃取过程中压力的增大使收缩挤压囊缩小，并利用弹性连接件使堵球将进料通道密封住，从而让收缩挤压囊将被萃取物从磁性封闭片挤压喷出，以增大被萃取物与CO2的接触面积，提高萃取效率，而且通过带有弯曲通道的阻滞球来降低CO2的流速，以此延长CO2的滞留时间，增加被萃取物与CO2的接触时间，进一步提高萃取效率，与现有技术相比，它从CO2和被萃取物两方面来提高彼此的接触时间和面积，极大的提高了萃取效率。

(2)收缩挤压囊包括外囊和内囊，外囊和内囊本身具有弹性，可收缩变化，外囊与内囊之间填充有弹性填充物，弹性填充物采用软质弹性材料，弹性填充物增加了收缩挤压囊的弹力，当充入粉末状的被萃取物时收缩挤压囊膨胀起来，当萃取过程中加压时，压力使收缩挤压囊缩小，以此使被萃取物喷出。

(3)弹性连接件包括支撑体，自由状态时支撑体为竖直的状态，支撑体内镶嵌有两个弹性棒，且支撑体采用橡胶材料，当向收缩挤压囊中充入被萃取物时，堵球被顶开，此时弹性连接件弯曲，而当停止充入被萃取物后，弹性棒的弹力使支撑体绷直，从而使堵球将圆柱形通道堵住。

(4)磁性封闭片包括硅胶片，硅胶片的自由端内部镶嵌有磁铁块，相对的两个磁铁块磁性相反，自由状态下两个磁铁块相互吸附在一起，可防止被萃取物在充入的过程中直接进入到萃取器本体内，当收缩挤压囊开始收缩时，被萃取物在挤压的作用把两个硅胶片顶开，从而由此处喷出。

(5)阻滞球包括球体，球体的内部开设有多个流通道，是为了降低CO2的流速和延长滞留时间，让其与被萃取物充分接触，球体的外壁固定连接有多个黏附棒。

(6)多个流通道均为S形弯曲形状，且流通道的上下两端开口分别位于阻滞板的上下两侧。

(7)黏附棒包括主棒体，主棒体的侧壁固定连接有副棒体，且副棒体的外表面由均匀分布的毛细管组成，毛细管具有吸附的作用，可吸住由收缩挤压囊喷出来的被萃取物，方便让经过阻滞球的CO2与其充分接触。

(8)堵球的半径大于圆柱形通道的内径，堵球在自然状态下将圆柱形通道堵住，在充入被萃取物时打开，类似单向阀的结构，起到防逆流的作用。

附图说明

图1为本发明的收缩挤压囊膨胀状态示意图；

图2为本发明的收缩挤压囊收缩状态示意图；

图3为本发明的安装块剖面结构示意图；

图4为本发明的弹性连接件剖面结构示意图；

图5为本发明的磁性封闭片关闭状态示意图；

图6为本发明的磁性封闭片打开状态示意图；

图7为本发明的阻滞板剖面结构示意图；

图8为图7中A处的结构示意图。

图中附图标记说明：

1萃取器本体、2进料口、3出料口、4投料管、5收缩挤压囊、501外囊、502内囊、503弹性填充物、6安装块、601进料通道、602圆柱形通道、603出料通道、7支撑杆、8堵球、9弹性连接件、901支撑体、902弹性棒、10磁性封闭片、1001硅胶片、1002磁铁块、11阻滞板、1101孔、12阻滞球、1201球体、1202流通道、1203黏附棒、1204毛细管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-8，一种制药用超临界流体高效萃取分离装置，包括萃取器本体1，请参阅图1-2，萃取器本体1的上下两端分别开设有进料口2和出料口3，萃取器本体1的上部插设有投料管4，投料管4的下端连通有收缩挤压囊5，把萃取物充入收缩挤压囊5时可混合CO2一起充入，这样CO2既能让收缩挤压囊5膨胀起来，也能作为原料补充进超临界CO2中，收缩挤压囊5包括外囊501和内囊502，外囊501和内囊502本身具有弹性，可收缩变化，外囊501与内囊502之间填充有弹性填充物503，弹性填充物503采用软质弹性材料，弹性填充物503增加了收缩挤压囊5的弹力，当充入粉末状的被萃取物时收缩挤压囊5膨胀起来，当萃取过程中加压时，压力使收缩挤压囊5缩小，以此使被萃取物喷出；

请参阅图3-4，投料管4的上端内壁固定连接有安装块6，安装块6的内部自上至下依次开设有进料通道601、圆柱形通道602和出料通道603，安装块6的下端内壁固定连接有支撑杆7，支撑杆7的上方设置有堵球8，堵球8的半径大于圆柱形通道602的内径，堵球8在自然状态下将圆柱形通道602堵住，在充入被萃取物时打开，类似单向阀的结构，起到防逆流的作用，且堵球8与支撑杆7之间固定连接有弹性连接件9，弹性连接件9包括支撑体901，自由状态时支撑体901为竖直的状态，支撑体901内镶嵌有两个弹性棒902，且支撑体901采用橡胶材料，当向收缩挤压囊5中充入被萃取物时，堵球8被顶开，此时弹性连接件9弯曲，而当停止充入被萃取物后，弹性棒902的弹力使支撑体901绷直，从而使堵球8将圆柱形通道602堵住，位于安装块6下方的投料管4的侧壁开设有多个开口；

请参阅图5-6，且每个开口的内壁均固定连接有两个对称设置的磁性封闭片10，磁性封闭片10包括硅胶片1001，硅胶片1001的自由端内部镶嵌有磁铁块1002，相对的两个磁铁块1002磁性相反，自由状态下两个磁铁块1002相互吸附在一起，可防止被萃取物在充入的过程中直接进入到萃取器本体1内，当收缩挤压囊5开始收缩时，被萃取物在挤压的作用把两个硅胶片1001顶开，从而由此处喷出；

请参阅图7-8，投料管4外侧壁与萃取器本体1的内壁之间固定连接有多个阻滞板11，且阻滞板11位于开口的两侧，每个阻滞板11上均开设有多个孔1101，阻滞板11上镶嵌有多个阻滞球12，阻滞球12包括球体1201，球体1201的内部开设有多个流通道1202，多个流通道1202均为S形弯曲形状，且流通道1202的上下两端开口分别位于阻滞板11的上下两侧，是为了降低CO2的流速和延长滞留时间，让其与被萃取物充分接触，球体1201的外壁固定连接有多个黏附棒1203，黏附棒1203包括主棒体，主棒体的侧壁固定连接有副棒体，且副棒体的外表面由均匀分布的毛细管1204组成，毛细管具有吸附的作用，可吸住由收缩挤压囊5喷出来的被萃取物，方便让经过阻滞球12的CO2与其充分接触。

本装置在使用前，先把被萃取物磨成粉末状，然后与CO2气体混合一起充入投料管4中，被萃取物和CO2气体将堵球8顶开，从而通过安装块6进入到收缩挤压囊5中，压力使收缩挤压囊5膨胀，停止充入被萃取物后，弹性棒902的弹力使支撑体901绷直，从而使堵球8将圆柱形通道602堵住，随后开始萃取流程，在向萃取器本体1加压的过程中，收缩挤压囊5开始缩小，被萃取物和CO2气体在挤压的作用把两个硅胶片1001顶开，从而由此处喷到萃取器本体1内，阻滞球12降低了CO2的流速和延长滞留时间，让其与被萃取物充分接触，以此提高萃取效率。

它通过预先将粉碎后的被萃取物充入收缩挤压囊中，使其膨胀，利用萃取过程中压力的增大使收缩挤压囊缩小，并利用弹性连接件使堵球将进料通道密封住，从而让收缩挤压囊将被萃取物从磁性封闭片挤压喷出，以增大被萃取物与CO2的接触面积，提高萃取效率，而且通过带有弯曲通道的阻滞球来降低CO2的流速，以此延长CO2的滞留时间，增加被萃取物与CO2的接触时间，进一步提高萃取效率，与现有技术相比，它从CO2和被萃取物两方面来提高彼此的接触时间和面积，极大的提高了萃取效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。