一種超臨界萃取釜和含有該超臨界萃取釜的萃取系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于超臨界萃取裝備領域，具體涉及一種超臨界萃取釜和含有該萃取釜的萃取系統。
【背景技術】
[0002]天然香(辛)料提取物一精油(essential oil)和油樹脂(oleoresin)，是國民經濟中食品、日化、煙草、醫藥等行業的重要原料。天然香辛料傳統提取方法主要是水蒸汽蒸餾法和溶劑萃取法，天然香(辛)料傳統方法提取物由于提取過程中受熱和溶劑殘留，改變了其天然香氣和風味。超臨界流體萃取技術，是目前國際上公認的最為綠色環保安全的天然產物提取技術，該技術提取溫度低、無溶劑殘留，提取物保持了原料的純真天然品質。業界為實現超臨界CO2萃取工業化歷時三十余年，最早從德國克虜伯集團伍德(UHDE)公司引進的設備:天津銀廣夏(500立升X 3，1999年引進)；西安嘉德(500立升X 3，2000年引進)；安徽蕪湖(1500立升X 3，2002年引進，3500立升X 3，2003年引進)；這些設備十分昂貴(每立升容積均價約5-10萬元人民幣，實際投資還要更高)，導致產品成本過高，市場不能接受而無法持續生產，引進企業大多虧損關閉。近年比較成熟的國產600升X 3工業化超臨界CO2萃取設備，造價已低至國外引進設備的五分之一，在天然香(辛)料提取物行業個別附加值較高的品種(譬如花椒提取物)上快速發展。但對于大宗低值香辛料品種，生產成本高，市場接受程度低，并不適用。
【發明內容】
[0003]為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種超臨界萃取釜和含有該萃取釜的萃取系統，其具有結構簡單、安全可靠、生產能力大、造價低等特點。
[0004]本發明所采用的技術方案為:
[0005]—種超臨界萃取釜，包括罐體，所述罐體的頂端和底端分別開設有上開口和下開口，所述上開口和所述下開口上分別密封連接有上端蓋和下端蓋;所述萃取釜的上部和下部均開設有成對布置的進口和出口。
[0006]進一步的，所述上開口和所述下開口的直徑均小于所述罐體的內徑。
[0007]進一步的，所述罐體的上部開設有上進口，所述上端蓋上開設有上出口；所述罐體的下部開設有下進口，所述下端蓋上開設有下出口。
[0008]進一步的，所述罐體內還設置卸料構件，所述卸料構件包括錨鏈，所述錨鏈的中部固定連接有勾錨。
[0009]進一步的，所述罐體內還安裝有用于過濾超臨界流體的過濾裝置，所述過濾裝置蓋設在所述出口上。
[0010]進一步的，所述過濾裝置包括底板和至少一層燒結板，所述底板與所述燒結板層疊設置;所述底板上開設有多道溝槽，多道所述溝槽呈同心圓狀分布。
[0011]—種含有超臨界萃取釜的萃取系統，包括依次循環連通的第一萃取釜、第二萃取釜和第三萃取釜，所述第一萃取釜、所述第二萃取釜、所述第三萃取釜均與進氣管、回收單元和分離單元連通。
[0012]進一步的，所述第一萃取釜、所述第二萃取釜和所述第三萃取釜的上進口分別通過上進氣閥門與所述進氣管連通，所述第一萃取釜、所述第二萃取釜和所述第三萃取釜的下進口分別通過上下進氣閥門與所述進氣管連通。
[0013]進一步的，所述第一萃取釜、所述第二萃取釜和所述第三萃取釜的上出口分別通過上去回收閥門與所述回收單元連通;所述第一萃取釜、所述第二萃取釜和所述第三萃取釜的下出口分別通過下去回收閥門與所述回收單元連通。
[0014]進一步的，所述第一萃取釜、所述第二萃取釜和所述第三萃取釜的上出口分別通過上去分離閥門與所述分離單元連通;所述第一萃取釜、所述第二萃取釜和所述第三萃取釜的下出口分別通過下去分離閥門與所述分離單元連通。
[0015]本發明的有益效果為:
[0016]1、本發明的萃取釜容量大，結構簡單，具有造價低廉的卸料構件，萃取釜內設置錨鏈取代吊籃，錨鏈通過與萃取釜外設置的手拉或者電動葫蘆配合，卸除萃取后殘渣，縮短卸料時間，減輕工人勞動強度，安全可靠，生產能力大，造價低；
[0017]2、萃取釜與閥門組組成的萃取系統，操作簡便，閥門間切換靈活，便于實現上進下出和下進上出及逆流串聯萃取工藝過程，有利于提高超臨界流體溶解力的飽和程度，提高了萃取效率；
[0018]3、降低單位容積超臨界流體流量配置(2.5?5升/每升容積.小時)，降低高壓栗和分離單元、回收單元負荷，大幅度降低裝置投資，同時降低動力、能源、工時消耗，降低生產成本；
[0019]本發明超臨界流體萃取裝置具有造價低，生產能力大，產品生產成本低，運轉安全可靠，適用于大宗低值香辛料品種有效成分的規模化提取。
【附圖說明】
[0020]圖1是現有超臨界流體萃取裝置萃取釜結構示意圖；
[0021 ]圖2是本發明超臨界流體萃取裝置萃取釜結構示意圖；
[0022]圖3是本發明過濾裝置結構示意圖，其中(a)為過濾裝置的剖視圖；(b)為俯視圖；
[0023]圖4是本發明萃取系統的結構示意圖；
[0024]圖中:1-1、端蓋;1-2、卡雜;1-3、端部法蘭；1-4、筒體;1_5、吊籃;1-6、吊籃接頭；1-
7、半球封頭;1-8、流體進口接管；
[0025]1、上出口； 11、下出口； 2、上進口； 21、下進口 ；4、上端蓋;41、下端蓋;5、過濾裝置；
9、罐體;10、卸料構件；
[0026]3-1、底板;3-2、燒結板;3-4、溝槽；
[0027]Gl、進口匯流管;G2、分離匯流管;G3、回收匯流管；
[0028]2-1、第一萃取釜;Fl、第一萃取釜上出閥門F2、第一萃取釜下出閥門F3、第一萃取釜下進下一級閥門F4、第一萃取釜下出管之進回收管閥門F5、第一萃取釜上出管之進回收管閥門F6、第一萃取釜下出管之進分離管閥門F7、第一萃取釜上出管之進分離管閥門F8、第一萃取釜下出管之上進下一級管閥門2-1-1、第一萃取釜上出口 2-1-2、第一萃取釜上進口；2-1-3、第一萃取釜下出口；2-1-4、第一萃取釜下進口 ；
[0029]2-2、第二萃取釜;F1’、第二萃取釜上出閥門F2’、第二萃取釜下出閥門F3’、第二萃取釜下進下一級閥門F4’、第二萃取釜下出管之進回收管閥門F5’、第二萃取釜上出管之進回收管閥門F6’、第二萃取釜下出管之進分離管閥門F7’、第二萃取釜上出管之進分離管閥門F8’、第二萃取釜下出管之上進下一級管閥門2-2-1’、第二萃取釜上出口 2-2-2’、第二萃取釜上進口；2-2-3’、第二萃取釜下出口；2-2-4’、第二萃取釜下進口 ；
[0030]2-3、第三萃取釜;F1”、第三萃取釜上出閥門F2”、第三萃取釜下出閥門F3”、第三萃取釜下進下一級閥門F4”、第三萃取釜下出管之進回收管閥門F5”、第三萃取釜上出管之進回收管閥門F6”、第三萃取釜下出管之進分離管閥門F7”、第三萃取釜上出管之進分離管閥門F8”、第三萃取釜下出管之上進下一級管閥門2-3-1”、第三萃取釜上出口 2-3-2”、第三萃取釜上進口； 2-3-3”、第三萃取釜下出口； 2-3-4”、第三萃取釜下進口 ；
【具體實施方式】
[0031]現有的超臨界流體萃取裝置，如圖1所示，基本上延續了德國伍德(UHDE)公司的設計，發明人發現該設計存在以下不足:
[0032]1、裝置的核心設備萃取釜，采取的是萃取釜內加吊籃技術方案，以縮短裝卸物料時間，該方案為了適應吊籃的裝入和取出，需要在萃取釜上口開等徑大口，提高了萃取釜造價。廠房高度也需要成倍加高，增加基建投入。同時龐大笨重的萃取釜上口端蓋，還需要配備結構復雜的，造價昂貴開蓋機構。該方案在加大萃取釜容量時，會造成投資大幅度提升和安全運轉上的風險。該設計也沒有真正意義上降低裝卸物料勞動強度，反而增加了拆裝吊籃的工作量。
[0033]2、目前的吊籃為單節或多節結構，此結構存在的主要問題為:萃取過程中，因流體過快或固體物料板結，導致超臨界流體形成溝流、偏流，物料與超臨界流體沒有充分接觸甚至沒有接觸，物料的萃取效果不理想。
[0034]3、該裝置配置的超臨界流體流量^lO升/每升容積.小時，以縮短萃取時間。由于該配置流量過大，降低了超臨界流體溶解力的飽和程度，增加了動力和能源消耗，造成生產成本的增大，同時大幅度增加了投資。
[0035]4、現有超臨界流體萃取裝置萃取釜尺寸都較小，萃取容量較小(百升級)，且整套裝置投資比較大(每升萬元左右)。現有的超臨界流體萃取裝置限制了超臨界流體萃取技術在行業的廣泛應用。
[0036]在發現以上缺陷的基礎上，發明人提供了一種新的超臨界萃取釜。做為本發明的一個實施方式，如圖2所示，本發明包括罐體9，罐體9的縱截面的形狀為長圓形，其由多層包扎筒體和上下等徑半球形封頭組焊而成，筒體和半球形封頭內層為不銹鋼材質。該反應釜易于實現大容量和容量規格系列化標準。反應釜內徑選取1000mm、1100mm、1200mm三個系列，容器高徑比選取5?8.5，有利于提高萃取效率，這樣可以得到4800升?10500升多個容量規格。
[0037]罐體9的頂端和底端分別開設有上開口和下開口，上開口和下開口均可用于物料的進出，上、下開口處焊接有凸緣，再在此凸緣上螺接端蓋(包括上端蓋4、下端蓋41)，端蓋上設有供安裝O型圈的凸臺和嵌槽;嵌槽寬和嵌槽深尺寸應按特定尺寸加工，這種橡膠O型圈結構及尺寸的安裝方式，使橡膠O型圈不會被超臨界流體溶脹，密封安全可靠，可在工作壓強下長期工作，從而達到密封罐體的目的。需要指出的是，上開口和下開口的直徑均小于罐體9的內徑，上、下開口的內徑尺寸可選在400?500mm，其中以450mm為宜。開口相應變小，端蓋的面積、厚度均相應減小，與現有設備的端蓋相比，重量減輕了50倍，一方面降低了設備的造價;另一方面，重量輕體積小的端蓋無需使用復雜的開蓋機構，簡化了操作流程