一種超臨界流體萃取、精餾、色譜制備裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超臨界流體萃取、精餾、色譜制備裝置及其控制方法，屬于色譜裝置的技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統化合物分離方法周期長，操作溫度高，溶劑溶解能力為定值，只能通過改變溶劑種類或比例來改變。試驗結束后需進行額外操作來除去多余試劑，導致成本提高，且產生大量廢棄試劑，造成環境污染。樣品中溶劑殘留問題不可避免，易對試驗結果造成未知影響。因此，高效、節能的分離制備裝置的研制一直是分離領域的焦點。
[0003]超臨界流體具有許多獨特的性質，例如黏度小，密度、擴散系數、溶劑化能力等性質隨溫度和壓力變化十分敏感，黏度和擴散系數接近空氣，而密度和溶劑化能力接近液體。基于這些特點，超臨界流體在化合物分離領域有著不可取代的地位，眾多研究人員對出過許多嘗試。(I)專利號CN00103260.7利用超臨界流體對大豆油脫臭餾出物進行萃取，得到含量為50-60%的維生素E，雖然此專利可將維生素E含量為25%的大豆油脫臭餾出物原料提高至Ij50_60%，但其所得維生素E濃度不足以達到高純度，必須增加其他步驟將其進一步純化；
(2)專利號CN01805533.8利用超臨界流體和助溶劑萃取步驟、液-液分離步驟和柱色譜步驟從原料中提取紫杉醇及其衍生物，此專利將超臨界流體萃取與傳統分離方法相結合，但其溶劑消耗量大，且產品中溶劑殘留不可避免；(3 )專利號CN201310410867.X利用超臨界流體萃取法聯合大孔樹脂等方法處理羅漢果提取物，得到羅漢果甜苷V重量含量為65%;專利號CN201210118989.7利用超臨界萃取法聯合硅膠層析，乙酸乙酯-乙醇洗脫，得到蠟楊梅酸A，但兩者經超臨界流體萃取后，前者需進行大孔樹脂脫色，后者需進行硅膠層析，均需要消耗大量洗脫劑，造成時間和經濟的損失；(4)專利號CN98111424.5采用了超臨界流體萃取與超臨界流體精餾相結合的方式分離小麥胚芽油，但最終產物在精餾柱和分離釜內均有分布，未能全部從樣品中分離出來，造成所需樣品的損失；(5)專利號CN200580003866.7公開了一種利用超臨界流體色譜分離旋光異構體的方法，此方法對于化合物分離有著重要的意義。雖然超臨界流體萃取、超臨界流體精餾和超臨界流體色譜在化合物分離方面運用廣泛，但將該三者有機結合的例子卻沒有文獻報道。
[0004]超臨界流體萃取、超臨界流體精餾和超臨界流體色譜作為一種廉價、快捷的分離方法，也存在著不足:復雜原料很難一次性達到預期目標，需進行多次重復實驗，從而造成時間和人力的浪費。因此，如何最大限度降低生產成本，實現化合物的高效率、高質量、自動化分離就成為該領域內的瓶頸，亟待解決。
【發明內容】
[0005]為解決化合物的高效、高質、自動化分離和成本消耗高的問題，本發明提供了一種超臨界流體萃取、精餾、色譜制備裝置，可進行化合物高效、高質、自動分離，且能耗少。
[0006]本發明的技術方案:一種超臨界流體萃取、精餾、色譜制備裝置，它包括液路系統和控制系統，控制系統在面板上設有微型控制器、加熱啟動按鈕、加熱停止按鈕、調節閥、觸摸屏和變頻旋鈕，在箱體內設有PLC邏輯控制器;所述液路系統采用CO2儲罐經第一截止閥連接冷卻井、CO2輸送栗，再經設有安全閥和第二截止閥的CO2輸送總管連接至萃取釜，再經設有第五截止閥的第一分離管路連接至第一分離釜，再經設有第六截止閥的第二分離管路連接至第二分離爸;所述C02輸送總管分出第一⑶2輸送支管和第二C02輸送支管，第一C02輸送支管由第一 CO2入口連接至第一精餾塔，再由第一 CO2輸出支管連接至精餾塔管路，第二CO2輸送支管由第二⑶2入口連接至第二精餾塔，再由第二⑶2輸出支管連接至精餾塔管路，精餾塔管路連接至第一分離管路;所述萃取釜的水套加熱層上設有萃取釜水套注水口和萃取釜水套出水口，萃取釜的底部設有萃取釜產物出口；第一分離釜的水套加熱層上設有第一分離釜水套注水口和第一分離釜水套出水口，第一分離釜的底部設有第一分離釜產物出口 ；第二分離釜的水套加熱層上設有第二分離釜水套注水口和第二分離釜水套出水口，第二分離釜的底部設有第二分離釜產物出口；該裝置還包括投料栗，投料栗分別通過第一投料支管連接至第一精餾塔上的第一投料口，第二投料支管連接至第二精餾塔上的第二投料口 ；該裝置還包括夾帶劑栗，夾帶劑栗通過夾帶劑管路連接至CO2輸送總管上;所述CO2輸送栗、夾帶劑栗和投料栗與PLC邏輯控制器進行電連接。
[0007]一種超臨界流體萃取、精餾、色譜制備裝置的工作方法，包括以下步驟:
操作前，對設備進行檢查，查看設備是否處于正常可運行狀態;進入邏輯控制系統頁面，進行試驗參數設定；
設備預熱:設定試驗參數后，按裝置面板和觸摸屏上對應的加熱啟動按鈕，啟動系統加熱;打開CO2儲罐，按觸摸屏上CO2輸送栗“啟動”按鈕，啟動系統增壓；
根據物料進行選擇超臨界流體萃取模式和/或超臨界流體精餾模式和/或超臨界流體色譜模式進行處理；
所述超臨界流體萃取模式:當溫度及壓力達到設定值，并保持穩定，打開第一截止閥、第二截止閥、第五截止閥、第六截止閥、第七截止閥形成液路流向，將裝置調整至超臨界流體萃取過程;萃取樣品由夾帶劑栗3按照指定流速輸送至萃取釜6中，萃取樣品與其中超臨界⑶2溶解，溶解部分由萃取釜上端依次進入第一分離釜、第二分離釜，經第二分離釜減壓排放廢棄0)2至出口 ；運行設定時間后，停止裝置，待系統壓力為OMPa時，收集萃取釜、第一分離釜、第二分離釜產物進行分析，得到萃取產物；
所述超臨界流體精餾模式采用精餾塔雙柱并聯模式或精餾塔單柱模式，所述精餾塔雙柱并聯模式為打開第一截止閥、第三截止閥、第八截止閥、第十截止閥、第十一截止閥、第六截止閥、第七截止閥形成液路流向；精餾樣品由投料栗分別通過第一投料支管、第一投料入口輸送至第一精餾塔和通過第二投料支管、第二投料入口輸送至第二精餾塔;精餾樣品與超臨界CO2溶解，溶解部分經精餾塔溫度梯度對樣品進行精餾處理，再由第一精餾塔上端的第一 0)2輸出支管和第二精餾塔上端的第二 0)2輸出支管進入精餾塔管路，再依次進入第一分離釜、第二分離釜，經第二分離釜減壓排放廢棄⑶2至出口；運行設定時間后，停止裝置，待系統壓力為OMPa時，收集第一精餾塔、第二精餾塔、第一分離釜、第二分離釜產物進行分析；
所述精餾塔單柱模式為打開第一截止閥、第三截止閥、第十截止閥、第六截止閥、第七截止閥形成液路流向；精餾樣品由投料栗通過第一投料支管、第一投料入口輸送至第一精餾塔，精餾樣品與超臨界CO2溶解，溶解部分經精餾塔溫度梯度對樣品進行精餾處理，再由第一精餾塔上端的第一 CO2輸出支管、精餾塔管路、依次進入第一分離釜、第二分離釜，經第二分離釜減壓排放廢棄CO2至出口 ；運行設定時間后，停止裝置，待系統壓力為OMPa時，收集第一精餾塔、第一分離釜、第二分離釜產物進行分析；
所述超臨界流體色譜模式:向萃取釜中填裝色譜填料，構成以萃取釜為填料載體的色譜柱，將裝置調整至超臨界流體色譜模式，先將色譜樣品由夾帶劑栗輸送至裝有色譜填料的萃取釜下端;再打開第一截止閥、第二截止閥、第五截止閥、第六截止閥、