專利名稱：一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置及萃取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)藥、冶金或生化領(lǐng)域中液-液兩相溶劑萃取裝置及方法，具體涉及一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置及萃取方法，特別涉及于一種懸殊相比易乳化體系的短時(shí)間萃取裝置及方法。
背景技術(shù)：
溶劑萃取技術(shù)是一種用液態(tài)的萃取劑處理與之不互溶的雙組分或多組分溶液，實(shí)現(xiàn)組分分離的傳質(zhì)分離過程。它主要用于物質(zhì)的分離和提純，具有裝置簡單、操作容易的特點(diǎn)，既能用來分離、提純大量物質(zhì)，更適合于微量或痕量物質(zhì)的分離、富集，廣泛應(yīng)用于分 析化學(xué)、原子能、冶金、電子、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥等領(lǐng)域。萃取技術(shù)可根據(jù)分離對象和工藝要求選擇適當(dāng)?shù)妮腿◇w系和流程，具有選擇性高，分離效果好，易于操作和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。近三十年來，萃取設(shè)備在理論和實(shí)踐方面都得到了迅速的發(fā)展，許多高效萃取設(shè)備的出現(xiàn)各具特點(diǎn)，應(yīng)用于各個(gè)不同體系。已在冶金、石油、化工、制藥、廢水處理等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的氣升式空氣攪拌反應(yīng)器是利用流體的噴流產(chǎn)生攪拌的原理對反應(yīng)體系進(jìn)行攪拌混合的管式反應(yīng)器，反應(yīng)器中心安裝一個(gè)豎直的空管(中心管)，進(jìn)氣噴管從外管錐形底端插入，噴嘴與中心管平齊，當(dāng)空氣以一定流速吹入時(shí)，在中心管中造成負(fù)壓，周圍的固體顆粒、液體從底部被吸入中心管，并被具有較大動(dòng)能的氣體攜帶到頂部，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，在勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程中，再返回外管，如此循環(huán)往復(fù)，從而達(dá)到攪拌混合，并進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。在這種反應(yīng)器中沒有運(yùn)動(dòng)部件，動(dòng)力消耗少，且結(jié)構(gòu)比較簡單，因而一直被廣泛應(yīng)用。然而當(dāng)上述反應(yīng)器應(yīng)用于懸殊相比萃取時(shí)，該結(jié)構(gòu)的不足之處在于首先，由于輕相與原體系中的液體相比，數(shù)量少，密度差較大，在吹氣過程中一部分輕相只能漂浮在重相上面，無法在反應(yīng)器中達(dá)到全部循環(huán)，又不能破碎，更達(dá)不到均勻混合，反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)效果極差；其次，由于大多數(shù)此類反應(yīng)器為敞口，輕相極易被通入的氣體攜帶揮發(fā)，影響反應(yīng)進(jìn)行。本申請人的在先申請但未公開的CN 201210106978. 7涉及一種氣升式空氣攪拌多次層循環(huán)萃取裝置及方法。該發(fā)明特別適用于油水相比小于1:1000的懸殊相比易乳化體系將輕相均勻地分散在重相的過程中，可在兩相界面清晰的情況下連續(xù)操作，避免乳化現(xiàn)象，對溶液的剪切力小，有利于生物化工行業(yè)保持生物大分子的活性。但當(dāng)應(yīng)用于制藥工業(yè)、濕法冶金、油脂工業(yè)、食品工業(yè)領(lǐng)域時(shí)，由于對溶液的剪切力不夠，不利于輕重相的混合，影響了傳質(zhì)效率。CN 2097677U公開了一種液-液高效離心萃取器，其主要特征是轉(zhuǎn)筒采用三段轉(zhuǎn)筒，外殼采用大混合室，其優(yōu)點(diǎn)是液-液兩相接觸時(shí)間長，適用于萃取過程比較慢的液-液萃取體系。CN 201454148U公開了一種新型離心式萃取裝置，包括萃取物分離箱、轉(zhuǎn)筒、萃取箱體和基座；基座內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸相連接；所述萃取箱體套設(shè)在轉(zhuǎn)筒外，萃取箱體外套接有萃取物分離箱；萃取箱體底部固定設(shè)置在基座上方；轉(zhuǎn)軸上端固定在萃取物分離箱上，轉(zhuǎn)軸下端固定在基座上；萃取物分離箱內(nèi)分為重相收集腔和輕相收集腔上下兩部分；轉(zhuǎn)筒頂部設(shè)置有重相分離出口，轉(zhuǎn)筒中部設(shè)置有輕相分離出口 ；萃取箱體上設(shè)置有待萃取物料進(jìn)口，萃取物分離箱上設(shè)置有輕相出口和重相出口 ；萃取物分離箱上還設(shè)置有排氣口。但是該新型結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，萃取效果并不夠理想。因此發(fā)展一種萃取裝置，以有效地解決懸殊相比短時(shí)間混合萃取的問題，是所屬技術(shù)領(lǐng)域面臨的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置，可有效地解決懸殊相比短時(shí)間萃取的問題，能有效地避免乳化現(xiàn)象，適用于制藥工業(yè)、濕法冶金、油脂工業(yè)、食品工業(yè)等易乳化懸殊相比的短時(shí)間萃取體系。本發(fā)明所述的懸殊相比是指輕、重兩相相比相差較大的體系。本發(fā)明中油水相比小于1:1000，例如1:5000,1:10000等均可使用本發(fā)明萃取裝置進(jìn)行 快速萃取。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明的目的之一在于提供一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置，所述裝置包括固定的外筒及內(nèi)筒；所述內(nèi)筒可沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，外筒及內(nèi)筒間的縫隙很小。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，外筒固定，內(nèi)筒沿轉(zhuǎn)軸方向旋轉(zhuǎn)，二者相對運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明所述裝置沿半徑方向在外筒內(nèi)側(cè)及內(nèi)筒外側(cè)按徑向同心開有若干小孔，內(nèi)筒壁小孔和外筒壁小孔相對時(shí)是相通的，旋轉(zhuǎn)過程中可以對輕重相液滴進(jìn)行剪切、破碎。外筒內(nèi)側(cè)及內(nèi)筒外側(cè)每轉(zhuǎn)一個(gè)角度開有一排小孔。進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒壁小孔和外筒壁小孔大小相同。本發(fā)明所述裝置還包括基座；外筒及轉(zhuǎn)軸均固定于基座上。進(jìn)一步地，所述基座內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的電機(jī)。所述外筒上部為重相入口，下部為輕相入口。所述裝置采用不銹鋼或玻璃鋼材料制成。玻璃鋼(FRP)亦稱作GRP，即纖維強(qiáng)化塑料，一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或稱玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，機(jī)械強(qiáng)度高，回收利用少，耐腐蝕。本發(fā)明所述輕相與料液的體積比優(yōu)選為1:1000 3000，例如1:1050^2950,1:1350 2500，1:1800 2134，1:1980等均可用于實(shí)施本發(fā)明，進(jìn)一步優(yōu)選為1:1350 2500，最優(yōu)選為1:2500。本發(fā)明還提供一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置的萃取方法，首先開動(dòng)基座內(nèi)的電機(jī)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)；重相從重相入口進(jìn)入，輕相從輕相入口進(jìn)入；當(dāng)內(nèi)筒壁小孔和外筒壁小孔相對時(shí)，重相下降，輕相上升，二者均被剪切、破碎；孔不相對時(shí)，輕重相不能通過孔流動(dòng)；一段時(shí)間后，被剪切后的輕相液滴與重相液滴完全混合，利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相間的溶解度或分配系數(shù)不同，經(jīng)過反復(fù)多次萃取，將絕大部分的溶質(zhì)提取出來，從而使溶質(zhì)進(jìn)行相轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)組分的分離。
本發(fā)明所述裝置適用于制藥工業(yè)、濕法冶金、油脂工業(yè)、食品工業(yè)領(lǐng)域中懸殊相比易乳化萃取體系的短時(shí)間混合萃取。與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明提供了一種具有結(jié)構(gòu)簡單合理、體積小、可靠性好、使用方便、萃取效果好的萃取裝置。本發(fā)明所述的萃取裝置特別適用于懸殊相比易乳化體系。能夠短時(shí)間內(nèi)將輕相均勻地分散在重相中，可在兩相界面清晰的情況下實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，避免乳化現(xiàn)象。本發(fā)明能滿足工業(yè)化量產(chǎn)，不會出現(xiàn)淤積堵塞。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1內(nèi)筒2外筒3轉(zhuǎn)軸4內(nèi)筒壁小孔5外筒壁小孔6重相入口 7輕相入口 8重相出口 9輕相出口。
具體實(shí)施例方式為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下實(shí)施例I如圖I所示，一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置，所述裝置包括固定的外筒2及內(nèi)筒I ;所述內(nèi)筒I可沿轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，外筒2固定，內(nèi)筒I沿轉(zhuǎn)軸3方向旋轉(zhuǎn)，二者相對運(yùn)動(dòng)。所述裝置沿半徑方向在外筒內(nèi)側(cè)及內(nèi)筒外側(cè)均開有若干小孔，內(nèi)筒壁小孔4和外筒壁小孔5相對時(shí)是相通的。所述內(nèi)筒壁小孔4和外筒壁小孔5大小相同。所述外筒上部為重相入口 6及輕相出口 9，下部為輕相入口 7及重相出口 8。所述裝置采用玻璃鋼材料制成。實(shí)施例2一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置，所述裝置包括基座、固定的外筒2及內(nèi)筒I ;所述內(nèi)筒I可沿轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，外筒2及轉(zhuǎn)軸3均固定于基座上。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，外筒2固定，內(nèi)筒I沿轉(zhuǎn)軸3方向旋轉(zhuǎn)，二者相對運(yùn)動(dòng)。基座內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸3的電機(jī)。所述裝置沿半徑方向在外筒內(nèi)側(cè)及內(nèi)筒外側(cè)均開有若干小孔，內(nèi)筒壁小孔4和外筒壁小孔5相對時(shí)是相通的。所述內(nèi)筒壁小孔4和外筒壁小孔5大小相同。所述外筒上部為重相入口 6及輕相出口 9，下部為輕相入口 7及重相出口 8。所述裝置采用不銹鋼材料制成。實(shí)施例3一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置的萃取方法，首先開動(dòng)基座內(nèi)的電機(jī)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸3旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒I旋轉(zhuǎn)；重相從重相入口 6進(jìn)入，輕相從輕相入口 7進(jìn)入；當(dāng)內(nèi)筒壁小孔4和外筒壁小孔5相對時(shí)，重相下降，輕相上升，二者均被剪切、破碎；孔不相對時(shí)，輕重相不能通過孔流動(dòng)；一段時(shí)間后，被剪切后的輕相液滴與重相液滴完全混合，進(jìn)行萃取，最終輕相從輕相出口 9，重相從重相出口 8收集。將本發(fā)明所述裝置與本申請人的在先申請但未公開的CN 201210106978. 7 —種氣升式空氣攪拌多次層循環(huán)萃取裝置同時(shí)進(jìn)行輕相在重相中的混合操作，并對輕相液滴直徑隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比如表I :
表I輕相液滴直徑(ii m)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)比較
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置，其特征在于，所述裝置包括固定的外筒(2)及內(nèi)筒(I);所述內(nèi)筒(I)可沿轉(zhuǎn)軸(3)旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置沿半徑方向在外筒內(nèi)側(cè)及內(nèi)筒外側(cè)按徑向同心開有若干小孔，內(nèi)筒壁小孔(4)和外筒壁小孔(5)相對時(shí)是相通的。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒壁小孔(4)和外筒壁小孔(5)大小相同。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括基座；外筒(2)及轉(zhuǎn)軸(3)均固定于基座上。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述基座內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(3)的電機(jī)。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的裝置，其特征在于，所述外筒(2)上部為重相入口(6)及輕相出口(9)，下部為輕相入口(7)及重相出口(8)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置采用不銹鋼或玻璃鋼材料制成。
8.—種如權(quán)利要求7所述的轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置的萃取方法，其特征在于，首先開動(dòng)基座內(nèi)的電機(jī)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸(3 )旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒(I)旋轉(zhuǎn)；重相從重相入口( 6 )進(jìn)入，輕相從輕相入口(7)進(jìn)入；當(dāng)內(nèi)筒壁小孔(4)和外筒壁小孔(5)相對時(shí)，重相下降，輕相上升，二者均被剪切、破碎；孔不相對時(shí)，輕重相不能通過孔流動(dòng)；一段時(shí)間后，被剪切后的輕相液滴與重相液滴完全混合，進(jìn)行萃取。
9.如權(quán)利要求1-7之一所述的裝置的用途，其特征在于，所述裝置適用于制藥工業(yè)、濕法冶金、油脂工業(yè)、食品工業(yè)領(lǐng)域中懸殊相比易乳化萃取體系的短時(shí)間混合萃取。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)筒混合萃取裝置及萃取方法。所述裝置包括固定的外筒及內(nèi)筒；所述內(nèi)筒可沿轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，外筒及內(nèi)筒間的縫隙很小。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，外筒固定，內(nèi)筒沿轉(zhuǎn)軸方向旋轉(zhuǎn)，二者相對運(yùn)動(dòng)。萃取時(shí)，首先開動(dòng)基座內(nèi)的電機(jī)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)；重相從重相入口進(jìn)入，輕相從輕相入口進(jìn)入；當(dāng)內(nèi)筒壁小孔和外筒壁小孔相對時(shí)，重相下降，輕相上升，二者均被剪切、破碎；孔不相對時(shí)，輕重相不能通過孔流動(dòng)；一段時(shí)間后，被剪切后的輕相液滴與重相液滴完全混合，進(jìn)行萃取。該萃取裝置特別適用于懸殊相比易乳化體系，可在兩相界面清晰的情況下實(shí)現(xiàn)短時(shí)間均勻混合，完成萃取。
文檔編號B01D11/04GK102671423SQ20121016943
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者劉會洲, 楊良嶸, 邢慧芳, 黃焜 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所