專(zhuān)利名稱(chēng)：萃取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種萃取裝置，且尤其涉及一種生態(tài)物質(zhì)的萃取裝置。
背景技術(shù)：
微藻是一種具有潛力的生質(zhì)能源。由于微藻生物中油脂被包覆在細(xì)胞內(nèi)，除了發(fā)展中的基因及代謝工程技術(shù)可以使細(xì)胞自動(dòng)分泌出油脂外，目前較可行的方法是先對(duì)微藻細(xì)胞進(jìn)行破(細(xì)胞)壁，再進(jìn)行油脂萃取，其中如何提高微藻油脂的萃取效率，提高微藻油脂生產(chǎn)效能，是微藻能否成為主流替代能源的關(guān)鍵。微藻油脂萃取屬于液-固萃取技術(shù)(Liquid-Solid Extraction Techniques),是使用液體溶劑進(jìn)行油脂萃取。然而，因固相微藻形體小，且微藻細(xì)胞破壁后藻體內(nèi)水份與微藻本身形成的微藻液的水份含量至少可達(dá)50wt%以上，因而不易溶于水的液體溶劑，例如 正己烷，來(lái)進(jìn)行液-固萃??；另一方面若使用與水極性相近的液體溶劑，例如甲醇，來(lái)進(jìn)行液-固萃取，則將使用的溶劑比例，需至少為微藻I倍，因而溶劑分離成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種萃取裝置，其可以提高萃取溶劑對(duì)生態(tài)物質(zhì)的萃取效率。例如，應(yīng)用于對(duì)微藻油脂的萃取，本申請(qǐng)的萃取裝置可以增加微藻細(xì)胞內(nèi)油脂與萃取溶劑之間的接觸時(shí)間，增加微藻油脂在萃取溶劑內(nèi)的溶解度，并且降低微藻液水份對(duì)微藻油脂萃取的影響，提高萃取溶劑對(duì)微藻油脂的萃取效率。具體而言，本申請(qǐng)?zhí)岢龅妮腿⊙b置，其具有一腔室，且萃取裝置包括一軸桿、多個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片、一生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口、一萃取溶劑注入口、一萃取物出口、一萃余物出口以及一沉淀器。軸桿具有鄰近腔室頂部的一第一端以及鄰近腔室底部的一第二端。所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片并排設(shè)置于軸桿的第一端，各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片至少具有一開(kāi)孔。生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口位于腔室頂部，用以注入一生態(tài)物質(zhì)至最上層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的開(kāi)孔，使生態(tài)物質(zhì)向下依序通過(guò)各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的開(kāi)孔。萃取溶劑注入口位于腔室底部，用以注入一萃取溶劑至腔室內(nèi)，使萃取溶劑與生態(tài)物質(zhì)逆向接觸，以產(chǎn)生一萃取物以及一萃余物。萃取物出口位于腔室頂部，用以輸出萃取物。萃余物出口位于腔室底部，用以輸出萃余物。沉淀器設(shè)置于軸桿的第二端，用以接收萃余物并將萃余物經(jīng)由萃余物出口排出腔室。其中，還包括一進(jìn)料單元，連接該生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口，以提供該生態(tài)物質(zhì)至該腔室內(nèi)。其中，該進(jìn)料單元包括一破壁裝置，用以對(duì)該生態(tài)物質(zhì)進(jìn)行破壁。其中，該破壁裝置包括一高壓均質(zhì)機(jī)或一珠磨機(jī)。其中，該進(jìn)料單元包括一高壓均質(zhì)機(jī)或一擠出機(jī)。其中，該萃取裝置更包括一分離單元，連接該萃取物出口，用以收集并分離該萃取物與該萃取溶劑，并且將該萃取溶劑回收至該腔室內(nèi)循環(huán)使用。其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片由中央朝向外圍下傾。
其中，該沉淀器包括多個(gè)V型盤(pán)片，并排設(shè)置于該軸桿的該第二端，該軸桿穿過(guò)各該V型盤(pán)片的中央，其中各該V型盤(pán)片由中央朝向外圍上升，且各該V型盤(pán)片至少具有一排出孔，用以排出該萃余物。其中，該沉淀器包括一擠出螺桿，該擠出螺桿具有一出料螺紋，用以帶動(dòng)該萃余物進(jìn)入該萃余物出口。其中，該萃取裝置更包括一導(dǎo)板，設(shè)置于該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片與該沉淀器之間，該導(dǎo)板包括鄰近且平行于該腔室內(nèi)壁的一第一部份以及橫 設(shè)于該腔室內(nèi)的一第二部份，其中該第一部分與該腔室內(nèi)壁構(gòu)成一通道，且該通道的兩端出口分別鄰近于該萃取溶劑注入口與最下層的該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片，使得由該萃取溶劑注入口注入的該萃取溶劑可經(jīng)由該通道流至該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片之間，而該第二部份用以收集從最下層的該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該開(kāi)孔排出的該萃余物，并將該萃余物引導(dǎo)至該沉淀器。其中，由該軸桿的一延伸方向觀之，相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片各自的該些開(kāi)孔不會(huì)重合。其中，相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的間距介于O. I毫米至10毫米之間。其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該開(kāi)孔的直徑介于O. I毫米至10毫米之間。其中，該腔室的內(nèi)壁與該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片邊緣的間隙介于O. 01毫米至10毫米之間。其中，該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的數(shù)量介于I片至1000片之間。其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片相對(duì)于水平方向的傾角介于1°至90°之間。 其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該至少一開(kāi)孔包括多個(gè)開(kāi)孔，位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的外圍。其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該至少一開(kāi)孔包括鄰近該軸桿的多個(gè)開(kāi)孔。其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片為圓形，被等分為多個(gè)徑向，該至少一開(kāi)孔包括鄰近該軸桿的多個(gè)第一開(kāi)孔以及位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片外圍的多個(gè)第二開(kāi)孔，且同一徑向上具有一個(gè)所述第一開(kāi)孔以及一個(gè)所述第二開(kāi)孔。其中，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片為圓形，被等分為多個(gè)徑向，該至少一開(kāi)孔包括多個(gè)開(kāi)孔，第2M-1個(gè)徑向上的該開(kāi)孔位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的外圍，而第2M個(gè)徑向上的該開(kāi)孔鄰近該軸桿，M為正整數(shù)。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖I繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的萃取裝置。圖2繪示圖I的萃取單元的一種實(shí)施態(tài)樣。圖3-圖5分別繪示圖2的萃取單元沿A-A面、B-B面以及C-C面的上視圖。圖6A-6D分別繪示本發(fā)明的萃取裝置適用的幾種旋轉(zhuǎn)盤(pán)片。圖7繪示圖I的萃取單元的另一種實(shí)施態(tài)樣。其中，附圖標(biāo)記10 :萃取裝置100 :萃取單元110:腔室112 生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口114:萃取物出口
116:萃余物出口118、119 :萃取溶劑注入口120 :軸桿122 :軸桿的第一端124:軸桿的第二端130、130A、130B、130C、130D :旋轉(zhuǎn)盤(pán)片132、132A、132B、132C、132D、134A、134B :旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的開(kāi)孔140 :沉淀器 142 V 型盤(pán)片142a:排出孔150 :導(dǎo)板152 :導(dǎo)板的第一部份154 :導(dǎo)板的第二部份160 :擋板17O :濾網(wǎng)182 :軸承組190 :通道200 :進(jìn)料單元210 :高壓均質(zhì)機(jī)220 :入料斗300 :分離單元400 :萃取溶劑儲(chǔ)存單元500 :萃余物容器700 :萃取單元742:擠出螺桿742a:出料螺紋800 :排洛閥L :軸桿的延伸方向Θ :旋轉(zhuǎn)盤(pán)片相對(duì)于水平方向的傾角Θ
具體實(shí)施例方式圖I繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的萃取裝置。如圖I所示，本實(shí)施例的萃取裝置10包括萃取單元100、進(jìn)料單元200以及分離單元300等。萃取單元100具有腔室110，腔室110頂部具有生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112以及萃取物出口 114，而腔室110底部具有萃余物出口116以及萃取溶劑注入口 118。進(jìn)料單元200連接生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112，以提供生態(tài)物質(zhì)至腔室110內(nèi)。在本實(shí)施例中，進(jìn)料單元200可包括例如圖I所示的高壓均質(zhì)機(jī)210或珠磨機(jī)(ball miller)等破壁裝置，來(lái)對(duì)生態(tài)物質(zhì)進(jìn)行破壁(cell rupture)，以避免生態(tài)物質(zhì)本身的細(xì)胞壁阻礙萃取程序。生質(zhì)物質(zhì)由入料斗220注入高壓均質(zhì)機(jī)210。此外，進(jìn)料單元200內(nèi)還可選擇添加破壁助劑，以輔助生態(tài)物質(zhì)的破壁。另外，除了高壓均質(zhì)機(jī)之外，進(jìn)料單元200還可選擇使用擠出機(jī)(extruder)來(lái)輸出生態(tài)物質(zhì)至生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112。另一方面，萃取溶劑儲(chǔ)存單元400內(nèi)儲(chǔ)存萃取溶劑，并經(jīng)由萃取溶劑注入口 118將萃取溶劑注入萃取單元100的腔室110。腔室110下方可設(shè)置排渣閥800，其連接腔室110底部的萃余物出口 116，用以控制萃余物的排渣動(dòng)作。此外，萃取單元100下方設(shè)置有萃余物容器500，用以接收由萃余物出口 116排出的萃余物。分離單元300連接萃取物出口 114，用以收集并分離萃取物與萃取溶劑。本實(shí)施例的分離單元300可利用萃取物在不同溫度或壓力下對(duì)于萃取溶劑有不同溶解度的特性，將萃取溶劑分離回收，并且經(jīng)由另一萃取溶劑注入口 119將萃取溶劑輸入至萃取單元100的腔室110內(nèi)循環(huán)使用。如此，有助于減少萃取溶劑的使用量。圖2繪示圖I的萃取單元100的一種實(shí)施態(tài)樣。如圖2所示，萃取單元100的腔 室110內(nèi)具有軸桿120、多個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130、沉淀器140以及導(dǎo)板150等構(gòu)件。軸桿120通過(guò)軸承組182被設(shè)置于腔室110內(nèi)，利用外部轉(zhuǎn)子(例如馬達(dá)，圖未示)用以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130與沉淀器140旋轉(zhuǎn)。圖3-圖5分別繪示圖2的萃取單元100沿A-A面、B-B面以及C-C面的上視圖。請(qǐng)同時(shí)參考圖2-圖5，更具體而言，軸桿120具有鄰近腔室110頂部的第一端122以及鄰近腔室110底部的第二端124。旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130并排設(shè)置于軸桿120的第一端122。各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130具有至少一開(kāi)孔132。生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112可注入生態(tài)物質(zhì)至最上層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的開(kāi)孔132，使生態(tài)物質(zhì)向下依序通過(guò)各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的開(kāi)孔132。萃取溶劑可經(jīng)由萃取溶劑注入口 118或119被注入至腔室110內(nèi)，使得萃取溶劑與生態(tài)物質(zhì)逆向接觸，以產(chǎn)生萃取物以及萃余物。萃取物經(jīng)由萃取物出口 114進(jìn)入圖I所示的分離單元300，且萃取物出口 114可設(shè)置濾網(wǎng)170，以過(guò)濾雜質(zhì)。腔室110頂部還可設(shè)置擋板160，以避免萃取物逆流或萃余物進(jìn)入萃取物出口 114。此外，沉淀器140設(shè)置于軸桿120的第二端124，用以接收萃余物并使萃余物經(jīng)由萃余物出口 116進(jìn)入排渣閥800，以利用排渣閥800控制萃余物排出腔室110，進(jìn)入萃余物容器500。在本實(shí)施例中，軸桿120穿過(guò)各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的中央，以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130旋轉(zhuǎn)，且各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130由中央朝向外圍下傾。此外，導(dǎo)板150設(shè)置于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130與沉淀器140之間。導(dǎo)板150包括鄰近且平行于腔室110內(nèi)壁的第一部份152以及橫設(shè)于腔室110內(nèi)的第二部份154，其中第一部分152與腔室110內(nèi)壁構(gòu)成一通道190，且通道190的兩端出口分別鄰近于萃取溶劑注入口 118、119與最下層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130。如此，由萃取溶劑注入口118、119注入的萃取溶劑可經(jīng)由通道190流至旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130之間，并與生態(tài)物質(zhì)逆向接觸，以產(chǎn)生萃取物以及萃余物。本實(shí)施例還可以調(diào)整萃取單元100的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130上的開(kāi)孔132位置，借以提高萃取效率。更具體而言，由軸桿120的延伸方向L觀之，相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130各自的開(kāi)孔132可以重合或不重合，其中若不重合，即各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的開(kāi)孔132在設(shè)置上會(huì)相互錯(cuò)開(kāi)，生態(tài)物質(zhì)與萃取溶劑會(huì)沿著旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的走向在各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130之間流動(dòng)，并且會(huì)流經(jīng)各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130之間的大部份區(qū)域(如箭頭所示)。如此一來(lái)，生態(tài)物質(zhì)與萃取溶劑的接觸時(shí)間增加，將有助于提高萃取效率，也可相對(duì)減少萃取溶劑的使用量。
下文更列舉本實(shí)施例適用的幾種旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的態(tài)樣。首先，圖6A繪示的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130A例如是圓形，且具有多個(gè)開(kāi)孔132A。該些開(kāi)孔132A都位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130A的外圍。生態(tài)物質(zhì)(例如藻泥)可能的流向如圖6A的虛線箭頭所示。當(dāng)生態(tài)物質(zhì)由圖2所示的生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112被注入至最上層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130A的外圍時(shí)，可以直接由位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130A外圍的開(kāi)孔132A進(jìn)入到下層的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130A。其余未進(jìn)入開(kāi)孔132A的生質(zhì)材料可能沿著虛線路徑或腔室110的內(nèi)壁(如圖2所示)移動(dòng)到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130A的開(kāi)孔132A。此外，圖6B繪示的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130B例如是圓形，且具有多個(gè)開(kāi)孔132B。該些開(kāi)孔132B都鄰近軸桿120。生態(tài)物質(zhì)(例如藻泥)可能的流向如圖6B的虛線箭頭所示。當(dāng)生態(tài)物質(zhì)由圖2所示的生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112被注入至最上層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130B的外圍時(shí)，可能先在旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130B上沿徑向移動(dòng)至開(kāi)孔132B，再經(jīng)由開(kāi)孔132B進(jìn)入到下層的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130B。其余未進(jìn)入開(kāi)孔132B的生質(zhì)材料可能延著虛線路徑或腔室110的內(nèi)壁(如圖2所示)移動(dòng)到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130B的開(kāi)孔132B。
圖6C所示的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C例如是圓形，被等分為多個(gè)徑向Rl Rn，其中同一徑向上具有鄰近軸桿120的第一開(kāi)孔134A以及位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C外圍的第二開(kāi)孔134B。生態(tài)物質(zhì)(例如藻泥)可能的流向如圖6C的虛線箭頭所示。當(dāng)生態(tài)物質(zhì)由圖2所示的生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112被注入至最上層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C的外圍時(shí)，部份的生態(tài)物質(zhì)可能直接由位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C外圍的第二開(kāi)孔134B進(jìn)入到下層的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C。另一部份的生態(tài)物質(zhì)可能沿旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C的徑向移動(dòng)至位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C中央的第一開(kāi)孔134A，再經(jīng)由開(kāi)孔134A進(jìn)入到下層的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C。其余未進(jìn)入第一開(kāi)孔134A或第二開(kāi)孔134B的生質(zhì)材料可能延著虛線路徑或腔室110的內(nèi)壁(如圖2所示)繼續(xù)移動(dòng)到下一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C的第一開(kāi)孔134A或第二開(kāi)孔134B。另外，圖6D所示的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D與圖6C的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130C類(lèi)似，同為圓形，且被等分為多個(gè)徑向Rl Rn。兩者差異在于圖6D所示的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D的同一徑向上僅具有一個(gè)開(kāi)孔132D。并且，第2M-1個(gè)(即R1、R3...)徑向上的開(kāi)孔132D位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的外圍，而第2M個(gè)(即R2、R4...)徑向上的開(kāi)孔132C位于鄰近軸桿120的位置，M為正整數(shù)。生態(tài)物質(zhì)(例如藻泥)可能的流向如圖6D的虛線箭頭所示。當(dāng)生態(tài)物質(zhì)由圖2所示的生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112被注入至最上層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D的外圍時(shí)，部份的生態(tài)物質(zhì)可能沿旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D的徑向移動(dòng)至位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D的第一開(kāi)孔132C，再經(jīng)由第一開(kāi)孔132C進(jìn)入到下層的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D。另一部份的生態(tài)物質(zhì)可能直接由位于旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D外圍的第二開(kāi)孔132D進(jìn)入到下層的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130D。或者，其余未進(jìn)入第一開(kāi)孔132C或第二開(kāi)孔132D的生質(zhì)材料可能延著虛線路徑或腔室110的內(nèi)壁(如圖2所示)繼續(xù)移動(dòng)到下一個(gè)徑向上的第一開(kāi)孔132C或第二開(kāi)孔132D。當(dāng)然，本實(shí)施例也可以對(duì)萃取單元100的其它結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)調(diào)整工藝效果。例如，相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的間距介于O. I毫米(mm)至10毫米(mm)之間。各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的開(kāi)孔132的直徑介于O. I毫米至10毫米之間。腔室110的內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130邊緣的間隙介于O. 01毫米至10毫米之間。各旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130相對(duì)于水平方向的傾角Θ介于1°至90°之間。當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的形狀也不限于圓形，而可能是其它可達(dá)到類(lèi)似效果的形狀。
此外，依萃取單元中腔室110內(nèi)的軸桿120長(zhǎng)度為400毫米為例，旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的數(shù)量約介于I片至1000片之間。然而，當(dāng)軸桿120長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的數(shù)量可能會(huì)超過(guò)1000片。換言之，旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的數(shù)量可取決于軸桿120的長(zhǎng)度以及相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的間距等因素。一般而言，若旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的數(shù)量越多，則有助于提高萃取效果及減少萃取溶劑用量。另一方面，利用旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130旋轉(zhuǎn)時(shí)的剪切力及旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的移動(dòng)速度與壓力的改變，也可進(jìn)一步地破壞生態(tài)物質(zhì)的細(xì)胞壁，得到更佳的破壁效果與相應(yīng)的萃取效率。此外，導(dǎo)板150的第二部份154用以收集從最下層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的開(kāi)孔132排出的萃余物，并將萃余物引導(dǎo)至下方的沉淀器140。如圖2所示，本實(shí)施例的沉淀器140包括多個(gè)V型盤(pán)片142，其并排設(shè)置于軸桿120的第二端124，且軸桿120穿過(guò)各V型盤(pán)片142的中央，以帶動(dòng)V型盤(pán)片142旋轉(zhuǎn)。各V型盤(pán)片142由中央朝向外圍上升，且各V型盤(pán)片142具有排出孔142a，使萃余物以及多余的水分等物質(zhì)經(jīng)由排出孔142a被輸出至萃余物出Π 116。圖7繪示圖I的萃取單元100的另一種實(shí)施態(tài)樣。如圖7所示，萃取單元700與圖I的萃取單元100類(lèi)似，其中相同或類(lèi)似的元件以相同的標(biāo)號(hào)來(lái)標(biāo)示并省略其說(shuō)明，除了 萃取單元700以擠出螺桿742來(lái)取代V型盤(pán)片142，以作為沉淀器。擠出螺桿742具有出料螺紋742a，用以帶動(dòng)萃余物進(jìn)入萃余物出口 116。將前述實(shí)施例的萃取裝置10應(yīng)用于萃取微藻中的油脂時(shí)，可以如下列方式施作。首先，利用進(jìn)料單元200將微藻導(dǎo)入萃取單元100，并可選擇于進(jìn)料單元200內(nèi)添加包括強(qiáng)酸或強(qiáng)堿、沉淀劑及共溶劑等破壁助劑，并可通過(guò)熱交換器(圖未示)控制微藻進(jìn)入腔室 110的溫度，以提高萃取溶劑對(duì)微藻油的萃取效能。微藻由生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口 112以及旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的開(kāi)孔132被注入到旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130之間，并且利用旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力在旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130之間流動(dòng)，以與由腔室110底部的萃取溶劑注入口 118注入的萃取溶劑混合，并依序進(jìn)入下層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130。經(jīng)過(guò)在多層旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130之間的流動(dòng)與混合，可以增加萃取溶劑萃取微藻細(xì)胞內(nèi)油脂的效能。此外，部份萃取溶劑可將微藻內(nèi)的水份由旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130的外側(cè)或尾端分離帶出，以減少水份對(duì)微藻液-固萃取的影響。由最下層的旋轉(zhuǎn)盤(pán)片130輸出的微藻液，包括部份水份及藻渣，會(huì)經(jīng)由沉淀器140的V型盤(pán)片142 (如圖2所示)或擠出螺桿742 (如圖7所示)的帶動(dòng)，而由萃余物出口 116以及排渣閥800排出至萃余物容器500。此外，分離單元300對(duì)萃取物出口 114收集及過(guò)濾的萃取物進(jìn)行分離，其中利用藻油在不同溫度或壓力下對(duì)于萃取溶劑有不同溶解度的特性，而可將萃取溶劑與藻油作分離，并將萃取溶劑回收，并循環(huán)使用。綜上所述，本申請(qǐng)的萃取裝置可以對(duì)生態(tài)物質(zhì)提供連續(xù)而且高效率的萃取，其中通過(guò)多重旋轉(zhuǎn)盤(pán)片可以大幅提高萃取溶劑對(duì)生態(tài)物質(zhì)的萃取效率，特別是應(yīng)用于對(duì)微藻油脂的萃取時(shí)，可以大幅增加微藻細(xì)胞內(nèi)油脂與萃取溶劑之間的接觸時(shí)間，增加微藻油脂在萃取溶劑內(nèi)的溶解度，并且降低微藻液水份對(duì)微藻油脂萃取的影響，提高萃取溶劑對(duì)微藻油脂的萃取效率。另一方面，由于微藻油脂萃取效率的提高，也可減少萃取溶劑的使用量，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。權(quán)利要求
1.一種萃取裝置，具有一腔室，其特征在于，該萃取裝置包括 一軸桿，具有鄰近該腔室頂部的一第一端以及鄰近該腔室底部的一第二端； 至少一旋轉(zhuǎn)盤(pán)片，并排設(shè)置于該軸桿的該第一端，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片具有至少一開(kāi)孔，且該軸桿穿過(guò)各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的中央； 一生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口，位于該腔室頂部，用以注入一生態(tài)物質(zhì)至最上層的該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該開(kāi)孔，使該生態(tài)物質(zhì)向下依序通過(guò)各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該開(kāi)孔； 一萃取溶劑注入口，位于該腔室底部，用以注入一萃取溶劑至該腔室內(nèi)，使該萃取溶劑與該生態(tài)物質(zhì)逆向接觸，以生成一萃取物以及一萃余物； 一萃取物出口，位于該腔室頂部，用以輸出該萃取物； 一萃余物出口，位于該腔室底部，用以輸出該萃余物；以及 一沉淀器，設(shè)置于該軸桿的該第二端，用以接收該萃余物并將該萃余物經(jīng)由該萃余物出口排出該腔室。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，還包括一進(jìn)料單元，連接該生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口，以提供該生態(tài)物質(zhì)至該腔室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萃取裝置，其特征在于，該進(jìn)料單元包括一破壁裝置，用以對(duì)該生態(tài)物質(zhì)進(jìn)行破壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的萃取裝置，其特征在于，該破壁裝置包括一高壓均質(zhì)機(jī)或一珠磨機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萃取裝置，其特征在于，該進(jìn)料單元包括一高壓均質(zhì)機(jī)或一擠出機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，更包括一分離單元，連接該萃取物出口，用以收集并分離該萃取物與該萃取溶劑，并且將該萃取溶劑回收至該腔室內(nèi)循環(huán)使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片由中央朝向外圍下傾。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，該沉淀器包括多個(gè)V型盤(pán)片，并排設(shè)置于該軸桿的該第二端，該軸桿穿過(guò)各該V型盤(pán)片的中央，其中各該V型盤(pán)片由中央朝向外圍上升，且各該V型盤(pán)片至少具有一排出孔，用以排出該萃余物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，該沉淀器包括一擠出螺桿，該擠出螺桿具有一出料螺紋，用以帶動(dòng)該萃余物進(jìn)入該萃余物出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，更包括一導(dǎo)板，設(shè)置于該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片與該沉淀器之間，該導(dǎo)板包括鄰近且平行于該腔室內(nèi)壁的一第一部份以及橫設(shè)于該腔室內(nèi)的一第二部份，其中該第一部分與該腔室內(nèi)壁構(gòu)成一通道，且該通道的兩端出口分別鄰近于該萃取溶劑注入口與最下層的該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片，使得由該萃取溶劑注入口注入的該萃取溶劑可經(jīng)由該通道流至該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片之間，而該第二部份用以收集從最下層的該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該開(kāi)孔排出的該萃余物，并將該萃余物引導(dǎo)至該沉淀器。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，由該軸桿的一延伸方向觀之，相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片各自的該些開(kāi)孔不會(huì)重合。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，相鄰兩旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的間距介于O.I毫米至10毫米之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該開(kāi)孔的直徑介于.O.I毫米至10毫米之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，該腔室的內(nèi)壁與該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片邊緣的間隙介于0.01毫米至10毫米之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，該些旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的數(shù)量介于I片至1000片之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片相對(duì)于水平方向的傾角介于1°至90°之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該至少一開(kāi)孔包括多個(gè)開(kāi)孔，位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的外圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的該至少一開(kāi)孔包括鄰近該軸桿的多個(gè)開(kāi)孔。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片為圓形，被等分為多個(gè)徑向，該至少一開(kāi)孔包括鄰近該軸桿的多個(gè)第一開(kāi)孔以及位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片外圍的多個(gè)第二開(kāi)孔，且同一徑向上具有一個(gè)所述第一開(kāi)孔以及一個(gè)所述第二開(kāi)孔。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的萃取裝置，其特征在于，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片為圓形，被等分為多個(gè)徑向，該至少一開(kāi)孔包括多個(gè)開(kāi)孔，第2M-1個(gè)徑向上的該開(kāi)孔位于該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的外圍，而第2M個(gè)徑向上的該開(kāi)孔鄰近該軸桿，M為正整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種萃取裝置，包括一軸桿，具有鄰近該腔室頂部的一第一端以及鄰近該腔室底部的一第二端；至少一旋轉(zhuǎn)盤(pán)片，并排設(shè)置于該軸桿的該第一端，各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片具有至少一開(kāi)孔，且該軸桿穿過(guò)各該旋轉(zhuǎn)盤(pán)片的中央；一生質(zhì)物質(zhì)進(jìn)料口，位于該腔室頂部；一萃取溶劑注入口，位于該腔室底部；一萃取物出口，位于該腔室頂部；一萃余物出口，位于該腔室底部；以及一沉淀器，設(shè)置于該軸桿的該第二端。該萃取裝置可以對(duì)生態(tài)物質(zhì)提供連續(xù)而且高效率的萃取，可以大幅增加微藻細(xì)胞內(nèi)油脂與萃取溶劑之間的接觸時(shí)間，增加微藻油脂在萃取溶劑內(nèi)的溶解度，提高萃取溶劑對(duì)微藻油脂的萃取效率。另一方面，也可減少萃取溶劑的使用量，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B01D11/02GK102784492SQ201110184659
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者李宏臺(tái), 杜子邦, 林昀輝, 鄭承熙, 韓忠正 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院