索氏提取裝置的改進(jìn)

彭志遠(yuǎn)

摘 要 索氏提取器的通氣管設(shè)計(jì)一個(gè)膨脹節(jié)，膨脹節(jié)內(nèi)有一個(gè)帶鋼芯的小球，小球直徑小于膨脹節(jié)內(nèi)徑但大于通氣管內(nèi)徑，在氣流作用下可堵住通氣管；索氏提取器的虹吸管延長(zhǎng)到蒸發(fā)瓶?jī)?nèi)部。通過(guò)對(duì)索氏提取裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，可實(shí)現(xiàn)前期液態(tài)熱動(dòng)力循環(huán)提取，后期按蒸發(fā)循環(huán)方式浸提，兩種方式結(jié)合，既能降低能耗，又能縮短提取時(shí)間。

關(guān)鍵詞 索氏提取器；虹吸管；通氣管

中圖分類(lèi)號(hào)：G482 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）06-0035-02

Abstract An expansion joint with was designed in vent of Soxhlet extractor， and a ball with steel core was placed in expansion joint， where the diameter of ball is less than that of the expansion joint but is greater than that of the ventilation pipe diameter and the vent of Soxhlet extractor can be blocked by the ball under the effect of air flow. The Siphon of Soxhlet extractor was extended into the inside of evaporation bottle. It can realize early full liquid extraction by ther-modynamic cycle and then traditional extraction by evaporation cycle by the improvement of Soxhlet extractor structure， which can reduce energy consumption and shorten the extraction time.

Key words Soxhlet extractor； vent； siphon

1 前言

索氏提取器廣泛用于物料中各種化合物的提取和含量測(cè)定[1-2]。它具有連續(xù)回流提取、節(jié)省溶劑、提取效率高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在提取溫度低、提取時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，因此，不斷有學(xué)者對(duì)其做出各種改進(jìn)[3-4]。索氏提取器在實(shí)際操作中，一般需要將提取瓶中的溶劑加熱蒸發(fā)，然后冷凝成液體再浸提物料，在一次虹吸完成后，抽提筒內(nèi)溶液清空，要等冷凝液慢慢滴下來(lái)，被提取物重新浸漬需要一定時(shí)間，導(dǎo)致提取時(shí)間長(zhǎng)。本文設(shè)計(jì)一種改進(jìn)的索氏提取裝置，通過(guò)改進(jìn)索氏提取器的通氣管和虹吸管，實(shí)現(xiàn)索氏提取裝置的快速提取，縮短提取時(shí)間，降低能耗。

2 索氏提取器簡(jiǎn)介

索氏提取器由提取瓶、提取管、冷凝器三部分組成，提取管兩側(cè)分別有虹吸管和通氣管，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。提取時(shí)，將待測(cè)樣品包在濾紙包內(nèi)，放入提取管內(nèi)。提取瓶?jī)?nèi)加入溶劑，加熱提取瓶，溶劑氣化，由通氣管上升進(jìn)入冷凝器，凝成液體滴入提取管內(nèi)，浸提樣品中的脂類(lèi)物質(zhì)。待提取管內(nèi)溶劑液面達(dá)到一定高度，溶有粗脂肪的溶劑經(jīng)虹吸管流入提取瓶。流入提取瓶?jī)?nèi)的溶劑繼續(xù)被加熱氣化、上升、冷凝，滴入提取管內(nèi)，如此循環(huán)往復(fù)，直到抽提完全為止。

索氏提取器最突出的優(yōu)點(diǎn)是在該裝置中每次接觸物料的都是冷凝回流的新溶劑，使物料內(nèi)外保持濃度差，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)提取，與一般靜態(tài)提取相比，其提取效率顯著提高?；亓鬟^(guò)程可借助虹吸作用自動(dòng)進(jìn)行，抽提筒內(nèi)聚集的提取液超出虹吸管的頂端時(shí)即由虹吸管流回?zé)?，避免?shí)驗(yàn)人員在提取過(guò)程中多次更換溶劑的煩瑣操作。由于燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā)，進(jìn)入冷凝器，冷凝后的溶劑對(duì)物料進(jìn)行提取后又返回蒸發(fā)燒瓶，從而實(shí)現(xiàn)溶劑循環(huán)利用，無(wú)須補(bǔ)加新溶劑，因而減少溶劑用量。

3 索氏提裝置的改進(jìn)

索氏提取器一次虹吸完成后，抽提筒內(nèi)溶液清空，要等冷凝液慢慢滴下來(lái)，被提取物重新浸漬需要一定時(shí)間；提取中常因冷卻的溶液一次大量流回?zé)?，?dǎo)致間歇式沸騰。在索氏提取的前期，由于物料中溶質(zhì)的含量較高而溶劑中溶質(zhì)的含量較低，因而直接的液態(tài)循環(huán)浸提比蒸發(fā)循環(huán)浸提效率更高；后期，由于物料中溶質(zhì)的含量降低而溶劑中溶質(zhì)的含量提高，因而采用蒸發(fā)循環(huán)浸提有利于提高提取效率和降低物料中溶質(zhì)的殘留。本文設(shè)計(jì)的索氏提取裝置可實(shí)現(xiàn)前期全液態(tài)熱動(dòng)力循環(huán)提取，后期按傳統(tǒng)方式蒸發(fā)循環(huán)浸提。

圖2是改進(jìn)后的索氏提取裝置示意圖。如圖2所示，索氏提取器的通氣管設(shè)計(jì)一個(gè)膨脹節(jié)，膨脹節(jié)內(nèi)有一個(gè)帶鋼芯的小球，小球能被磁鐵吸引；帶鋼芯的小球直徑小于膨脹節(jié)內(nèi)徑，但大于通氣管內(nèi)徑，在氣流作用下可堵住通氣管；索氏提取器的虹吸管延長(zhǎng)到蒸發(fā)瓶?jī)?nèi)部。

4 改進(jìn)的索氏提取器工作原理

改進(jìn)的索氏提取裝置前期可進(jìn)行液態(tài)熱動(dòng)力循環(huán)提取，工作原理為：燒瓶底部受熱產(chǎn)生溶劑蒸汽，但通氣管中的小球會(huì)阻礙蒸汽通過(guò)，蒸汽作用下球會(huì)處于浮動(dòng)態(tài)，當(dāng)蒸汽流量增大，球會(huì)上浮而堵住上口，使蒸汽出口關(guān)閉，蒸汽壓力增加使球關(guān)閉通氣管，同時(shí)由于蒸汽壓力上升，使溶劑直接沿虹吸管上升，熱溶劑液體上升到濾筒，浸泡物料，當(dāng)燒瓶液面下降到虹吸下端管口，蒸汽沿虹吸回流管上升到上部實(shí)現(xiàn)蒸汽泄壓，壓力不足以支持球堵住通氣管口，球受重力作用下落，開(kāi)啟通氣管，這時(shí)溶劑會(huì)在虹吸管作用下迅速回流入燒瓶，進(jìn)行下一循環(huán)，這樣溶劑會(huì)在熱動(dòng)力作用下不斷進(jìn)行上升回流循環(huán)，實(shí)現(xiàn)熱溶劑液體的較快循環(huán)，快速進(jìn)行前段浸提；后期將一磁鐵放置在膨脹節(jié)，磁鐵與帶鋼芯的小球產(chǎn)生吸力，這時(shí)由于小球的偏置，就會(huì)有足夠的蒸汽導(dǎo)通面積，使索氏提取裝置工作在傳統(tǒng)的蒸汽循環(huán)浸提狀態(tài)。

改進(jìn)的索氏提取裝置，可實(shí)現(xiàn)前期全液態(tài)熱動(dòng)力循環(huán)提取，后期按傳統(tǒng)方式蒸發(fā)循環(huán)浸提，兩種方式分階段結(jié)合進(jìn)行，既能降低能耗，又能縮短提取時(shí)間，還能保證和普通索氏提取裝置同樣高的提取率。

參考文獻(xiàn)

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