[实用新型]一种可控温的红外辅助提取与反应系统

说明书

技术领域

本实用新型属于混合物提取分离技术领域，涉及一种可控温的红外辅助提取与反应系统及其应用。

背景技术

当前有资料显示，对于天然产物提取、药物分析和生产等领域，如何将目标成分快速、高效和安全地提取是工艺和方法研究的重点。目前，本领域采用的提取手段有溶剂提取、超声辅助提取、微波辅助提取和红外辅助提取；其中，所述溶剂提取是通过选择合适的溶剂，在常温或加热和条件下，将目标成分从基体中提取至溶剂中；通常采用该方法提取的耗时较长，可达数小时至数天，因而提取效率低下。所述超声辅助提取是利用介质(通常是溶剂)将高频机械波的能量传导至待提取物中，通过使其振动、破碎实现目标成分的溶出；然而，所述超声辅助提取会在工作过程中会产生人耳可闻的尖锐噪声，操作人员长期处于该环境下会对精神状态产生不利影响。所述微波辅助提取是利用微波能量激励电极性分析振动，从而增加分子的内能，加速目标物质的溶出，使用微波辅助提取的工作时间较短，通常在数分钟至数十分钟范围；然而，该方法不适用于非极性介质，且存在介质内加热不均匀的问题，局部的高温区会导致样品被分解、破坏；此外，由于微波辐射对人体有害，该方法的使用中还需严防微波能量的泄露，因而对设备的设计和使用提出了较高的要求，进而限制了该方法的通用性。所述红外辅助提取技术的原理是利用波长在1—50微米的红外线作用于样品及溶剂分子，使其通过吸收红外能量而提升内能，从而在分子层面加速目标物质向溶液的扩散；该方法的提取效率高，反应时间可从数小时缩短至几分钟；由于红外能量可高效地被样品及溶剂吸收，因而溶液体系的温度会迅速上升，若无有效的控温手段，会不可避免地造成样品中对温度敏感的目标成分被破坏，从而影响提取效率；对于一些酶解反应，由于酶极易被高温破坏，该反应通过使用传统的红外辅助提取装置几乎无法进行。

目前，中国专利CN101816842B公开了一种红外辅助提取的系统和方法，根据其权利要求书中描述，其技术要点之一是通过红外线的辐照使样品升温并沸腾，从而完成提取过程。而大量的研究与试验表明，许多药品与食品中的有效成分对于温度较为敏感，在沸腾的温度条件下将会迅速分解；因此，对于该类物质的提取，上述专利公开的红外辅助提取装置与方法并不适用。

基于现有技术的现状，本实用新型针对现有技术的局限性，拟提供一种可控温的红外辅助提取与反应系统；该系统将显著扩展红外辅助提取技术的应用范围，有效解决温度敏感成分的提取或反应问题，并使得对红外辅助提取的热力学研究成为可能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷或不足，提供一种可控温的红外辅助提取与反应系统。

本实用新型的可控温的红外辅助提取与反应系统，其特征在于，主要由红外光源7、反应介质控温装置、冷凝回流装置1和反应容器6构成；所述红外光源7与反应介质控温装置位于所述反应容器6的内部或外部，所述冷凝回流装置1与所述反应容器6相连接；

本实用新型中，所述红外辅助提取技术利用波长在1—50微米的红外线能量可被大多数分子吸收的特性，通过红外辐照使分子的振动与转动加剧从而提升分子的内能，在分子水平上促进了目标成分的溶出或加快了反应速度；

所述的红外光源7的波长峰值为1—50微米；

本实用新型的一个实施例中，所述的红外光源可采用市售的红外灯泡，亦可针对容器形状订制红外灯管，其红外辐射峰值波长为1—50微米；

本实用新型中，所述反应介质控温装置包括热交换装置和搅拌装置；

具体而言，所述的反应介质控温装置由传热介质、冷却槽10、循环泵8、温度传感器4、温度控制器9和搅拌器2组成；所述传热介质通过循环泵8往复于冷却槽10与反应容器6内的传热介质管路3，将所述反应介质5的热量带走；所述循环泵8的启停由所述温度传感器4和温度控制器9控制，以恒定反应介质5的温度；为确保所述反应容器6内温度场的均匀性，可使用搅拌器2帮助混合处于不同温度的反应介质5；

本实用新型中，所述的反应介质5为液体(对于大多数应用场合，所述反应介质5可采用水)；

本实用新型中，所述的反应介质控温装置的控温方式为致冷；

本实用新型中，所述的反应介质控温装置作用于反应介质的热传导媒介是液体或气体；

本实用新型中，所述的冷凝回流装置1，在设定温度不高时，可不启用；当设定温度较高，或反应介质5中有饱和蒸气压较高的物质时，可通过冷凝回流装置1帮助收集蒸汽，减少逸散及消除安全隐患；

本实用新型中，所述反应介质5(反应物及溶剂)置于所述反应容器6内部；