[发明专利]预加热系统和对溶剂进行预加热的控制方法

说明书

本发明提供一种用于预加热萃取样品用的溶剂的预加热系统，包括：预加热单元，包括：预加热本体；加热器；第一传感器；第二传感器；以及加热控制单元，该加热控制单元配置成至少基于由第一传感器测得的溶剂在入口段处的入口段温度和由第二传感器在出口段处的出口段温度来调节对第一预加热区域的加热功率，且至少基于出口段温度来调节对第二预加热区域的加热功率；预加热本体为单体结构，在单体结构的内部开出有流道，以使得溶剂从预加热本体的入口段沿着流道以蛇形方式流到出口段。预加热系统具有高效的流体流道设计，由此大幅提高了预热效率。本发明还提供一种对萃取样品用的溶剂进行预加热的控制方法。

技术领域

本发明涉及流体加热领域、尤其是涉及在溶剂萃取技术中的样品流体预加热。具体来说，本发明提供一种用于流体的预加热系统以及一种流体预加热的控制方法。

背景技术

现代分析技术通常都需要对样品进行前处理。现有技术中已知的自动索氏萃取、微波消解、超声萃取和超临界萃取等都是在萃取过程中通过适当提高样品温度，以期获得较好的前处理结果。然而，这些萃取方法会导致有机溶剂的用量仍然偏多，萃取时间较长，且萃取效率还不够高。

近年来，加速溶剂萃取（ASE）或加压液体萃取（PLE）逐步成为样品前处理方法中的主要应用技术之一，其是在较高的温度（50~ 200℃）和压力（1000~ 3000 磅/平方英寸）下用有机溶剂萃取固体或半固体的自动化方法。加速溶剂萃取的主要原理是选择合适的溶剂、通过增加温度和压力来提高萃取过程的效率，它可以用来取代索氏萃取、微波消解、超声萃取等其它传统萃取方法。

更具体来说，加速溶剂萃取是在密封体系中对常用的有机溶剂施加高压，提高溶剂的沸点，使溶剂在高温高压下保持液体状态，降低溶剂的黏度和表面张力，提高其扩散速率。这些变化有助于溶质与溶剂充分接触，从而大幅提高溶剂的萃取效率，缩短萃取时间，降低溶剂的使用量。

在加速溶剂萃取技术中，气体辅助加速溶剂萃取技术则是更有利的一种技术。气体辅助加速溶剂萃取技术利用了一种外部附着溶剂的泡沫使有机相和水相接触的原理。与常规的溶剂萃取相比，该工艺溶剂用量少，接触面大，而且由“空气芯”提供的自然浮力加速了相的分离。该技术要求向萃取池中连续地注入溶剂和辅助气体，从而对萃取池中的样品进行连续萃取。

在气体辅助加速溶剂萃取技术中，为了能够提高样品的萃取效率和减小溶剂用量，期望进入样品萃取池前的溶剂已经被预热并达到了萃取所需的温度（例如，几百摄氏度的量级），从而使连续萃取过程持续保持在设定温度。

为此，可能需要在萃取池之前布置有溶剂预热装置。此类溶剂预热装置通常根据对溶剂所测量的当前温度和预先设定温度进行比较，而二者之间的差异将被用于调整对溶剂的加热功率，直至溶剂能达到期望的设定温度。但是，由于需要溶剂连续地注入萃取池，因而在这种控制模式下的溶剂温度通常在溶剂预热装置的入口和出口处存在很大温差，并且出口处的溶剂温度无法很好稳定下来。

因而，在溶剂萃取领域中始终存在一种能显著提高加热效率从而提供流体的持续且快速预热的系统和方法的需求。

发明内容