[发明专利]一种旋转式超声波-微波结合微流体萃取的设备

说明书

一种旋转式超声波‑微波结合微流体萃取的设备，该设备包括水相进料微管、油相进料微管、发动机、接触混合旋转台、超声波激发器，超声混合集液室、微波萃取室、微波发生器、微波萃取微通道，水相进料微管和油相进料微管末端为弧形弯曲水平段，分别固定于集液室盖子底端，微管上设有液柱切割孔；发动机通过旋转轴与接触混合旋转台连接，接触混合旋转台上设有微孔，通过萃取室入孔连接微波萃取微通道，微波萃取室外壁设置有微波发生器。本发明能连续稳定的向设备中输送样品溶液和萃取剂，加快了二者结合的速度，提高了流体接触面积和萃取速率。

技术领域

本发明涉及一种旋转式超声波-微波结合微流体萃取的设备，属于微流体萃取设备领域。

技术背景

萃取是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。作为一种重要的分离单元操作，萃取技术广泛应用于化学、化工、冶金、食品加工等领域。相比于传统的萃取技术，微流体萃取技术通过使用微小尺寸的微通道对流体进行萃取，具有萃取剂用量少、萃取效率高、萃取过程中不易出现乳化现象、安全性高等优势，近年来在化工冶金领域开始被重视并应用，但现有的微流体萃取设备大多存在结构复杂、体积庞大、能耗高、效率低下等缺点，在传统的微流体萃取过程中主要是通过提高搅拌强度的方式来达到提高萃取反应速率的效果，很少同时应用超声波和微波进行萃取强化。但对于体积较小的密闭微反应器或排布紧凑的反应器组合，超声波的使用可以提高两相混合效果，微波的利用也可以通过升温提高萃取效率。

中国专利公开号CN110339593A的发明专利公开了一种高通量液液萃取微流控装置及其萃取方法，所述装置及方法通过设计多个微流通道和萃取单元，提高了流体接触面积，能够连续通入并稳定输送样品溶液和萃取剂，但微流通道的并联对制作工艺要求较高、流体流量分配较为复杂，且流速过慢，流体萃取效率不高。中国专利公开号CN108654138A发明公开了一种离心力微流体萃取装置及其萃取方法，在离心力作用下水相和有机相铺展成两相液膜，形成不动态界面，扩大了传质面积，但本发明萃取时间长，结构复杂，不适合连续性规模化生产。

发明内容

本发明针对现有微流体萃取设备存在的不足，提供了一种快速高效的微流体萃取设备，该设备能够短时间高效率的进行高通量的微流体萃取，不会出现乳化现象。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种旋转式超声波-微波结合微流体萃取的设备包括集液室盖子、超声混合集液室和微波萃取室，超声混合集液室与集液室盖子、微波萃取室间有1-2毫米间隙，集液室盖子上装有水相进料微管和油相进料微管，同时集液室盖子上固定装有旋转式发动机和超声波激发器，发动机通过旋转轴与接触混合旋转台连接，发动机的转速可以控制，接触混合旋转台与超声混合集液室内壁无间隙固定，接触混合旋转台上设有萃取室入孔，接触很合旋转台下连接微波萃取微通道，萃取室入孔与微波萃取微通道相连，微波萃取室外壁设有微波发生器，与微波萃取室内部连通。

所述水相进料微管和油相进料微管末端为弧形弯曲水平段，弯曲段分别固定于集液室盖子底端，每条微管上设有10-20个液柱切割微孔，微孔直径为0.5-1毫米，将水相和油相液柱切割成小直径液柱或者液滴。

所述水相进料微管和油相进料微管内径为2-4毫米，便于配合液柱切割微孔对二相溶液进行切割。

所述超声波激发器末端插入超声混合集液室中，距离接触混合旋转台上表面1-4毫米。

所述接触混合旋转台上表面平均每100平方毫米分布有一个突起搅拌子，使接触混合旋转台带动搅拌子转动的同时，搅拌混合液；搅拌子转动过程中，超声波激发器末端的相对运动轨迹5毫米内不设搅拌子。

所述搅拌子为突起圆柱状或者三角柱状，平均高度为30毫米，使落下的液滴可以附着在搅拌子表面。