技术领域
[0001] 本
发明涉及一种多用途
超临界流体(Super Critical Fluid，以下简称SCF) 装置，尤其涉及一种利用快拆组合方式完成按需组合的多用途SCF装置。
背景技术
[0002] 熟知的SCF装置都为单一用途的SCF装置，例如SCF萃取装置、SCF
分馏装置、SCF酵素酯化装置、醇-酸SCF酯化装置、SCF酯化-分馏装置，以上装置各自具有不同的结构，不能转用。也就是说工厂中有时需要使用SCF萃取装置，有时需要使用SCF分馏装置；或有时需要使用SCF酵素酯化装置，有时需要使用SCF分馏装置，则必须同时拥有不同的SCF装置，不能混用。
[0003] 在SCF装置行业中，都认为SCF装置是高压装置，基于安全考虑，SCF 槽体的上盖-槽体上方和/或SCF槽体的下盖-槽体下方的结合方式都是采取直接螺合或
法兰对接等方式，也只适合单一用途。若想一机多用，则存在诸多问题，比如：其中，不同用途的SCF装置的槽体内部结构并不相同，例如： SCF萃取装置的内部结构必须适于填充待萃取物料；SCF酯化装置的内部结构必须适于填充酯化酵素；而SCF分馏装置的内部结构必须适于填充扰流片；三者的SCF槽体内部结构不同，无法转用。
[0004] 针对这个问题，
发明人等利用槽内填充料独立的方法予以克服。也就是说SCF的槽内实质上为空腔，例如若想将SCF装置预备作为萃取装置，只需将装有待萃取物的容器置入SCF槽体内腔即可；若想转用作为SCF分馏装置，只需取出残存待萃取物的容器再填充扰流片即可。
[0005] 上述方法在一般设备上似乎可行，但在SCF装置上却有极大困难。因为 SCF装置是高压装置，基于安全考虑，SCF槽体的上盖/槽体、下盖/槽体的结合方式都是采取直接螺合或法兰(flange)对接等方式，因此改变
机体用途会造成填料和卸料的诸多不便、耗费的时间相当冗长以及是否耐高压的安全问题。
[0006] 针对这个问题，发明人等利用”快拆式结合”的方式予以解决，但常见的快拆结合模式例如拉杆式快拆结构、卡
榫式快拆结构，一般而言都不耐高压，不适用于高压装置。旋转卡榫盖体和槽体构成的快拆结构，虽然也是盖体常用的快拆结构，例如参见 http://goods.ruten.com.tw/item/show？21204160950819，却同样不适用于高压装置。本发明将熟知的旋转卡榫结构修正为
凸块-凹槽式快拆结构，使其能够耐高压，并适用于SCF的盖体-槽体的快拆结构。
发明内容
[0007] 本发明的一个目的是，提供一种多用途SCF装置。
[0008] 本发明的另一个目的是，提供一种具有快速转换用途的多用途SCF装置。
[0009] 本发明的再一个目的是，提供一种快拆式盖体-槽体的多用途SCF装置。
[0010] 本发明的另一个目的是，提供一种凸块-凹槽式快拆结构的多用途SCF 装置。
[0011] 本发明的多用途SCF装置包括：
[0012] 一个原料进料组件，其包括：一个原料储槽和一个进料
泵；
[0013] 一个SCF控制组件，其包括：二
氧化
碳储槽、常压泵、
增压泵、第一 SCF连接组件、第二SCF连接组件、第三SCF连接组件、第四SCF连接组件、第五SCF连接组件，其中该二氧化碳储槽、常压泵和增压泵依序串接；
[0014] 一个保温控制组件，其包括：保温流体储槽、保温泵、第一保温连接组件、第二保温连接组件、第三保温连接组件、第四保温连接组件、第五保温连接组件，其中该保温流体储槽和该保温泵依序串接；
[0015] 一个SCF槽体组件，其包括：至少五组SCF槽体，该SCF槽体分别包括：上盖、下盖、槽主体和保温夹套；和
[0016] 一个产品收集组件，其包含一个产品储槽，用以收集来自第一SCF槽体、第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体的产品；
[0017] 其中各个该槽体组件的上盖与其槽体上方采用快拆结合方式；各个该槽体组件的下盖与其槽体下方采用快拆结合方式。
[0018] 上述的SCF槽体组件包括：
[0019] 第一SCF槽体，其包括：第一槽体上盖、第一槽体下盖、第一槽主体和第一保温夹套，其中该第一槽主体上方与该第一槽体上盖结合成一体，该第一槽主体下方与该第一槽体下盖结合成一体，该第一保温夹套包覆于该第一槽主体外侧构成一个夹套结构，用以透过保温流体维持第一槽主体内部流体的
温度；
[0020] 第二SCF槽体，其包括：第二槽体上盖、第二槽体下盖、第二槽主体和第二保温夹套，其中该第二槽主体上方与该第二槽体上盖结合成一体，该第二槽主体下方与该第二槽体下盖结合成一体，该第二保温夹套包覆于该第二槽主体外侧构成一个夹套结构，用以透过保温流体维持第二槽主体内部流体的温度；
[0021] 第三SCF槽体，其包括：第三槽体上盖、第三槽体下盖、第三槽主体和第三保温夹套，其中该第三槽主体上方与该第三槽体上盖结合成一体，该第三槽主体下方与该第三槽体下盖结合成一体，该第三保温夹套包覆于该第三槽主体外侧构成一个夹套结构，用以透过保温流体维持第三槽主体内部流体的温度；
[0022] 第四SCF槽体，其包括：第四槽体上盖、第四槽体下盖、第四槽主体和第四保温夹套，其中该第四槽主体上方与该第四槽体上盖结合成一体，该第四槽主体下方与该第四槽体下盖结合成一体，该第四保温夹套包覆于该第四槽主体外侧构成一个夹套结构，用以透过保温流体维持第四槽主体内部流体的温度；和
[0023] 第五SCF槽体，其包括：第五槽体上盖、第五槽体下盖、第五槽主体和第五保温夹套，其中该第五槽主体上方与该第五槽体上盖结合成一体，该第五槽主体下方与该第五槽体下盖结合成一体，该第五保温夹套包覆于该第五槽主体外侧构成一个夹套结构，用以透过保温流体维持第五槽主体内部流体的温度。
[0024] 上述该第一SCF槽体上盖和该第一SCF槽主体上方的结合方式、该第二SCF槽体上盖和该第二SCF槽主体上方的结合方式、该第三SCF槽体上盖和该第三SCF槽主体上方的结合方式、该第四SCF槽体上盖和该第四SCF 槽主体上方的结合方式、该第五SCF槽体上盖和该第五SCF槽主体上方的结合方式，都是采取快拆结合方式，优选SCF槽体上盖具有凸块，其配合 SCF槽主体上方内部的凹槽构成凸块-凹槽式快拆结构，参见图3、图5、图 6A～6E。
[0025] 上述该第一SCF槽体下盖和该第一SCF槽主体下方的结合方式、该第二SCF槽体下盖和该第二SCF槽主体下方的结合方式、该第三SCF槽体下盖和该第三SCF槽主体下方的结合方式、该第四SCF槽体下盖和该第四SCF 槽主体下方的结合方式、该第五SCF槽体下盖和该第五SCF槽主体下方的结合方式，都是采取快拆结合方式，优选SCF槽体下盖具有凸块，其配合 SCF槽主体下方方内部的凹槽构成凸块-凹槽式快拆结构，其结构类似于图 3、图5、图6A～6E所示结构。
[0026] 为了使上述该凸块-凹槽式快拆结构能够耐高压，其凸块厚度应为16～ 24mm，优选为18～22mm，更优选为19～21mm；高度为厚度的2.5～5倍，优选为3～4倍；凸块数应为3～12片，优选为4～10片，更优选为6～8片。在优选的具体
实施例中(图3、图5、图6A～6E)，凸块厚度为20.0mm，高度为64.9mm，凸块数为6片，凸块外径为194.8mm，凸块内径为154.8mm；该具体实施例的SCF槽体内径为240.0mm，内腔高度为4629.8mm；SCF槽体外径为340mm，外部高度为5000.8mm。
[0027] 该凸块-凹槽式快拆结构应进一步包含
定位机制，例如定位孔-定位插销机制，参见图6E。
[0028] 上述该进料泵用以将该原料储槽中的原料导入该第一SCF槽体中。
[0029] 上述该第一SCF连接组件用以串接该增压泵和该第一SCF槽体；该第二SCF连接组件用以直接或间接串接该增压泵和该第二SCF槽体；该第三 SCF连接组件用以直接或间接串接该增压泵和该第三SCF槽体；该第四SCF 连接组件用以直接或间接串接该增压泵和该第四SCF槽体；该第五SCF连接组件用以直接或间接串接该增压泵和该第五SCF槽体。
[0030] 上述该增压泵和该第一SCF槽体、第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体的连接方式可为并联式或
串联式，基于控制性的要求，优选并联式；基于成本考虑，优选串联式。
[0031] 上述提及的增压泵和各个SCF槽体为并联式，是指：该第一SCF连接组件、该第二SCF连接组件、该第三SCF连接组件、该第四SCF连接组件、该第五SCF连接组件的一端以并接方式与该增压泵连接，而另一端分别串接该第一SCF槽体、该第二SCF槽体、该第三SCF槽体、该第四SCF槽体、该第五SCF槽体。
[0032] 上述提及的增压泵和各个SCF槽体为串联式，是指：该第一SCF连接组件用以串接该增压泵和该第一SCF槽体；该第二SCF连接组件用以串接该第一SCF槽主体和该第二SCF槽体；该第三SCF连接组件用以串接该第二SCF槽体和该第三SCF槽体；该第四SCF连接组件用以串接该第三SCF 槽体和该第四SCF槽体；该第五SCF连接组件用以串接该第四SCF槽体和该第五SCF槽体，参见图1、图2。
[0033] 上述该保温泵和第一SCF槽体、第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四 SCF槽体、第五SCF槽体的连接方式可为并联式或串联式，基于控制性的要求，优选并联式；基于成本考虑，优选串联式。
[0034] 上述提及的保温泵和各个SCF槽体为串联式，是指：该第一保温连接组件用以串接该保温泵和第一SCF槽体；该第二保温连接组件用以串接该第一 SCF槽主体和该第二SCF槽体；该第三保温连接组件用以串接该第二SCF 槽体和该第三SCF槽体；该第四保温连接组件用以串接该第三SCF槽体和该第四SCF槽体；该第五保温连接组件用以串接该第四SCF槽体和该第五 SCF槽体，参见图1。
[0035] 上述提及的保温泵和各个SCF槽体为并联式，是指：该第一保温连接组件、该第二保温连接组件、该第三保温连接组件、该第四保温连接组件、该第五保温连接组件的一端以并接方式与该增压泵连接，而另一端分别串接该第一SCF槽体、该第二SCF槽体、该第三SCF槽体、该第四SCF槽体、该第五SCF槽体，参见图2。
[0036] 上述该产品收集组件包含第一收集组件、第二收集组件、第三收集组件、第四收集组件、第五收集组件和一个或复数个产品储槽；为了一机多用，优选复数个。当只有一种产品(例如单纯的酯化反应)时，可使第一收集组件、第二收集组件、第三收集组件、第四收集组件、第五收集组件分别串接单一产品储槽和该第一SCF槽体、该第二SCF槽体、该第三SCF槽体、该第四 SCF槽体、该第五SCF槽体；当有5种产品时，则使第一收集组件、第二收集组件、第三收集组件、第四收集组件、第五收集组件分别串接第一产品储槽、第二产品储槽、第三产品储槽、第四产品储槽、第五产品储槽。
[0037] 本发明的多用途SCF装置，可作为超临界流体酵素反应装置，其中第一 SCF槽体为酵素槽，槽内填充酵素，用以使来自原料进料组件的原料进行酵素反应；第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体均为反应槽，内部均填充扰流片，用以使原料和超临界流体均匀混合，使酵素反应更完全。必要时可在各个SCF槽体间增加一个混合专用泵，以增加混合效果。
[0038] 本发明的多用途SCF装置，也可作为超临界流体分馏装置，其中该第一 SCF槽体为萃取槽，用以由原料储槽导入原料作为待萃取物，并由SCF控制组件导入超临界二氧化碳流体，用以对该待萃取物进行萃取；该第二SCF 槽体、第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体均为分馏槽，用以分离萃取物。
[0039] 本发明的多用途SCF装置，可作为超临界流体酯化分馏装置，其中该第一SCF槽体为萃取槽，用以由原料储槽导入原料，并由SCF控制组件导入超临界二氧化碳流体，用以使原料和超临界二氧化碳流体混合均匀；该第二 SCF槽体为酵素槽，槽内填充酯化酵素，用以使原料酯化；该第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体均为分馏槽，用以分离酯化后的产物；其中该第二SCF连接组件通过三通元件串接该第一SCF槽体和该第二SCF 槽体；该第三SCF连接组件串接该三通元件和该第三SCF槽体；该第四SCF 连接组件用以串接该第三SCF槽体和该第四SCF槽体；该第五SCF连接组件用以串接该第四SCF槽体和该第五SCF槽体。
附图说明
[0040] 图1为本发明的多用途SCF装置的一个优选的具体实施例的示意图。
[0041] 图2为本发明的多用途SCF装置的另一个优选的具体实施例的示意图。
[0042] 图3为图1、图2中的第一SCF槽体的分解图。
[0043] 图4为图1、图2中的第一SCF槽体的剖面图。
[0044] 图5为图3中的上快拆盖的示意图。
[0045] 图6A-6E为图3中第一SCF槽体100的上快拆盖110和第一SCF槽主体230的组合分解图。
[0046] 符号说明
[0047] 100 第一SCF槽体(符号说明中简称第1槽体)
[0048] 110 (第1槽体的)上快拆盖
[0049] 111 (第1槽体的上快拆盖的)凸块
[0050] 112 (第1槽体的上快拆盖的)盖本体
[0051] 113 (第1槽体的上快拆盖的)旋杆
[0052] 118 (第1槽体的上快拆盖的)密封环
[0053] 119 (第1槽体的上快拆盖的)密封盖
[0054] 130 (第1槽体的)槽主体
[0055] 131 (第1槽主体上方的)凹槽
[0056] 132 (第1槽主体上方的)插销
[0058] 150 (第1槽体的)填充物料
[0059] 160 (第1槽体的)下快拆盖
[0060] 200 第二SCF槽体(符号说明中简称第2槽体)
[0061] 210 (第2槽体的)上快拆盖
[0062] 211 (第2槽体的上快拆盖的)凸块
[0063] 212 (第2槽体的上快拆盖的)盖本体
[0064] 213 (第2槽体的上快拆盖的)旋杆
[0065] 218 (第2槽体的上快拆盖的)密封环
[0066] 219 (第2槽体的上快拆盖的)密封盖
[0067] 230 (第2槽体的)槽主体
[0068] 240 (第2槽体的)水夹套
[0069] 250 (第2槽体的)填充物料
[0070] 260 (第2槽体的)下快拆盖
[0071] 300 第三SCF槽体(符号说明中简称第3槽体)
[0072] 310 (第3槽体的)上快拆盖
[0073] 311 (第3槽体的上快拆盖的)凸块
[0074] 312 (第3槽体的上快拆盖的)盖本体
[0075] 313 (第3槽体的上快拆盖的)旋杆
[0076] 318 (第3槽体的上快拆盖的)密封环
[0077] 319 (第3槽体的上快拆盖的)密封盖
[0078] 330 (第3槽体的)槽主体
[0079] 340 (第3槽体的)水夹套
[0080] 350 (第3槽体的)填充物料
[0081] 360 (第3槽体的)下快拆盖
[0082] 400 第四SCF槽体(符号说明中简称第4槽体)
[0083] 410 (第4槽体的)上快拆盖
[0084] 411 (第4槽体的上快拆盖的)凸块
[0085] 412 (第4槽体的上快拆盖的)盖本体
[0086] 413 (第4槽体的上快拆盖的)旋杆
[0087] 418 (第4槽体的上快拆盖的)密封环
[0088] 419 (第4槽体的上快拆盖的)密封盖
[0089] 430 (第4槽体的)槽主体
[0090] 440 (第4槽体的)水夹套
[0091] 450 (第4槽体的)填充物料
[0092] 460 (第4槽体的)下快拆盖
[0093] 500 第五SCF槽体(符号说明中简称第5槽体)
[0094] 510 (第5槽体的)上快拆盖
[0095] 511 (第5槽体的上快拆盖的)凸块
[0096] 512 (第5槽体的上快拆盖的)盖本体
[0097] 513 (第5槽体的上快拆盖的)旋杆
[0098] 518 (第5槽体的上快拆盖的)密封环
[0099] 519 (第5槽体的上快拆盖的)密封盖
[0100] 530 (第5槽体的)槽主体
[0101] 540 (第5槽体的)水夹套
[0102] 550 (第5槽体的)填充物料
[0103] 560 (第5槽体的)下快拆盖
[0104] 600 SCF控制组件
[0105] 610 第一SCF连接组件
[0106] 620 第二SCF连接组件
[0107] 630 第三SCF连接组件
[0108] 640 第四SCF连接组件
[0109] 650 第五SCF连接组件
[0110] 700 原料进料组件
[0111] 710 进料泵
[0112] 800 保温控制组件
[0113] 810 第一保温连接组件
[0114] 820 第二保温连接组件
[0115] 830 第三保温连接组件
[0116] 840 第四保温连接组件
[0117] 850 第五保温连接组件
[0118] 900 产品收集组件
[0119] 910 第一收集连接组件
[0120] 920 第二收集连接组件
[0121] 930 第三收集连接组件
[0122] 940 第四收集连接组件
[0123] 950 第五收集连接组件
[0124]
支撑架011/012/013/014为附属结构，不属于本发明的主体结构。
具体实施方式
[0125] 图1中，100为第一SCF槽体，200为第二SCF槽体，300为第三SCF 槽体，400为第四SCF槽体，500为第五SCF槽体；600为SCF控制组件，其通过第一SCF连接组件610和第一SCF槽体100连接，并通过第二SCF 连接组件620串接第一SCF槽体100和第二SCF槽体200，通过第三SCF 连接组件630串接第二SCF槽体200和第三SCF槽体300，通过第四SCF 连接组件640串接第三SCF槽体300和第四SCF槽体400，通过第五SCF 连接组件650串接第四SCF槽体400和第五SCF槽体500，也就是说SCF 控制组件600和第一SCF槽体100、第二SCF槽体200、第三SCF槽体300、第四SCF槽体400、第五SCF槽体500为串联式连接；700为原料进料组件，其借助于进料泵710将原料从原料储槽导入第一SCF槽体；800为保温控制组件，其通过第一保温连接组件810与第一SCF槽体100连接，并通过第二保温连接组件820串接第一SCF槽体100和第二SCF槽体200，通过第三保温连接组件830串接第二SCF槽体200和第三SCF槽体300，通过第四保温连接组件840串接第三SCF槽体300和第四SCF槽体400，通过第五保温连接组件850串接第四SCF槽体400和第五SCF槽体500，之后从第五SCF槽体500直接回到保温连接组件800，也就是说保温连接组件800和第一SCF槽体100、第二SCF槽体200、第三SCF槽体300、第四SCF槽体400、第五SCF槽体500为串联式连接；900为产品收集组件，其分别通过第一收集连接组件910、第二收集连接组件920、第三收集连接组件930、第四收集连接组件940、第五收集连接组件950，分别将第一SCF槽体100、第二SCF槽体200、第三SCF槽体300、第四SCF槽体400、第五SCF槽体500的产品导入产品收集组件900。
[0126] 图2为另一个优选的具体实施例，其中各个标号与图1相同，但是保温连接组件800与第一SCF槽体100、第二SCF槽体200、第三SCF槽体300、第四SCF槽体400、第五SCF槽体500改为采用并联式连接，也就是说第一保温连接组件810、第二保温连接组件820、第三保温连接组件830、第四保温连接组件840、第五保温连接组件850的一端以并接的方式与保温泵(图中未标示)连接，而另一端分别串接第一SCF槽体100、第二SCF槽体200、第三SCF槽体300、第四SCF槽体400、第五SCF槽体500。此外，第五 SCF槽体500将回收的二氧化碳纯化(纯化设备图中未标示)后，再将其送回至SCF控制组件600的二氧化碳储槽(图中未标示)。
[0127] 图3为图1、图2中第一SCF槽体100的分解图，其中110、130、140、 160分别为第一SCF槽体的上快拆盖、槽主体、水夹套和下快拆盖。
[0128] 第二SCF槽体200、第三SCF槽体300、第四SCF槽体400、第五SCF 槽体500，如图3所示，分别具有上快拆盖(210、310、410、510)、槽主体(230、 330、430、530)、水夹套(240、340、440、540)以及下快拆盖(260、360、460、 560)。
[0129] 图4为图1、图2中第一SCF槽体的剖面图，其中130、140、150分别为第一槽体100的槽主体、水夹套和填充物料。
[0130] 第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体的剖面图如图4所示。
[0131] 图5为图3中的上快拆盖110的示意图，其中111、112、113、118、119 分别为第一SCF槽体100的上快拆盖110上的凸块、盖本体、旋杆、密封环和密封盖。
[0132] 第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四SCF槽体、第五SCF槽体的上快拆盖如图5所示；第一SCF槽体、第二SCF槽体、第三SCF槽体、第四SCF 槽体、第五SCF槽体的下快拆盖也如图5所示。
[0133] 图6A～6E为图3中第一SCF槽体100的上快拆盖110和第一SCF槽主体130的组合分解图。在图6A中，将上快拆盖110的凸块111对准第一 SCF槽主体130上方的凹槽131；在图6B中，将上快拆盖110的凸块111 沿着第一SCF槽主体130上方的凹槽131，缓缓置入第一SCF槽主体130 内；在图6C中，使上快拆盖110到达第一SCF槽主体130的
位置；在图6D 中，旋转上快拆盖110的旋杆113约30度，并对准定位孔(图中未标示)；在图6E中，插入插销132，并确认第一SCF槽体100的上快拆盖110和第一 SCF槽主体130的组合完成无误。
[0134] 第二SCF槽体的上快拆盖和第二SCF槽主体上方的组合模式、第三SCF 槽体的上快拆盖和第三SCF槽主体上方的组合模式、第四SCF槽体的上快拆盖和第四SCF槽主体上方的组合模式、第五SCF槽体的上快拆盖和第五 SCF槽主体上方的组合模式，以及第一SCF槽体的下快拆盖和第一SCF槽主体下方的组合模式、第二SCF槽体的下快拆盖和第二SCF槽主体下方的组合模式、第三SCF槽体的下快拆盖和第三SCF槽主体下方的组合模式、第四SCF槽体的下快拆盖和第四SCF槽主体下方的组合模式、第五SCF槽体的下快拆盖和第五SCF槽主体下方的组合模式，均如图6A-6E所示。
