[发明专利]一种圆周阵列微流体萃取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种萃取装置，尤其涉及一种圆周阵列微流体萃取装置。

背景技术

萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法，萃取作为一种重要的分离过程，湿法冶金、石油化工、生物制药及废水处理等领域得到广泛应用，萃取过程是物质在不相溶两相之间的分配和传输过程，萃取过程只发生在两相界面上，其实质是表面过程，为了强化两相界面上的物质传输，提高萃取效率，需要对两相流体进行强制混合以增加两相界面，待萃取过程达到平衡后，利用两相流体物理性质的差异进行两相分离。

微流体技术是指在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的技术，是在微电子、微机械、生物工程和纳米技术基础上发展起来的一门全新交叉学科。在生物、化学、材料等科学实验中，经常需要对流体进行操作，如样品DNA的制备、液相色谱、PCR反应、电泳检测等操作都是在液相环境中进行，如果要将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上，则实验所用流体的量就从毫升、微升级降至纳升或皮升级，这时功能强大的微流体装置就显得必不可少了。因此随着生物芯片技术的发展，微流体技术作为生物芯片的一项关键支撑技术也得到了人们越来越多的关注。

因为萃取过程是物质在不相溶两相之间的分配和传输过程，萃取过程只发生在两相界面上，其实质是表面过程，所以，萃取效率比较低，往往需要花费相当的时间，过程时间长效率低，所以现有条件下的萃取进行，为了加快时间和提高效率，根据萃取的原理，往往会加大溶剂的使用量，而且，当溶剂的使用量达到一定程度是，并不再随着用量的加大而提升速度，同时，这又提高了萃取的成本。

所以，在当今工业快速发展的条件下，提供一种过程时间短、溶剂用量小、效率高的萃取装置在当今的形势下显得越来越迫切。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有技术下萃取过程时间长、溶剂用量大、效率低的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种过程时间短、溶剂用量小、效率高的圆周阵列微流体萃取装置。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种圆周阵列微流体萃取装置，包括有入口Ⅰ、出口Ⅰ、入口Ⅱ、出口Ⅱ、微混合通道、集液腔、微通道Ⅰ和微通道Ⅱ，入口Ⅰ圆周分布地连通有微通道Ⅰ，入口Ⅱ圆周分布地连通有微通道Ⅱ，入口Ⅱ位于入口Ⅰ下方，微通道Ⅰ和微通道Ⅱ连通在一起，在微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处连接有微混合通道，微混合通道连通有集液腔，集液腔上连通有出口Ⅰ，集液腔下连通有出口Ⅱ。

优选地，微混合通道的特征尺寸为0.01-10mm。

优选地，微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处等距地至少设置有两个微混合通道。

优选地，微混合通道内表面开有螺旋槽。

优选地，微混合通道为波浪形。

优选地，微混合通道为锯齿形。

工作原理：当运行萃取时，将轻质流体从入口Ⅰ流入，重质流体从入口Ⅱ流入，两相流体分别在微通道Ⅰ和微通道Ⅱ内流动直至混合进入微混合通道，两相流体在微混合通道内实现高效混合并完成萃取过程，两相流体通过微混合通道进入集液腔内，两相流体由于密度不同，在集液腔内实现分离，轻质流体通过出口Ⅰ流出，重质流体通过出口Ⅱ流出。

微混合通道的特征尺寸为0.1-10mm，既可满足萃取流量与速度的要求，又可实现高效的萃取分离。

微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处等距地至少设置有两个微混合通道，可在微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处等距地设置多个微混合通道，从而实现多通道的混合萃取，提高萃取效率。

微混合通道内表面开有螺旋槽，开有螺旋槽不仅可以提高两相物质间的混合，又可以强化萃取分离过程的物质传输，提高萃取分离的效率，缩短萃取过程的时间。

微混合通道为波浪形，可以增强微混合通道内的混合程度，延长微混合通道内的萃取时间，提高萃取效率。

微混合通道为锯齿形，可以增强微混合通道内的混合程度，延长微混合通道内的萃取时间，提高萃取效率。

(3)有益效果

本发明巧妙地将微流体混合萃取反应单元以圆周阵列的形式集成放大，实现两相流体在微小尺度下的混合，通过增大两相界面面积和缩短物质传输路径，大大强化了萃取分离过程的物质传输，在提高萃取分离效率的同时减少了溶剂用量，并通过微混合强化物质传输和萃取过程，缩短萃取过程时间，同时降低萃取分离过程运行成本。

附图说明

图1为本发明的轴视图。

图2为本发明的主视图。