CN101157880A - 芳香植物精油生态化加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种芳香植物精油生态化加工方法，在水蒸气蒸馏法提取植物精油过程中将冷凝器与冷却循环水装置相连，实现冷凝水的持续循环利用；在获得芳香植物精油的同时回收精油提取过程中的副产物：浸出液、残渣和芳香植物水，并行加工处理后成为便于贮藏和利用的形式，用于进一步加工制成多种高附加值产品。本发明通过精油加工过程中冷凝水的循环使用和副产物的回收利用，实现加工工艺无废弃物排放、无水资源浪费的完全生态化。
Description
技术领域
本发明涉及一种芳香植物精油生态化加工方法，可实现精油加工过程中形成的副产物的回收利用和冷凝水的循环应用，从而使加工过程达到无废弃物排放、无水资源浪费的完全生态化。本发明属于芳香植物加工技术领域。
背景技术
芳香植物是一类能挥发出宜人香气，其有效成分在食品、医药等方面有较高的利用价值、具有独特风味的植物的统称。精油是芳香植物所特有的挥发性组分，目前被广泛应用于食品加工、医药、日用化工、保健等行业。
目前提取精油的方法主要有：水蒸汽蒸馏、有机溶剂浸提、压榨法、微波辅助、吸附法、分子蒸馏、超临界CO2流体萃取等。
在上述方法中，占主导地位且应用于规模化生产的是水蒸汽蒸馏法，此法早在16世纪的欧洲就已开始使用，至今仍为人们所沿用和改进。水蒸气蒸馏法的优越性在于：设备成本较低、操作方法简单、无污染物质残留等。
国内外应用水蒸汽蒸馏法提取精油的芳香植物主要有：迷迭香、薰衣草、百里香、罗勒、香叶天竺葵、柠檬草、神香草、鼠尾草、香桃木、柠檬马鞭草、菊花、西洋甘菊、罗马甘菊、香锦菊、薄荷、玫瑰、莳萝、紫苏、丁香、大叶桉、柠檬桉、白千层、牛至、肉桂、月桂、香茅、蔷薇、神香草、岩兰草、檀香、欧蓍草等。
目前使用的水蒸汽蒸馏法经多方面的改造，使精油的提取率有所提高，但在生态化加工技术方面还存在许多问题。如，为提高油水分离的效果，冷凝器是必不可少的，冷凝水在通过冷凝管后直接排放装置外，浪费较大，通常实验室用5L蒸馏釜提取时平均每分钟排放冷凝水的水量为8升以上，20L蒸馏釜平均每分钟排水量在18升以上；第二，精油提取后蒸馏釜中的浸出液、残渣和油水分离器下层的芳香植物水等副产物都作为废弃物白白排放掉，资源浪费严重且会造成环境污染。因此建立一种无废弃物排放、无水资源浪费的完全生态化的加工工艺是十分必要的。
浸出液是芳香植物蒸馏后残留于蒸馏釜中的非挥发性组分，其中含有大量的活性成分：如生物碱、黄酮类、鞣质、维生素类、多糖和矿质元素等。 可通过加工提纯制成生物农药或食品添加剂等。
残渣是芳香植物蒸馏后残留于蒸馏釜中的固体物质，经蒸馏、浸溶后的植物材料尚含有蛋白质、矿质元素、纤维等成分，其中粗纤维的含量较多，经粉碎加工后可作为动物饲料等。
芳香植物水为油水分离器中精油下层的水溶液，其中含有少量的精油物质和一些水溶性物质，具有多种利用价值。收集的芳香植物水，经进一步加工可制成具有功效的化妆水、皮肤外用消毒剂、口腔卫生用水、空气清新剂和饮用水等。
所有这些精油提取后的副产物的废弃，造成了极大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种芳香植物精油生态化加工方法，无废弃物排放，无水资源浪费，实现加工过程的完全生态化。
为实现这样的目的，本发明设置一套冷却循环水装置与冷凝管相连，经该装置处理过的冷凝水可持续循环使用。蒸馏结束后在获得芳香植物精油的同时回收副产物：蒸馏釜中的浸出液经旋转蒸发仪浓缩、喷雾干燥机干燥，干燥后的粉末包装并贮藏，以备以后进一步的加工成生物农药或食品添加剂；蒸馏釜中的植物残渣经烘干、粉碎后进行包装并贮藏，也可经加工制成动物饲料；收集油水分离器下层的芳香植物水，经进一步加工可制成多种产品。
本发明的方法具体操作步骤如下：
1、采收芳香植物：在芳香植物的采收期间，采集其茎叶或花作为植物原料；所述的芳香植物包括：迷迭香、薰衣草、百里香、罗勒、香叶天竺葵、柠檬草、神香草、鼠尾草、香桃木、柠檬马鞭草、菊花、西洋甘菊、罗马甘菊、香锦菊、薄荷、玫瑰、莳萝、紫苏、丁香、大叶桉、柠檬桉、白千层、牛至、肉桂、月桂、香茅、蔷薇、神香草、岩兰草、檀香、欧蓍草等。
2、冷凝水的循环利用：设置一套冷却循环水装置与精油蒸馏装置的冷凝管相连，将精油蒸馏装置处理过的冷凝水持续循环使用。
3、提取芳香植物精油：将用洁净水清洗后的植物原料放入蒸馏釜中，原料加入量为蒸馏釜容量的75～80％，然后将通过水净化装置处理过的纯净水加入到蒸馏釜中，加水量以淹没植物原料为准。开始进行水蒸气蒸馏，同时打开冷凝水及冷却循环水装置的开关。100～120min后，当油水分离器中油层不再增加时，停止蒸馏，继续冷凝15-20min后关闭冷凝水装置。收集油水分离器中的上层油层，即获得芳香植物精油。
4、芳香植物水的收集利用：收集油水分离器下层的芳香植物水，灭菌灌装后于5～10℃的条件下蔽光存储，用于进一步加工制成各种美容产品、驱蚊产品及饮用水等。
5、蒸馏釜中浸出液的回收利用：蒸馏结束后，打开蒸馏釜下部的阀门取出浸出液，经过滤后，置于旋转蒸发仪中，设置加热温度40～60℃，真空度为0.1Mpa，待浸出液水分减少70％～85％时取出，然后干燥，得到浸出液粉末，密封存储于5～10℃干燥的环境中，用于进一步精细加工，制成生物药品或食品添加剂。
6、蒸馏釜中植物残渣的回收利用：通过蒸馏釜底部的阀门取出植物残渣，经干燥、粉碎后，密封存储于5～10℃干燥的环境中，用于进一步加工成动物饲料。
本发明的创新点在于：
将精油蒸馏装置的冷凝管与冷却循环水装置相连，实现了冷凝水的持续循环再利用，从根本上解决了由于直接排放冷凝水造成的浪费问题。
蒸馏后的浸出液、残渣、芳香植物水等副产物不再以废弃物形式排放，均通过加工工艺回收利用，可进一步开发为高附加值的产品，实现了加工过程的零排放。
附图说明
图1是芳香植物生态化加工工艺示意图。
具体实施方式
本发明的芳香植物生态化加工方法流程如图1所示，在精油蒸馏装置的冷凝管处连接一套冷却循环水装置，将精油蒸馏装置处理过的冷凝水持续循环使用；蒸馏釜中放入清洗后的植物原料和纯净水后进行水蒸气蒸馏。停止蒸馏后收集油水分离器中的上层油层，获得芳香植物精油。收集油水分离器下层的芳香植物水，灭菌灌装后蔽光存储；从蒸馏釜下部取出浸出液，经过滤、浓缩、干燥，得到的浸出液粉末可用于加工制成生物药品等；从蒸馏釜底部取出植物残渣，经干燥、粉碎，可进一步加工成动物饲料等。
以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。以下实施例涉及的芳香植物及相关技术参数不构成对本发明的限定。
以芳香植物迷迭香为例，生态化加工方法如下：
1、采收芳香植物：
在芳香植物迷迭香的最佳采收期间，采集迷迭香茎叶20kg，枝条长度剪为10～15cm，作为植物原料；
2、冷凝水的循环利用：
设置一套冷却循环水装置与精油蒸馏装置的冷凝管相连，将精油蒸馏装置处理过的冷凝水持续循环使用。
为了确保精油蒸馏装置冷凝器中冷凝水的水流和温度稳定，冷却循环水装置的降温速率和循环水量应与冷凝器相匹配。
3、提取芳香植物精油：
将植物原料用洁净水清洗后，放入100L蒸馏釜中，然后将通过水净化装置处理过的纯净水加入到蒸馏釜中，淹没植物原料。然后开始进行水蒸气蒸馏，同时打开冷凝水及冷却循环水装置的开关；约100min后，油水分离器中油层不再增加，停止蒸馏，继续冷凝15min后关闭冷凝水装置。蒸馏结束后，收集油水分离器中的上层油层，即获得迷迭香精油，存放于遮光玻璃瓶中。精油可应用于食品、医药、化妆品等领域。
4、芳香植物水的收集利用：
收集油水分离器下层的水溶液，即迷迭香水，灭菌灌装后于5～10℃的条件下蔽光存储。迷迭香水经进一步加工，可制成各种具有功效的化妆水、口腔卫生用水、空气清新剂、驱蚊产品及饮用水等。
5、蒸馏釜中浸出液的回收利用：
蒸馏结束后，打开蒸馏釜下部的阀门回收迷迭香浸出液，经过滤装置(例如ZQL型自清式水过滤装置)过滤后，置于旋转蒸发仪(LR 20系列大型旋转蒸发仪)中，设置加热温度40～60℃，真空度为0.1Mpa，待浸出液水分减少70％～85％时取出，然后用喷雾干燥机(LPG-100型，GLZ型等系列)干燥，得到迷迭香浸出液粉末。密封存储于5～10℃干燥的环境中，根据需要，可进一步通过精细加工，制成生物药品或食品添加剂；
6、蒸馏釜中植物残渣的回收利用：
通过蒸馏釜底部的阀门取出迷迭香植物残渣，经干燥箱(DHG9140A型、CT-C型等)干燥，再经粉碎机(968-1型、9FQ系列饲料粉碎机)粉碎后，粉碎物密封存储于5～10℃干燥的环境中，用于进一步加工成动物饲料等。
本发明通过精油加工过程中冷凝水的循环使用和副产物的回收利用，实现加工工艺无废弃物排放、无水资源浪费的完全生态化。
Claims (1)
1.一种芳香植物精油生态化加工方法，其特征在于包括如下步骤：
1)采收芳香植物：在芳香植物的采收期间，采集其茎叶或花作为植物原料；所述的芳香植物包括：迷迭香、薰衣草、百里香、罗勒、香叶天竺葵、柠檬草、神香草、鼠尾草、香桃木、柠檬马鞭草、菊花、西洋甘菊、罗马甘菊、香锦菊、薄荷、玫瑰、莳萝、紫苏、丁香、大叶桉、柠檬桉、白千层、牛至、肉桂、月桂、香茅、蔷薇、神香草、岩兰草、檀香、欧蓍草；
2)冷凝水的循环利用：设置一套冷却循环水装置与精油蒸馏装置的冷凝管相连，将精油蒸馏装置处理过的冷凝水持续循环使用；
3)提取芳香植物精油：将用洁净水清洗后的植物原料放入蒸馏釜中，原料加入量为蒸馏釜容量的75～80％，然后将通过水净化装置处理过的纯净水加入到蒸馏釜中，加水量以淹没植物原料为准；开始进行水蒸气蒸馏，同时打开冷凝水及冷却循环水装置的开关；100～120min后，当油水分离器中油层不再增加时，停止蒸馏，继续冷凝15-20min后关闭冷凝水装置；收集油水分离器中的上层油层，即获得芳香植物精油；
4)芳香植物水的收集利用：收集油水分离器下层的芳香植物水，灭菌灌装后于5～10℃的条件下蔽光存储，用于进一步加工制成各种美容产品、驱蚊产品及饮用水；
5)蒸馏釜中浸出液的回收利用：蒸馏结束后，打开蒸馏釜下部的阀门取出浸出液，经过滤后，置于旋转蒸发仪中，设置加热温度40～60℃，真空度为0.1Mpa，待浸出液水分减少70％～85％时取出，然后干燥，得到浸出液粉末，密封存储于5～10℃干燥的环境中，用于进一步加工成生物药品或食品添加剂；
6)蒸馏釜中植物残渣的回收利用：通过蒸馏釜底部的阀门取出植物残渣，经干燥、粉碎后，密封存储于5～10℃干燥的环境中，用于进一步加工成动物饲料。
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