CN103666758A

CN103666758A - 一种挥发油的精制方法

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Publication number: CN103666758A
Application number: CN201210334956.6A
Authority: CN
Inventors: 范开; 郝士海; 黄静; 刘岩
Original assignee: TIANJIN TASLY MODERN CHINESE MEDICINE RESOURCE CO Ltd
Current assignee: TIANJIN TASLY MODERN CHINESE MEDICINE RESOURCE CO Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明提供一种挥发油的精制方法，尤其是使用聚丙烯吸附技术进行油水分离得到精制挥发油的方法，本发明的方法，包括以下步骤：步骤1，中药材或芳香植物提取，得含挥发油芳香水系；步骤2，挥发油吸附；步骤3，挥发油解吸附，得到精制挥发油，其中，步骤2中所述的吸附是使用聚丙烯吸附材料对含挥发油芳香水系进行选择性吸附，实现挥发油成分的有效富集。

Description

一种挥发油的精制方法

技术领域

本发明涉及一种精制挥发油的制备，尤其是经聚丙烯（PP）吸附技术富集的挥发油及其制备方法。

技术背景

挥发油(volatile oils)又称精油(essential oils)，是一类在常温下能挥发的、可随水蒸气蒸馏的、与水不相混的油状液体的总称。大多数挥发油具有芳香气味。挥发油是一类重要的活性成分，临床上除直接应用主要含挥发油的生药外，还可应用从中精制的挥发油，如桉叶油、薄荷油等。挥发油具有发散解表、芳香开窍、理气止痛、祛风除湿、活血化瘀、祛寒温里、清热解毒、解暑祛秽、杀虫抗菌等作用。如薄荷油用驱风健胃，当归油镇痛，柴胡油退热，土荆芥油驱肠虫，茵陈蒿油抗霉菌等。近年来还发现某些挥发油具抑制肿瘤作用，如莪术油。此外，挥发油还广泛应用于香料、食品与化妆品等的生产。根据油类在水中的存在形式不同，可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四类：

(1) 浮油：以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。这种油的油滴粒径较大，一般大于100 μm。

(2)分散油：以微小油滴悬浮于水中，不稳定，经静置一定时间后往往变成浮油，其油滴粒径为10-100 μm。

(3)乳化油：水中往往含有表面活性剂使油成为稳定的乳化液，油滴粒径极微小，一般小于10 μm，大部分为0.1-2 μm。

(4)溶解油：是一种以化学方式溶解的微粒分散油，油粒直径比乳化油还要细，有时可小到几纳米。

中药挥发油的提取油水分离过程中4种状态油均会出现，但是多数是收集浮油，通常不对乳化油和溶解油进行收集。分散油分布、收集分取决定了挥发油的收率水平。

现有技术中，挥发油多采用水蒸气蒸馏法提取，馏出液经油水分离器进行油水分离而获取挥发油。常用分离方法有：重力分离法、电脱分离法、化学脱水、气浮分离、气浮分离、膜过滤法、吸附法、粗粒化法等。目前，大生产中中药挥发油的收率比较低，首先中药挥发油含有油水体为浮油、分散油、乳化油和溶解油的混合体，其中浮油、分散油可采用重力分离法、离心法、膜过滤法等，乳化油和溶解油呈匀相状态，部分挥发油溶于水或者和水比重较接近导致油水分离困难，不能形成有效的油水分离层从而达到收集挥发油的目的，不能在生产上实现达到预期的收率。另一个主要原因是生产上采用多功能提取罐提取的挥发油多被乳化，也造成油水分离不好，得到的芳香水还需再处理，如加有机溶剂萃取，加盐冷藏使油水分离，重蒸馏等等，再处理后挥发油的收率仍远低于实验室。为此，采用亲油性材料如活性炭吸附活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30～80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理，国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。但是，适应中药挥发油分离产业化的方法还没有报道过。

吸油棉是采用亲油性之超细纤维不织布制作，不含化学药剂，不会造成二次公害，能迅速吸收本身重量数十倍的油污、有机溶剂、碳氢化合物、植物油等液体。吸油棉也叫吸收棉、工业吸附棉，有时人们简单称呼其为吸油棉。按照吸收物质特性分为：吸油棉、化学吸液棉（又叫化学品吸附棉，吸液棉）和通用型吸附棉。吸油棉可以控制和吸附石油烃类、各类酸性（包括氢氟酸）、碱性危险化学品、非腐蚀性液体和海上大规模溢油事故等。吸附棉是油品和化学品泄漏溢漏溅漏后，处置泄漏物最常用到的物品。聚丙烯（PP）吸附棉的制造工艺是首先获得熔喷聚丙烯无纺布，然后做成各种形式的吸附棉片、吸附枕、吸附条、吸附索、吸油围栏。具有吸附量大（10或25倍自重）、吸附快（以分钟计）和可重复使用的特点而广泛应用。

采用PP吸附技术富集挥发油，为高效获取挥发油成分提供了可能，迄今未见报道。

发明内容

本发明的目的是根据现有技术不足，提供一种挥发油富集精制的方法，尤其是使用PP吸附技术进行油水分离得到精制挥发油的方法。

本发明的方法，包括以下步骤：

步骤1，中药材或芳香植物提取，得含挥发油芳香水系；

步骤2，挥发油吸附；

步骤3，挥发油解吸附，得到精制挥发油。

步骤1中所述的提取为常规的植物挥发油提取方法，其中，中药材或芳香植物选自任何一种或多种含有挥发油的中草药材料，如苍术、石菖蒲、川芎，牛至，薄荷、紫苏、藿香、茴香、当归、芫荽、白芷、艾叶、茵陈篙、白术、木香、花椒、肉桂、生姜、姜黄、郁金。

步骤2中所述的吸附是使用聚丙烯吸附材料对含挥发油芳香水系进行吸附，其中聚丙烯，英文名称：Polypropylene（PP)，分子式：(C3H6)n。CAS 登录号：9003-07-0，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。

步骤3中所述解吸附，是对吸附挥发油的聚丙烯通过绞、挤压的方法挤出挥发油，或用有机溶剂洗脱吸附挥发油的聚丙烯，得到洗脱液，然后分离挥发油。

步骤1中所述的提取选自，如水蒸汽蒸馏提取法、超声萃取法、压榨法等，这些方法均属于现有技术；其中所述含油芳香水系是指挥发油油水混和粗液；

步骤2中所述的吸附系指使用聚丙烯（PP）吸附材料对含油芳香水系进行吸附，实现挥发油成分的有效富集。吸附可以选择动态吸附，也可以选择静态吸附，但是优选动态吸附。所述的静态吸附是指被处理液与吸附剂搅拌混合，而被处理液没有定向流过吸附剂的流动，这种吸附操作叫静态吸附；所述的动态吸附是指被处理液通过吸附剂定向流动的吸附。

聚丙烯动态吸附优选采用装柱法进行吸附，即将聚丙烯（PP）吸附材料填装到类似层析柱的柱子中，所述的柱子高径比范围为1：1~20：1，优选4：1~10：1，最佳为5：1~7：1；聚丙烯（PP）吸附材料的用量与待处理芳香水系的挥发油的含量有关，用量范围是每处理100g挥发油需要30g~200g，优选30g~100g，最佳30g~50g；定向流速0~20ml/min*cm²，优选5~15ml/min*cm²。

所述的吸附柱可以直立可以平卧，也可以任意角度安装；芳香水系流向可以和重力方向一致，可以和重力方向相反，还可以和重力方向垂直。优选采用底进上出（流向和重力方向相反或大致相反）的方式进行，可以进一步降低油层迁移，提高吸附载荷。

步骤3中所述解吸附，通过绞、挤压聚丙烯的方法，效率达到80-90%。

本发明优选有机溶剂洗脱法，所述的有机溶剂选自：石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿等中的一种或几种，优选无水乙醇和95%乙醇，最佳为95%乙醇；用1~5倍床体积（BV）的洗脱剂洗脱吸附有挥发油的聚丙烯柱，优选2~3个床体积的洗脱剂，洗脱流速控制在2~10BV/h,优选3~5BV/h,收集洗脱液，减压回收洗脱剂至无冷凝液滴出，收集挥发油，收率95%以上，损失较小，回收的挥发油经静置无明显水滴析出分层等现象。

所述聚丙烯（PP）材料可以不同的形态，例如含有聚丙烯吸油棉、吸油枕、吸油垫、吸油卷、吸油絮等。

以下通过实验数据进一步说明本发明的有益效果。

苍术、石菖蒲、川芎挥发油提取实验对比

原工艺：

苍术、石菖蒲、川芎各10公斤，10倍量水，水蒸气蒸馏提取8小时，过程中经冷凝后的含油芳香水液持续液用油水分离器分取挥发油；

现工艺：

苍术、石菖蒲、川芎各10公斤，10倍量水，水蒸气蒸馏提取8小时，过程中经冷凝后的含油芳香水液持续通过聚丙烯（PP）柱（200g填料）吸附，然后用500ml95%乙醇洗脱，洗脱液减压回收乙醇，得挥发油；

结果:

	出油量	出油率
			原工艺	103g	0.34%
现工艺	613g	2.04%

分析：

三味药混提挥发油，川芎是典型的轻油，石菖蒲是典型的重油，苍术挥发油有时候与水的比重相近，导致混合挥发油的比重十分和水相近，传统的靠重力进行的油水分离效果比较差，导致挥发油收率偏低，而采用PP吸附技术则避免了这一问题，挥发油收率大大提高。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。

实施例1

苍术25kg，10倍量水水蒸气蒸馏8小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为100g吸油絮，装柱高径比6：1，吸附柱垂直放置，冷凝水流向和重力方向平行一致，流速12ml/min*cm²，提取吸附完毕后用2.5BV95%乙醇以5BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙醇，得挥发油607g.

实施例2

降香30kg，10倍量水水蒸气蒸馏12小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为100g吸油絮，装柱高径比12：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速10ml/min*cm²，提取吸附完毕后用4BV乙酸乙酯以8BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙酸乙酯，得挥发油416g.

实施例3

牛至30kg，10倍量水水蒸气蒸馏12小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为100g吸油絮，装柱高径比1：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速5ml/min*cm²，提取吸附完毕后用2BV乙醇以10BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙醇，得挥发油723g。

实施例4

肉桂30kg，10倍量水水蒸气蒸馏5小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为100g吸油絮，装柱高径比20：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速15ml/min*cm²，提取吸附完毕后用1BV甲醇以2BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收甲醇，得挥发油519g。

实施例5

白术30kg，5倍量水水蒸气蒸馏10小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为50g吸油絮，装柱高径比4：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速5ml/min*cm²，提取吸附完毕后用3BV乙酸乙酯以3BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙酸乙酯，得挥发油760g。

实施例6

艾叶30kg，8倍量水水蒸气蒸馏8小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为30g吸油絮，装柱高径比8：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速15ml/min*cm²，提取吸附完毕后用1BV乙醇以2BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙醇，得挥发油158g。

实施例7

白芷 30kg，10倍量水水蒸气蒸馏12小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为50g吸油絮，装柱高径比7：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速5ml/min*cm²，提取吸附完毕后用3BV正丁醇以3BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收正丁醇，得挥发油195g。

实施例8

当归 30kg，10倍量水水蒸气蒸馏12小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为50g吸油絮，装柱高径比5：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速1ml/min*cm²，提取吸附完毕后用4BV乙醇以8BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙醇，得挥发油326g。

实施例9

茴香30kg，10倍量水水蒸气蒸馏12小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为100g吸油絮，装柱高径比12：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速10ml/min*cm²，提取吸附完毕后用4BV乙酸乙酯以8BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙酸乙酯，得挥发油470g。

实施例10

藿香 30kg，10倍量水水蒸气蒸馏10小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为30g吸油絮，装柱高径比10：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速10ml/min*cm²，提取吸附完毕后用2BV乙酸乙酯以4BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙酸乙酯，得挥发油245g。

实施例11

紫苏30kg，8倍量水水蒸气蒸馏8小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为30g吸油絮，装柱高径比5：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速10ml/min*cm²，提取吸附完毕后用4BV乙醇以8BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙醇，得挥发油140g。

实施例12

薄荷30kg，5倍量水水蒸气蒸馏5小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附柱进行动态吸附，吸附柱装料为100g吸油絮，装柱高径比6：1，吸附柱水平放置，冷凝水流向和重力方向垂直，流速10ml/min*cm²，提取吸附完毕后用4BV乙酸乙酯以10BV/h的流速进行洗脱解吸附，洗脱液60℃减压回收乙酸乙酯，得挥发油170g。

实施例13

牛至30kg，10倍量水水蒸气蒸馏12小时，二次蒸汽经冷凝器冷凝的芳香水系通过聚丙烯（PP）吸附，吸附后用榨干机挤压，得挥发油539g。

Claims

1.一种挥发油的精制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，中药材或芳香植物提取，得含挥发油芳香水系；

步骤2，挥发油吸附；

步骤3，挥发油解吸附，得到精制挥发油；

其中，步骤1中所述的提取为常规的植物挥发油提取方法，步骤2中所述的吸附是使用聚丙烯吸附材料对含挥发油芳香水系进行吸附，步骤3中所述解吸附，是对吸附挥发油的聚丙烯通过绞、挤压的方法挤出挥发油，或用有机溶剂洗脱吸附挥发油的聚丙烯，得到洗脱液，然后分离挥发油。

2.根据权利要求1的精制方法，其特征在于，其中，步骤1中所述的提取选自水蒸汽蒸馏提取法、超声萃取法、压榨法。

3.根据权利要求1的精制方法，其特征在于，其中，步骤2中所述的吸附选自动态吸附或静态吸附。

4.根据权利要求3的精制方法，其特征在于，所述吸附采用装柱法进行吸附，所述的柱子高径比范围为1：1~20：1，吸附材料选自聚丙烯吸附材料，其用量是每处理100g挥发油需要30g~200g聚丙烯吸附材料，所述的吸附柱或直立，或平卧，含挥发油芳香水系的流向和重力方向一致或和重力方向相反，还可以和重力方向垂直。

5.根据权利要求4的精制方法，其特征在于，其中，步骤2中所述的吸附选自动态吸附。

6.根据权利要求4的精制方法，其特征在于，所述吸附采用和重力方向相反的方式进行。

7.根据权利要求4的精制方法，其特征在于，所述的柱子高径比范围为4：1~10：1，聚丙烯吸附材料用量是每处理100g挥发油需要30g~100g聚丙烯吸附材料，定向流速0~20ml/min*cm²。

8.根据权利要求7的精制方法，其特征在于，所述的柱子高径比范围为5：1~7：1，聚丙烯吸附材料用量是每处理100g挥发油需要30g~50g聚丙烯吸附材料，定向流速5~15ml/min*cm²。

9.根据权利要求1的精制方法，其特征在于，所述有机溶剂选自：石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿中一种或几种。

10.根据权利要求1的精制方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇，用1~5倍床体积的洗脱剂洗脱聚丙烯柱，洗脱流速控制在2~10BV/h,收集洗脱液，减压回收洗脱剂至无冷凝液滴出，收集挥发油。