CN104987956B - 一种超声波提取肉桂油的方法及其提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波提取肉桂油的方法及其提取装置，该方法是将切碎的肉桂原料装入物料篮中，在水中浸泡3‑6h,再将物料篮掉入反应釜中，再将水蒸气从反应釜底端通入反应釜内加热，同时启动超声波发生器，沸腾后提取1.5‑3h，蒸出的混合蒸汽再进行二级冷凝，冷凝后的油水混合物再进行三级油水分离，每批将各级分离出的肉桂油进入集油罐净化，再将肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油，集油罐的肉桂油继续静置净化，即可得到纯肉桂油。本发明通过利用超声波技术提取肉桂油，大大提高了肉桂油的出油率，本发明提供的超声波提取装置具有结构简单、耗能低、成本低等优点，容易实现工业化生产。

Description

一种超声波提取肉桂油的方法及其提取装置

技术领域

本发明涉及林业加工技术领域，尤其是一种超声波提取肉桂油的方法及其提取装置。

背景技术

肉桂油是从肉桂(Cinnamomum cassia Pres1．)树的树枝、树叶中提取得到的芳香挥发油，也是我国主要天然精油品种之一。肉桂油主要产地为广西、广东、福建、云南等省区，年产量约1500吨。肉桂油具有肉桂特征香气，味甜、辛，广泛应用于食品、香料和医药等领域。

肉桂油的提取方法有多种，如传统的水蒸气蒸馏提取法，该方法是是将桂叶或桂皮放在一个大锅炉里水煮或水蒸气蒸提，然后冷却，油水分离，从而获得肉桂油，这种方法得率低、耗时长、资源浪费较大等缺点，该方法已经逐渐被其他方法替代。针对传统水蒸气蒸馏提取方法存在的问题，近年来，已经研发出多种提取肉桂油的方法。

中国专利 CN 102952629 B公开了一种天然肉桂油提取工艺方法，该方法是将肉桂枝叶放入两个蒸馏釜中，然后将水蒸汽喷入第一个蒸馏釜的底部，产生的混合蒸汽经第一个蒸馏釜的顶部输入第二个蒸馏釜的底部，混合蒸汽经第二个蒸馏釜的顶部输入复蒸馏釜作蒸馏馏出液的热源，复蒸馏釜顶部出来的混合蒸汽经冷凝器冷凝；馏出液进入油水分离器进行油水分离，分离出来的馏出液通过泵输入复蒸馏釜进行复蒸馏；将复蒸馏釜中残留废液输至第一个蒸馏釜，在下一次蒸馏进行时再复蒸馏一次后排放，即可得到肉桂油。该提取方法虽耗时较短，成本也较低，但存在耗能大、得率较低等缺点。

中国专利 CN 103215121 A公开了一种肉桂油的提取工艺，该工艺是将阴干的肉桂皮粉碎，加入肉桂皮重量1～1.4 倍的乙醇混匀，在微波条件下处理20～25s,再将微波处理后的混合物料回收乙醇后，放入蒸馏釜中，加入水和表面活性剂，减压蒸馏0.5 ～1.5 小时，收集馏出物，在4～20℃下静置2～10小时，离心沉淀，油水分离得到肉桂油。该提取方法蒸馏时间较短、耗能较低，但乙醇有机溶剂提取和加入了表面活性剂，未能够很好的保持天然芳香油的纯正香气，且消耗了大量的乙醇提高了生产成本，肉桂油的得率和纯度都较低。

为了提高肉桂油的提取率，也有科学家利用超临界二氧化碳法提取肉桂油，但该方法肉桂油的得率虽较高，但成本很高、设备操作复杂不适用于工业化生产。当前肉桂油提取过程中普遍存在着肉桂油得率低、成本高、提取的肉桂油纯度低等问题。

发明内容

本发明的目的在于解决当前肉桂油提取方法存在的问题，提供一种超声波提取肉桂油的方法及其提取装置。通过使用本发明提供的超声波提取装置，大大提高了肉桂油的出油率和纯度，且耗能低、成本低，容易实现工业化生产。

为了实现以上目的，本发明是通过 以下技术方案实现：

一种超声波提取肉桂油的方法，包括以下步骤：

（1)将阴干的肉桂枝、叶切碎，得到切碎的肉桂原料；

（2)将上述切好的肉桂原料装入物料篮中，用石板加压使得水刚好泡过肉桂原料，浸泡3-6h；

（3）先打开反应釜的上法兰，再打开反应釜的上封头，将浸泡后的肉桂原料的物料篮吊入反应釜中，用泵将集水罐的回收水加入反应釜内，移回关紧反应釜的上封头和出汽管，再将水蒸气从反应釜底端的通入反应釜内加热，同时启动超声波发生器，沸腾后提取时间1.5-3h；

（4)水蒸气将肉桂原料水煮后得到混合蒸汽，混合蒸汽经反应釜顶部的蒸汽出口管输送到二级冷凝器进行二级冷凝，得到冷凝液；

（5）上述冷凝液进入三级油水分离器进行三级油水分离，1-3级分离出的肉桂油和最后一级水分别进入集油罐和集水罐，集水罐的回收水留下一批水煮用；

（6）上述水煮完成后，打开并移走反应釜的上封头和出汽管，将物料篮移出，将已蒸煮的肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油；

（7）上述集油罐的肉桂油继续静置净化，得到纯肉桂油。

以上所述一种超声波提取肉桂油的方法，步骤所述的启动超声波发生器控制频率为15-30KHZ，电压为80-120W。

一种用于超声波提取肉桂油的提取装置，该装置包括反应釜、物料篮、超声波震动棒、超声波发生器、蒸汽环管、冷凝器A、冷凝器B、油水分离器A、油水分离器B、油水分离器C、集油罐、集水罐和泵；所述的物料篮套装在反应釜的内部；所述的超声波发生器用法兰固定在反应釜的底端位置；所述的超声波震动棒设在反应釜内部的中下段；反应釜的底部还设有蒸汽环管，蒸汽环管设有连接蒸汽进口；在反应釜的底部设有排污口，反应釜的顶部还设有出汽口，出汽口与出汽管连接；所述的冷凝器A通过出汽管与反应釜连接；所述的冷凝器B与冷凝器A的连接方式为二级连接；在冷凝器A和冷凝器B的下方安装有油水分离器A、油水分离器B、油水分离器C，所述的油水分离器A、油水分离器B、油水分离器C依次连接；在油水分离器A、油水分离器B、油水分离器C的下方安装有集油罐和集水罐，用连接管连接；所述的泵分别与反应釜和集水罐连接。

以上所述一种用于超声波提取肉桂油的提取装置，在油水分离器A、油水分离器B、油水分离器C的底部还分别设有视盅和阀门。

以上所述一种用于超声波提取肉桂油的提取装置，在反应釜的外壁上设有保温夹套。

以上所述一种用于超声波提取肉桂油的提取装置，所述的物料篮中下段的轴心设有凸筒，所述凸筒的顶部和四周均匀设有若干小于切碎的肉桂原料的小孔，物料篮上端头和凸筒口均设有吊环。

以上所述一种用于超声波提取肉桂油的提取装置，在集油罐和集水罐与油水分离器A、油水分离器B、油水分离器C的连接管上安装有集油控制阀和集水控制阀。

以上所述一种用于超声波提取肉桂油的提取装置，所述的蒸汽环管上方均匀分布有小孔。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

（1）本发明利用超声波的空化作用直接破坏肉桂枝、叶的细胞膜，肉桂油很容易从细胞内溶出并释放出来，同时超声波使得提取液不断受到震荡后，更有利于溶质扩散，因而更进一步提高了肉桂油的出油率。

（2）本发明采用了二级冷凝，加长了冷凝时间，保证汽体完全冷凝，提高了生产的效率和收率。

（3）采用了三级油水分离，因为冷凝液在油水分离器经过自然沉淀，肉桂油沉降，水上浮，但桂油和水分离得不够彻底，在上层的水里还含有一定的桂油，经过了三级油水分离，提高了肉桂油的提取率，同时也能降低肉桂油中的含水量。

（3）本发明提取装置的蒸汽环管上方均匀分布有小孔，使得蒸汽均匀分布，从而使得沸腾和震荡更加均匀，提高了肉桂的出油率。

（4）传统提取肉桂油的方法的出油率一般为1.25-2.60%，而本发明方法出油率达到2.95%以上，且本发明得到的肉桂油的纯度达到98.5%以上。

（5）本发明提供的提取装置具有结构简单、设计合理、耗能低、成本低等特点，能大大提高了肉桂油的出油率。

附图说明

图1为本发明超声波提取肉桂油装置的结构示意图。

在附图中1为反应釜，2为保温夹套，3为物料篮，4为蒸汽进口，5为排污口，6为超声波震动棒，7为超声波发生器，8为蒸汽环管，9为出汽管，10为冷凝器A,11为冷凝器B，12为油水分离器A,13为油水分离器B,14为油水分离器C,15为视盅，16为集油控制阀，17为集油罐，18为集水控制阀，19为集水罐，20为泵。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进一步说明，但不限于本发明保护范围。

实施例1

如附图1所示，一种超声波提取肉桂油的装置，包括反应釜1、物料篮3、超声波震动棒6、超声波发生器7、蒸汽环管8、冷凝器A10、冷凝器B11、油水分离器A12、油水分离器B13、油水分离器C14、集油罐15、集水罐19和泵20；所述的物料篮3套装在反应釜1的内部；所述的超声波发生器7用法兰固定在反应釜1的底端位置；所述的超声波震动棒6设在反应釜1内部的中下段；反应釜1的底部还设有蒸汽环管8，蒸汽环管8设有连接蒸汽进口4；在反应釜1的底部设有排污口5，在反应釜1的顶部还设有出汽口，出汽口与出汽管9连接；所述的冷凝器A10通过出汽管9与反应釜1连接；所述的冷凝器B11与冷凝器A10的连接方式为二级连接；在冷凝器A10和冷凝器B11的下方安装有油水分离器A12、油水分离器B13、油水分离器C14，所述的油水分离器A12、油水分离器B13、油水分离器C14依次连接；在油水分离器A12、油水分离器B13、油水分离器C14的下方安装有集油罐17和集水罐19，用连接管连接；所述的泵20分别与反应釜1和集水罐19连接。

在油水分离器A12、油水分离器B13、油水分离器C14的底部还分别设有视盅和阀门。在反应釜1的外壁上设有保温夹套2。所述的物料篮3中下段的轴心设有凸筒，所述凸筒的顶部和四周均匀设有若干小于切碎的肉桂原料的小孔，物料篮3上端头和凸筒口均设有吊环。在集油罐17和集水罐19与油水分离器A12、油水分离器B13、油水分离器C14的连接管上安装有集油控制阀16和集水控制阀18。

实施例2

一种超声波提取肉桂油的方法，包括以下步骤：

（1)将50kg阴干的肉桂枝、叶切碎至2cm，得到切碎的肉桂原料；

（2)将上述切好的肉桂原料装入物料篮中，用石板加压使得水刚好泡过肉桂原料，浸泡4h；

（3）先打开反应釜的上法兰，再打开反应釜的上封头，将浸泡后的肉桂原料的物料篮吊入反应釜中，用泵将集水罐的回收水加入反应釜内，移回反应釜的上封头和出汽管，再将水蒸气从反应釜底端的蒸汽进口管通入反应釜加热，同时启动超声波发生器控制频率为15KHZ，电压为100W，沸腾后提取2h；

（4)水蒸气将肉桂原料水煮后得到混合蒸汽，混合蒸汽经反应釜顶部的蒸汽出口管输送到二级冷凝器进行二级冷凝，得到冷凝液；

（5）上述冷凝液再进入一级油水分离器进行一级油水分离，一级油水分离器后中上层未分离的油水混合物进入二级油水分离器的进行二级油水分离，二级油水分离器后上层未分离的油水混合物进入三级油水分离器进行三级油水分离，1-3级分离出的肉桂油和最后一级水分别进入集油罐和集水罐，集水罐的回收水留下一批水煮用；

（6）上述水煮完成后，打开并移走反应釜的上封头和出汽管，将物料篮移出，将物料篮的已蒸煮的肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油；

（7）上述集油罐的肉桂油继续静置净化，得到纯肉桂油。

本实施例共收集到1.49kg肉桂油，经过用常规方法检测肉桂油的纯度达到99.02%。

实施例3

一种超声波提取肉桂油的方法，包括以下步骤：

（1)将50kg阴干的肉桂枝、叶切碎至3cm，得到切碎的肉桂原料；

（2)将上述切好的肉桂原料装入物料篮中，用石板加压使得水刚好泡过肉桂原料，浸泡6h；

（3）先打开反应釜的上法兰，再打开反应釜的上封头，将浸泡后的肉桂原料的物料篮吊入反应釜中，用泵将集水罐的回收水加入反应釜内，移回反应釜的上封头和出汽管，再将水蒸气从反应釜底端的蒸汽进口管通入反应釜加热，同时启动超声波发生器控制频率为20KHZ，电压为80W，沸腾后提取3h；

（4)水蒸气将肉桂原料水煮后得到混合蒸汽，混合蒸汽经反应釜顶部的蒸汽出口管输送到二级冷凝器进行二级冷凝，得到冷凝液；

（5）上述冷凝液再进入一级油水分离器进行一级油水分离，一级油水分离器后中上层未分离的油水混合物进入二级油水分离器的进行二级油水分离，二级油水分离器后上层未分离的油水混合物进入三级油水分离器进行三级油水分离，1-3级分离出的肉桂油和最后一级水分别进入集油罐和集水罐，集水罐的回收水留下一批水煮用；

（6）上述水煮完成后，打开并移走反应釜的上封头和出汽管，将物料篮移出，将物料篮的已蒸煮的肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油；

（7）上述集油罐的肉桂油继续静置净化，得到纯肉桂油。

本实施例共收集到1.55kg肉桂油，经过用常规方法检测肉桂油的纯度达到99.11%。

实施例4

一种超声波提取肉桂油的方法，包括以下步骤：

（1)将50kg阴干的肉桂枝、叶切碎至2cm，得到切碎的肉桂原料；

（2)将上述切好的肉桂原料装入物料篮中，用石板加压使得水刚好泡过肉桂原料，浸泡3h；

（3）先打开反应釜的上法兰，再打开反应釜的上封头，将浸泡后的肉桂原料的物料篮吊入反应釜中，用泵将集水罐的回收水加入反应釜内，移回反应釜的上封头和出汽管，再将水蒸气从反应釜底端的蒸汽进口管通入反应釜加热，同时启动超声波发生器控制频率为20KHZ，电压为100W，沸腾后提取1.5h；

（4)水蒸气将肉桂原料水煮后得到混合蒸汽，混合蒸汽经反应釜顶部的蒸汽出口管输送到二级冷凝器进行二级冷凝，得到冷凝液；

（5）上述冷凝液再进入一级油水分离器进行一级油水分离，一级油水分离器后中上层未分离的油水混合物进入二级油水分离器的进行二级油水分离，二级油水分离器后上层未分离的油水混合物进入三级油水分离器进行三级油水分离，1-3级分离出的肉桂油和最后一级水分别进入集油罐和集水罐，集水罐的回收水留下一批水煮用；

（6）上述水煮完成后，打开并移走反应釜的上封头和出汽管，将物料篮移出，将物料篮的已蒸煮的肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油；

（7）上述集油罐的肉桂油继续静置净化，得到纯肉桂油。

本实施例共收集到1.475kg肉桂油，经过用常规方法检测肉桂油的纯度达到98.71%。

实施例5

一种超声波提取肉桂油的方法，包括以下步骤：

（1)将50kg阴干的肉桂枝、叶切碎至3cm，得到切碎的肉桂原料；

（2)将上述切好的肉桂原料装入物料篮中，用石板加压使得水刚好泡过肉桂原料，浸泡4h；

（3）先打开反应釜的上法兰，再打开反应釜的上封头，将浸泡后的肉桂原料的物料篮吊入反应釜中，用泵将集水罐的回收水加入反应釜内，移回反应釜的上封头和出汽管，再将水蒸气从反应釜底端的蒸汽进口管通入反应釜加热，同时启动超声波发生器控制频率为30KHZ，电压为120W，沸腾后提取2h；

（4)水蒸气将肉桂原料水煮后得到混合蒸汽，混合蒸汽经反应釜顶部的蒸汽出口管输送到二级冷凝器进行二级冷凝，得到冷凝液；

（5）上述冷凝液再进入一级油水分离器进行一级油水分离，一级油水分离器后中上层未分离的油水混合物进入二级油水分离器的进行二级油水分离，二级油水分离器后上层未分离的油水混合物进入三级油水分离器进行三级油水分离，1-3级分离出的肉桂油和最后一级水分别进入集油罐和集水罐，集水罐的回收水留下一批水煮用；

（6）上述水煮完成后，打开并移走反应釜的上封头和出汽管，将物料篮移出，将物料篮的已蒸煮的肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油；

（7）上述集油罐的肉桂油继续静置净化，得到纯肉桂油。

本实施例共收集到1.525kg肉桂油，经过用常规方法检测肉桂油的纯度达到98.89%。

从以上实施例可以看出，本发明的提取方法出油率达到2.95%以上，与传统的方法相比出油率，本发明提取装置还有结构简单、设计合理、耗能低、成本低等优点，因此本发明提供的提取方法及提取设备适用于工业化生产。

Claims (1)

1.一种利用超声波提取装置提取肉桂油的方法，其特征是，超声波提取肉桂油的方法步骤为：

（1)将阴干的肉桂枝、叶切碎，得到切碎的肉桂原料；

（2)将上述切好的肉桂原料装入放置浸渍池的物料篮中，用石板加压使得水刚好泡过肉桂原料，浸泡时间3-6h；

（3）打开反应釜的上封头，将浸泡后的肉桂原料的物料篮吊入反应釜中，用泵将集水罐的回收水加入反应釜内，移回并关紧反应釜的上封头，接好出汽管，再将水蒸气从反应釜底端的蒸汽进口管通入反应釜加热，同时启动超声波发生器，沸腾后提取1.5-3h；

（4)水蒸气将肉桂原料水煮后得到混合蒸汽，混合蒸汽经反应釜顶部的蒸汽出口管输送到二级冷凝器进行二级冷凝，得到冷凝液；

（5）上述冷凝液进入三级油水分离器进行三级油水分离，1-3级分离出的肉桂油和最后一级水分别进入集油罐和集水罐，集水罐的回收水留下一批水煮用；

（6）上述水煮完成后，打开并移走反应釜的上封头和出汽管，将物料篮移出，将已蒸煮的肉桂原料渣排出，重复上述工序，继续下一批的超声波提取肉桂油；

（7）上述集油罐的肉桂油继续静置净化，得到纯肉桂油；

所述步骤（3)超声波发生器控制频率为15-30KHZ，功率为80-120W；

所述超声波提取装置的设置有：反应釜（1)、物料篮（3）、超声波震动棒（6）、超声波发生器（7）、蒸汽环管（8）、冷凝器A(10)、冷凝器B(11)、油水分离器A(12)、油水分离器B(13)、油水分离器C(14)、集油罐（15）、集水罐（19）和泵（20）；所述的物料篮（3）套装在反应釜（1）的内部；所述的超声波发生器（7）用法兰固定在反应釜（1）的底端位置；所述的超声波震动棒（6）设在反应釜内部的中下段；反应釜（1）的底部还设有蒸汽环管（8），蒸汽环管（8）设有连接蒸汽进口（4）；在反应釜（1）的底部设有排污口（5），反应釜（1）的顶部还设有出汽口，出汽口与出汽管（9）连接；所述的冷凝器A(10)通过出汽管（9）与反应釜（1)连接；所述的冷凝器B(11)与冷凝器A(10)的连接方式为二级连接；在冷凝器A(10)和冷凝器B(11)的下方安装有油水分离器A(12)、油水分离器B(13)、油水分离器C(14)，所述的油水分离器A(12)、油水分离器B(13)、油水分离器C(14)依次连接；在油水分离器A(12)、油水分离器B(13)、油水分离器C(14)的下方安装有集油罐（17）和集水罐（19），用连接管连接；所述的泵（20）分别与反应釜（1)和集水罐（19）连接；

所述的物料篮（3）中下段的轴心设有凸筒，所述凸筒的顶部和四周均匀设有若干小于切碎的肉桂原料的小孔，物料篮（3）上端头和凸筒口均设有吊环；

所述集油罐（17）和集水罐（19）与油水分离器A(12)、油水分离器B(13)、油水分离器C(14)的连接管上安装有集油控制阀（16）和集水控制阀（18）；在油水分离器A(12)、油水分离器B(13)、油水分离器C(14)的底部还分别设有视盅（15）和阀门；

所述反应釜（1）的外壁上设有保温夹套（2）；

所述的蒸汽环管（8）上方均匀分布有小孔。