CN105713731A - 一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，包括干燥箱、冷凝器、油水分离器及空气能加热冷却单元，干燥箱用于对植物进行干燥，并将植物中水分、精油汽化挥发形成油水气态混合物；冷凝器与干燥箱连接，用于将气态混合物温度降低转化成液态油水分离器用于将液态混合物分离成精油与纯露；空气能加热冷却单元同时为燥箱加热以及为冷凝器降温。与现有技术相比，本发明系统提高了设备的生产效率，大大降低了设备能耗，高度的系统集成，降低了设备场地要求，简化了设备结构，降低了设备的投入，降低了设备操作难度及维护成本，避免了废气排放污染环境。

Description

一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统
技术领域
本发明涉及一种植物干燥与精油、纯露提取系统，尤其是涉及一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统。
背景技术
如图1所示，传统的植物干燥设备是将植物24放置在金属材质的加热罐1内，加热设备2通过蒸汽管路22来对加热罐1进行加热，使得加热罐1内的植物干燥，同时一般在加热罐1顶部设置排风扇23来排出水份。加热设备2一般采用锅炉或电加热设备。此类设备能耗大，锅炉废气排放污染环境。植物香原料分离出的精油、纯露产品也无法收集。
如图2所示，传统的植物精油、纯露产品的提取设备，是将新鲜花卉等植物24或香原料和水混合在加热罐1中，加热设备2通过蒸汽管路22来对加热罐1进行加热，使精油与加热罐1体内汽化的水通过提取管路21进入冷凝器3中，水塔6通过冷却水管19为冷凝器3降温，精油及水汽的混合物在冷凝器3中冷却转化成液态，再通过另一段提取管路21流入油水分离器4中。由于油和水的密度不同产生液面差，可分离出精油和纯露产品，具体为较轻的精油通过精油排出管16排出，较重的纯露通过纯露排出管17排出，在精油排出管16上设置第一阀门14，在纯露排出管17上设置第二阀门15。
该方式由于水的汽化使得温度超过100℃，香原料在高温中会发生反应，通常出来的精油、纯露香气和植物本身香气差异较大，降低了产品质量。另外，由于加热设备2一般采用锅炉或电加热设备，该设备系统复杂，锅炉、水塔等设备占地面积大，能耗高，设备制造成本也高，废气排放污染环境。电加热设备也存在能耗高的问题。此外，精油、纯露提取结束后，剩下的新鲜花卉等植物香原料无法再利用，只好废弃，香原料的利用率极低。
传统干燥设备和精油、纯露提取设备功能单一，前者只能单纯的干燥植物，放弃了植物香原料所含的精油价值；后者只能单纯的提取植物香原料中的精油和纯露，将植物香原料中所含的黄酮、多糖类等价值忽略。另外，传统设备集成度低，设备结构复杂，产地要求高，制造设备投入大，生产能耗大，操作维护复杂以及废气污染环境等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，包括植物干燥单元、精油、纯露提取单元和空气能加热冷却单元，
所述的植物干燥单位为干燥箱，用于对植物进行干燥，并将植物中水分、精油汽化挥发形成油水气态混合物；
所述的精油、纯露提取单元包括相连接的冷凝器与油水分离器，所述的冷凝器与干燥箱连接，用于将气态混合物温度降低转化成液态，所述的油水分离器用于将液态混合物分离成精油与纯露；
所述的空气能加热冷却单元包括第一换热器、第二换热器及制冷剂回路；
第一换热器包括互相换热的加热水管与制冷剂换热管，所述的加热水管与干燥箱上的换热盘管连通，向干燥箱供热；
第二换热器包括互相换热的冷却水管与制冷剂换热管，所述的冷却水管与冷凝器的换热盘管连通，向冷凝器供冷；
制冷剂回路由第一换热器内的制冷剂换热管、第二换热器内的制冷剂换热管、制冷剂管路及压缩机连接形成用于制冷剂循环的循环回路，在制冷剂管路上设置有制冷剂膨胀阀及制冷剂储液罐。
所述的压缩机一端与第一换热器内的制冷剂换热管一端连接，压缩机的另一端与第二换热器内的制冷剂换热管的一端连接，第一换热器内的制冷剂换热管另一端、第二换热器内的制冷剂换热管另一端之间通过制冷剂管路连接。
沿第一换热器内的制冷剂换热管流向第二换热器内的制冷剂换热管的方向，制冷剂顺序流经制冷剂储液罐与制冷剂膨胀阀。
所述的加热水管上设有第一循环水泵。
所述的冷却水管上设有第二循环水泵。
所述的油水分离器内设有用于将较轻的精油排出的精油排出管与用于将较重的纯露排出的纯露排出管，在精油排出管上设置第一阀门，在纯露排出管上设置第二阀门。
所述的干燥箱为多层真空干燥箱。
所述的冷凝器为真空冷凝器。
还包括对干燥箱、冷凝器或两者相连管路进行抽真空的抽真空装置。
使用本发明的系统时，将香原料等植物放置在干燥箱中，本发明系统封闭后，自动排空气体，使系统处于真空环境下工作。香原料等植物在真空环境下温度升高，水分和精油能在较低温度下从植物中国挥发分离，香原料等植物被干燥，挥发的水分和精油则通过提取管路进入到冷凝器。水分、精油气态混合物在冷凝器内进行热量交换，水分和精油从气态变成液态，进入到油水分离器中。精油和水由于密度不同会产生液面差，较轻的精油通过精油排出管排出，较重的纯露通过纯露排出管排出，在精油排出管上设置第一阀门，在纯露排出管上设置第二阀门。
第一换热器与第二换热器的换热过程如下：压缩机将制冷剂回路中的制冷剂从低温低压气态转换成高温高压气态，由于存在温度差，经过第一换热器与加热水管中的水进行热量交换，被加热的水经过第一循环水泵将热水输送到干燥箱的换热盘管，对干燥箱加热。与此同时，制冷剂回路中的高温高压气态转换成低温高压气态，在制冷剂储液罐中形成低温高压气态与低温高压液态共存，进行气液分离。低温高压液体经过制冷剂膨胀阀，转换成低温低压液态，经过第二换热器与冷却水管中的水在温差下进行热量交换，经过冷却的水经过第二循环水泵将冷水输送到冷凝器，起到冷却溶剂的作用。与此同时，制冷剂吸收热量变成低温低压气态，回到压缩机中进行下一次循环。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明的系统可以在干燥植物获得富含植物黄酮、多糖类物质等药用产品的同时，又能够提取植物精油、纯露产品，大大提高了植物的产品价值，不破坏产品主要成分，精油与纯露质量好，并且干燥后植物可以再利用。
2、本发明的系统在干燥与精油、纯露提取过程中均采用负压操作，负压操作能够大大保存植物有效成分的活性，不会对有效成分产生破坏，使得精油、纯露香气和植物本身香气相似，提高了产品质量。
3、本发明的系统采用空气能加热冷却单元，遵循能量守恒原理设计，一份能耗同时完成系统的加热与冷却，生产能耗低。
4、本发明的系统设备集成度高，产地要求低，操作维护方便，无环境污染问题。
附图说明
图1为传统的植物干燥设备结构示意图；
图2为传统的植物精油、纯露产品的提取设备结构示意图；
图3为本发明基于空气能的植物干燥及精油、纯露的提取系统结构示意图。
图中标号：1为加热罐，2为加热设备，3为冷凝器，4为油水分离器，5为干燥箱，6为水塔，7为第一换热器，8为第二换热器，9为第一循环水泵，10为第二循环水泵，11为压缩机，12为制冷剂膨胀阀，13为制冷剂储液罐，14为第一阀门，15为第二阀门，16为精油排出管，17为纯露排出管，18为加热水管，19为冷却水管，20为制冷剂管路，21为提取管路，22为蒸汽管路，23为排风扇，24为植物。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，如图3所示，包括植物干燥单元、精油、纯露提取单元和空气能加热冷却单元，植物干燥单位为干燥箱5，用于对植物进行干燥，并将植物中水分、精油汽化挥发形成油水气态混合物；精油、纯露提取单元包括相连接的冷凝器3与油水分离器4，冷凝器3与干燥箱5连接，用于将气态混合物温度降低转化成液态，油水分离器4用于将液态混合物分离成精油与纯露；空气能加热冷却单元包括第一换热器7、第二换热器8及制冷剂回路；第一换热器7包括互相换热的加热水管18与制冷剂换热管，加热水管18与干燥箱5上的换热盘管连通，向干燥箱5供热；第二换热器8包括互相换热的冷却水管19与制冷剂换热管，冷却水管19与冷凝器3的换热盘管连通，向冷凝器3供冷；制冷剂回路由第一换热器7内的制冷剂换热管、第二换热器8内的制冷剂换热管、制冷剂管路20及压缩机11连接形成用于制冷剂循环的循环回路，在制冷剂管路20上设置有制冷剂膨胀阀12及制冷剂储液罐13。
具体而言，压缩机11一端与第一换热器7内的制冷剂换热管一端连接，压缩机11的另一端与第二换热器8内的制冷剂换热管的一端连接，第一换热器7内的制冷剂换热管另一端、第二换热器8内的制冷剂换热管另一端之间通过制冷剂管路20连接。
沿第一换热器7内的制冷剂换热管流向第二换热器8内的制冷剂换热管的方向，制冷剂顺序流经制冷剂储液罐13与制冷剂膨胀阀12。加热水管18上设有第一循环水泵9。冷却水管19上设有第二循环水泵10。油水分离器4内设有用于将较轻的精油排出的精油排出管16与用于将较重的纯露排出的纯露排出管17，在精油排出管16上设置第一阀门14，在纯露排出管17上设置第二阀门15。干燥箱5为多层真空干燥箱。冷凝器3为真空冷凝器。
还包括对干燥箱5、冷凝器3或两者相连管路进行抽真空的抽真空装置。
使用本发明的系统时，将香原料等植物放置在干燥箱5中，本发明系统封闭后，自动排空气体，使系统处于真空环境下工作。香原料等植物在真空环境下温度升高，水分和精油能在较低温度下从植物中国挥发分离，香原料等植物被干燥，挥发的水分和精油则通过提取管路21进入到冷凝器3。水分、精油气态混合物在冷凝器3内进行热量交换，水分和精油从气态变成液态，进入到油水分离器4中。精油和水由于密度不同会产生液面差，较轻的精油通过精油排出管16排出，较重的纯露通过纯露排出管17排出，在精油排出管16上设置第一阀门14，在纯露排出管17上设置第二阀门15。
第一换热器7与第二换热器8的换热过程如下：压缩机11将制冷剂回路中的制冷剂从低温低压气态转换成高温高压气态，由于存在温度差，经过第一换热器7与加热水管18中的水进行热量交换，被加热的水经过第一循环水泵9将热水输送到干燥箱5的换热盘管，对干燥箱5加热。与此同时，制冷剂回路中的高温高压气态转换成低温高压气态，在制冷剂储液罐13中形成低温高压气态与低温高压液态共存，进行气液分离。低温高压液体经过制冷剂膨胀阀12，转换成低温低压液态，经过第二换热器8与冷却水管19中的水在温差下进行热量交换，经过冷却的水经过第二循环水泵10将冷水输送到冷凝器3，起到冷却溶剂的作用。与此同时，制冷剂吸收热量变成低温低压气态，回到压缩机11中进行下一次循环。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，包括植物干燥单元，精油、纯露提取单元和空气能加热冷却单元，
所述的植物干燥单位为干燥箱(5)，用于对植物进行干燥，并将植物中水分、精油汽化挥发形成油水气态混合物；
所述的精油、纯露提取单元包括相连接的冷凝器(3)与油水分离器(4)，所述的冷凝器(3)与干燥箱(5)连接，用于将气态混合物温度降低转化成液态，所述的油水分离器(4)用于将液态混合物分离成精油与纯露；
所述的空气能加热冷却单元包括第一换热器(7)、第二换热器(8)及制冷剂回路；
第一换热器(7)包括互相换热的加热水管(18)与制冷剂换热管，所述的加热水管(18)与干燥箱(5)上的换热盘管连通，向干燥箱(5)供热；
第二换热器(8)包括互相换热的冷却水管(19)与制冷剂换热管，所述的冷却水管(19)与冷凝器(3)的换热盘管连通，向冷凝器(3)供冷；
制冷剂回路由第一换热器(7)内的制冷剂换热管、第二换热器(8)内的制冷剂换热管、制冷剂管路(20)及压缩机(11)连接形成用于制冷剂循环的循环回路，在制冷剂管路(20)上设置有制冷剂膨胀阀(12)及制冷剂储液罐(13)。
2.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，所述的压缩机(11)一端与第一换热器(7)内的制冷剂换热管一端连接，压缩机(11)的另一端与第二换热器(8)内的制冷剂换热管的一端连接，第一换热器(7)内的制冷剂换热管另一端、第二换热器(8)内的制冷剂换热管另一端之间通过制冷剂管路(20)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，沿第一换热器(7)内的制冷剂换热管流向第二换热器(8)内的制冷剂换热管的方向，制冷剂顺序流经制冷剂储液罐(13)与制冷剂膨胀阀(12)。
4.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，所述的加热水管(18)上设有第一循环水泵(9)。
5.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，所述的冷却水管(19)上设有第二循环水泵(10)。
6.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，所述的油水分离器(4)内设有用于将较轻的精油排出的精油排出管(16)与用于将较重的纯露排出的纯露排出管(17)，在精油排出管(16)上设置第一阀门(14)，在纯露排出管(17)上设置第二阀门(15)。
7.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，所述的干燥箱(5)为多层真空干燥箱。
8.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，所述的冷凝器(3)为真空冷凝器。
9.根据权利要求1所述的一种基于空气能的植物干燥及精油、纯露提取系统，其特征在于，还包括对干燥箱(5)、冷凝器(3)或两者相连管路进行抽真空的抽真空装置。
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