CN106350227A - 一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅及其蒸馏工艺 - Google Patents

Abstract

发明一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅及其蒸馏工艺，植物精油蒸馏锅包括锅体（1）、锅盖（3）、螺丝弓形码（2）、蒸馏汽导气管（4）、温度调节装置（5）、冷却器（6）、油水分离器（7）、回流水箱（8）、回流水泵（9）；所述的温度调节装置（5）由调节管（11）、安全阀（12）、温度表（13）、隔离板（14）、两个旁流管（16）、旁流控制阀（17）等构成；蒸馏工艺包括设备安装及放料、加热蒸馏、蒸馏温度调节及蒸馏过程等；本发明增设了温度调节装置，使蒸馏温度可调，适应了各种精油的蒸馏温度需要。具有设备安装容易、蒸馏工艺先进、节能效果显著、蒸馏时间短、出油率高、精油质量好、蒸馏温度可调节的优点。

Description

一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅及其蒸馏工艺

技术领域

本发明属于植物精油提取技术领域。

背景技术

植物精油是天然香料，常见的有薄荷油、玉桂油、八角油、山苍子油、樟油、桉油、薰衣草油、白千层油、玉兰油、玫瑰油、香茅油、丁香油、藿香油、檀香油……等过百种。植物精油广泛用于食品、饮料、药品、香水、化妆品、保健品、日用品及宗教用品等众多领域，与人类生活息息相关。植物精油产业涉及庞大的种植业和加工业，精油产业遍布世界各地 。

目前绝大部分品种的植物精油的生产方法是用水蒸汽来蒸馏含有精油成份的植物，从中将精油提取出来，这种方法称为水蒸汽蒸馏法。水蒸汽蒸馏法的原理，是利用水蒸汽与精油在特定的温度下会产生共沸蒸发，从而将精油从植物中分离出来。这个特定的温度称为共沸温度。

在用水蒸汽蒸馏提取精油的过程中，当蒸馏温度与共沸温度相同时，蒸馏速度就会很快、出油率很高、油质量也很好。当蒸汽温度远低于共沸点温度时，此时的蒸馏模式属于夹带蒸馏，而不是共沸蒸馏，蒸馏速度会很慢，蒸馏时间会很长，燃料消耗大而出油率低，高沸点成份蒸不出来。当蒸馏温度太高时，精油杂质很多，颜色变深，质量下降。

由于各种精油与水蒸汽的共沸温度不同，在非真空情况下，范围大约在100ºC到150ºC之间变动，这就要求蒸馏设备可以在这个范围内自由调节蒸馏温度，以适合每种精油的蒸馏需要。

目前各地精油生产大量使用称为甑的蒸馏设备来提取精油，仅中国南方地区使用数量就成千上万，东南亚使用量更大。甑的蒸馏温度很低，约100ºC或稍高，不能调节蒸馏温度。使用甑来蒸馏提取植物精油时，蒸馏时间长，燃料消耗多，出油率低。

发明内容

本发明的目的，是发明一种节能显著、出油率高、精油质量好、蒸馏温度可调节的植物精油蒸馏锅及其蒸馏工艺。

本发明的一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅，包括由金属制成的锅体、锅盖、螺丝弓形码、蒸馏汽导气管、冷却器、油水分离器、回流水箱、回流水泵；所述的锅体为筒形，底部有放料网格，顶部有法兰与锅盖配合，用多个螺丝弓形码压紧，锅盖的锅盖顶有法兰与蒸馏汽导气管用螺丝连接；油水分离器置于冷却器下部的油水混合液出口下面；回流水箱及回流水泵设在油水分离器下面；其特征在于它还包括温度调节装置，所述的温度调节装置由调节管、安全阀、温度表、隔离板、旁流管、旁流控制阀、前端法兰和后端法兰构成；其中，安全阀和温度表依次装在调节管的前部，隔离板装在温度表后调节管内，并将调节管从径向隔断，在隔离板中间设有气流孔；两个旁流管分别设在隔离板两边的调节管侧面，旁流控制阀设在两个旁流管之间，调节管的前端通过前端法兰与蒸馏汽导气管连接，调节管末端通过后端法兰与冷却器的入气口连接。

本发明的一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅，其特征在于所述温度调节装置的调节管的长度为600毫米—1200毫米，调节管的管内径截面积与锅体的装料容积成正比，每立方米容积配合用的调节管的内径截面积为50cm²—60 cm²；隔离板中间的气流孔的内径截面积等于调节管内径截面积的1/4—1/5之间，旁流管的内径截面积等于调节管内径截面积的3/4—4/5，旁流管的内径截面积与隔离板的气流孔面积的总和不小于调节管的内径截面积。

当本发明是使用锅炉输送来的蒸汽蒸馏时，在锅体内下部设置蒸汽喷管蒸馏，不需要砌灶。

本发明的一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅的蒸馏工艺，其特征在于其蒸馏工艺步骤如下：

a、设备安装及放料：将锅体置于炉灶内，在锅体内放入植物原料，放水浸到料层底部，盖上锅盖，用多个螺丝弓形码紧压，再将导气管、温度调节装置、冷却器、油水分离器、回流水箱、回流水泵依次安装好即可进行蒸馏；

b、加热蒸馏：在炉灶的炉膛烧火，加热锅体进行蒸馏，或使用锅炉输送来的蒸汽，在锅体内下部设置蒸汽喷管加热锅体进行蒸馏；

c、调节蒸馏温度：蒸馏开始后，观察温度调节装置的温度表，当观察到温度上升时，即关闭旁流控制阀，使蒸汽流仅从隔离板的气流孔通过，蒸汽流流量被压缩到最小以加快温度上升的速度；用旁流控制阀控制旁流汽流量来控制蒸馏温度高低，阀门打开越大，旁路汽流量越大，蒸馏温度就越低；反之，蒸馏温度就越高；当温度上升到需要的共沸蒸馏温度时，即启动旁流控制阀进行流量调节，控制温度保持在需要的共沸蒸馏温度数值上不再升降，直到蒸馏结束；

d、蒸馏过程：在蒸馏过程中，蒸馏汽不断进入冷却器后被冷却成油水混合液，再从冷却器底部出口再流入油水分离器；油水分离器分离出精油和蒸馏水，分离出的精油即成品，油水分离器分流出的蒸馏水流入回流水箱，回流水箱及回流水泵的作用是向蒸馏锅的锅体补充水，将油水分离器流出来的蒸馏水重新泵入锅体内；蒸馏时，安全阀是用于预防旁流控制阀及隔离板的气流孔被堵塞时，锅内压力过大而自动排汽泄压，以确保安全。

本发明的一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅及其蒸馏工艺，由于增设了温度调节装置，使蒸馏温度可调，适应了各种精油的蒸馏温度需要。具有设备安装容易、蒸馏工艺先进、节能效果显著、蒸馏时间短、出油率高、精油质量好、蒸馏温度可调节的优点。本发明可缩短蒸馏时间30%-70%，提高出油率20%-80%。

附图说明

图1是本发明节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅整体装配示意图；图中1是锅体，2是螺丝弓形码，3是锅盖，4是蒸馏汽导气管，5是温度调节装置，6是冷却器，7是油水分离器，8是回流水箱，9是回流水泵，10是炉灶；

图2是图1的温度调节装置的正面视图；图3是图1的温度调节装置的俯视图；图中11是调节管，12是安全阀，13是温度表，14是隔离板，15是气流孔，16是旁流管、17旁流控制阀，18是前端法兰，19是后端法兰。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅及其蒸馏工艺作进一步说明：

参见附图，本发明一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅，包括由金属制成的锅体1、锅盖3、螺丝弓形码2、蒸馏汽导气管4、温度调节装置5、冷却器6、油水分离器7、回流水箱8、回流水泵9；所述的锅体1为筒形，底部有放料网格，顶部有法兰与锅盖3配合，用多个螺丝弓形码2压紧，锅盖3的锅盖顶有法兰与管蒸馏汽导气管4用螺丝连接；油水分离器7置于冷却器6下部的油水混合液出口下面；回流水箱8及回流水泵9设在油水分离器6下面；所述的温度调节装置5由调节管11、安全阀12、温度表13、隔离板14、两个旁流管16、旁流控制阀17、前端法兰18和后端法兰19构成；其中，安全阀12和温度表13依次装在调节管11的前部，隔离板14装在温度表13后调节管11内，并将调节管11从径向隔断，在隔离板14中间设有气流孔15；两个旁流管16分别设在隔离板14两边的调节管11侧面，旁流控制阀17设在两个旁流管16之间，调节管11的前端通过前端法兰18与蒸馏汽导气管4连接，调节管11末端通过后端法兰19与冷却器6的入气口连接。

以下举例说明各种植物精油的设备要求和蒸馏工艺步骤：

实施例1：蒸馏薄荷油

（1）设备选用及设备数据：锅体1的容积为1.5m³，锅体1与锅盖3装配后试水压6kg以上，温度调节装置5的调节管11是选用无缝管，长度为1000毫米，内直径为97毫米，内径截面积为75cm²，隔离板14的厚度5毫米，其中间气孔15的直径为40毫米，旁流控制阀17选用内径为89毫米的闸阀，温度表13选用150ºC规格，安全阀12开启压力为4kg/cm²，冷却器6选用面积为10m²的铝制蛇管冷却器，油水分离器7的容积及回流水箱8容积均选用150升，回流水泵9流量每小时5m³，输送压力4kg以上；

（2）设备安装及放料：用砌炉灶10加热蒸馏，预先在锅体1下部砌好炉灶10，再按附图1要求安装设备，在锅体1内放入薄荷干枝叶夯实后加上锅盖3， 用24个螺丝弓形码2上紧后，依次安装蒸馏汽导气管4，温度调节装置5，冷却器6，油水分离器7，回流水箱8，回流水泵9等；

（3）加热蒸馏：放水浸到物料高度1/5左右，在炉灶10的炉膛烧火，对锅体1进行加热蒸馏；

（4）调节蒸馏温度：当温度调节管5的温度表13指示温度上升时，即关闭旁流控制阀17，当温度上升到共沸蒸馏温度120ºC时，即打开旁流控制阀17控制蒸馏汽流量，使温度保持在120ºC直到蒸馏结束；

（5）蒸馏过程：在蒸馏过程中，蒸馏汽不断进入冷却器6后被冷却成油水混合液，再从冷却器6底部出口再流入油水分离器7，冷却器6内的油水混合液要保持在40ºC以下温度；油水分离器7分离出精油和蒸馏水，分离出的精油即成品，油水分离器7分流出的蒸馏水流入回流水箱8，回流水箱8及回流水泵9的作用是向蒸馏锅的锅体1补充水，在蒸馏时观察回流水箱8的水量达到水箱1/4容积时，就应启动泵9将油水分离器流出来的蒸馏水重新泵入锅体1内，蒸馏时，安全阀12是用于预防旁流控制阀17及隔离板14的气流孔15被堵塞时，锅内压力过大而自动排汽泄压，以确保安全。

本发明与普通常用的薄荷油蒸馏甑相比，蒸馏时间从3小时缩短到1.5小时，出油率从1.5%增加到2.5%，节省一半燃料，用上一锅蒸过油的枝叶晒干作下一锅的燃料就足够，由此使薄荷油生产进入绿色循环。

实施例2：蒸馏香茅油

蒸馏香茅油是按实施例1选用的设备和设备数据要求，设备安装和蒸馏操作也与实施例1相同，原料为半干香茅草，以共沸蒸馏温度为128ºC进行蒸馏。

本发明与容量相同的常用的香茅油蒸馏甑相比，出油率从2%增加到3%，蒸馏时间从4小时缩短到2小时，节能和增产效果显著，用上锅蒸过油的香茅草作下一锅的燃料足够有余，使香茅油生产进入绿色循环。

实施例3：用锅炉蒸汽蒸馏檀香油

本实施例选用的设备和设备数据为：锅体1容积为2m³，在锅体1下部下设蒸汽喷管，配用0.2T蒸发量锅炉来输汽蒸馏；锅体1内用吊装料蓝分层装料，选用的温度调节装置5的调节管11的长度为1200毫米，内直径为125毫米，内径截面积为110cm²；隔离板14的厚度为5毫米，气流孔的内直径为56毫米，旁流控制阀17口径为100毫米，温度表13使用150ºC温度表，安全阀12开启泄压压力4kg/cm²；螺丝弓形码2为28个；回流水箱8与油水分离器7容积为200升，回流水泵9同例1；蒸馏原料为澳洲檀香木碎末；在蒸馏前期3小时内，用温度105ºC蒸馏，以后用共沸温度136ºC蒸馏直到结束；此阶段蒸馏中不需要向锅内补水，无需回流水箱8及回流水泵9。

本发明与容量相同的、目前在印度及东南亚地区大量使用的檀香油甑相比，蒸馏时间从100多小时缩短到25小时，出油率从2%增到4.5%，节能达75%，经济效益显著。

Claims (3)

1.一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅，包括由金属制成的锅体（1）、锅盖（3）、螺丝弓形码（2）、蒸馏汽导气管（4）、冷却器（6）、油水分离器（7）、回流水箱（8）、回流水泵（9）；所述的锅体（1）为筒形，底部有放料网格，顶部有法兰与锅盖（3）配合，用多个螺丝弓形码（2）压紧，锅盖（3）的锅盖顶有法兰与蒸馏汽导气管（4）用螺丝连接；油水分离器（7）置于冷却器（6）下部的油水混合液出口下面；回流水箱（8）及回流水泵（9）设在油水分离器（6）下面；其特征在于它还包括温度调节装置（5），所述的温度调节装置（5）由调节管（11）、安全阀（12）、温度表（13）、隔离板（14）、两个旁流管（16）、旁流控制阀（17）、前端法兰（18）和后端法兰（19）构成；其中，安全阀（12）和温度表（13）依次装在调节管（11）的前部，隔离板（14）装在温度表（13）后调节管（11）内，并将调节管（11）从径向隔断，在隔离板（14）中间设有气流孔（15）；两个旁流管（16）分别设在隔离板（14）两边的调节管（11）侧面，旁流控制阀（17）设在两个旁流管（16）之间，调节管（11）的前端通过前端法兰（18）与蒸馏汽导气管（4）连接，调节管（11）末端通过后端法兰（19）与冷却器（6）的入气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅，其特征在于所述温度调节装置（5）的调节管（11）的长度为600毫米—1200毫米，调节管（11）的内径截面积与锅体（1）的装料容积成正比，每立方米容积配合用的调节管（11）的内径截面积为50cm²—60 cm²；隔离板（14）中间的气流孔（15）的内径截面积等于调节管（11）内径截面积的1/4—1/5，旁流管（16）的内径截面积等于调节管（11）内径截面积的3/4—4/5，两旁流管（16）的内径截面积与隔离板（14）的气流孔（15）的内径截面积的总和不小于调节管（11）的内径截面积。

3.一种权利要求1或2节能高效的可调温度的植物精油蒸馏锅的蒸馏工艺，其特征在于其蒸馏工艺步骤如下：

a、设备安装及放料：将锅体（1）置于炉灶（10）内，在锅体（1）内放入植物原料，放水浸到料层底部，盖上锅盖（3），用多个螺丝弓形码（2）紧压，再将蒸馏汽导气管（4）、温度调节装置（5）、冷却器（6）、油水分离器（7）、回流水箱（8）、回流水泵（9）依次安装好即可进行蒸馏；

b、加热蒸馏：在炉灶（10）的炉膛烧火，加热锅体（1）进行蒸馏，或使用锅炉输送来的蒸汽，在锅体（1）内下部设置蒸汽喷管加热锅体（1）进行蒸馏；

c、调节蒸馏温度：蒸馏开始后，观察温度调节装置（5）的温度表（13），当观察到温度上升时，即关闭旁流控制阀（17），使蒸汽流仅从隔离板（14）的气流孔（15）通过，蒸汽流流量被压缩到最小以加快温度上升的速度；用旁流控制阀（17）控制旁流汽流量来控制蒸馏温度高低，阀门打开越大，旁路汽流量越大，蒸馏温度就越低；反之，蒸馏温度就越高；当温度上升到需要的共沸蒸馏温度时，即启动旁流控制阀（17）进行流量调节，控制温度保持在需要的共沸蒸馏温度数值上不再升降，直到蒸馏结束；

d、蒸馏过程：在蒸馏过程中，蒸馏汽不断进入冷却器（6）后被冷却成油水混合液，再从冷却器（6）底部出口再流入油水分离器（7）；油水分离器（7）分离出精油和蒸馏水，分离出的精油即成品，油水分离器（7）分流出的蒸馏水流入回流水箱（8），回流水箱（8）及回流水泵（9）的作用是向蒸馏锅的锅体（1）补充水，将油水分离器流出来的蒸馏水重新泵入锅体（1）内；蒸馏时，安全阀（12）是用于预防旁流控制阀（17）及隔离板（14）的气流孔（15）被堵塞时，锅内压力过大而自动排汽泄压，以确保安全。