CN107619673B - 山楂核熏蒸汽化提取系统及提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及山楂核熏蒸汽化提取系统及提取方法，其特征在于该系统包括燃气阀、燃气罐、打火器、燃烧管、熏蒸炉、螺旋上料机、导气管、冷凝器、冷凝管、引风机、收集室、水泵和水箱；所述燃气阀和打火器连接在燃气罐与燃烧管之间的管道上，燃气阀靠近燃气罐；所述熏蒸炉包括外壳及焊接于所述外壳内部的料桶，以及置于所述料桶内部的出气管；所述外壳、料桶以及出气管同心放置，外壳与料桶之间的空间为燃料燃烧空间，所述料桶与所述出气管之间的空间为盛放山楂核；所述外壳为具有双层侧壁的空心腔体结构，两层侧壁之间填充保温材料；所述料桶置于外壳的空心腔体中，料桶上部与外壳接触的位置密封。
Description
技术领域
本发明涉及植物热解技术领域，具体是一种山楂核熏蒸汽化提取系统及提取方法。
背景技术
山楂，作为一种可食用植物，是我国特有的药果兼用树种。山楂核是一味中药，现代科技证明，从山楂核中提取的山楂核精油，具有抗菌、杀菌、及消毒的功效，用山楂核精油制成的体外皮肤杀菌剂，可治疗湿疹、神经性皮炎、婴儿胎毒、疥子、干癣等皮肤病，具有良好的临床效果，对皮肤黏膜无刺激，并且无任何毒副作用。此外，它对大肠杆菌、金色葡萄球菌等九种细菌具有明显的抑制和杀灭作用。
目前提取山楂核精油的主要方法是干馏法，干馏法具有山楂核汁液产出率高、设备简单、易于操作、成本低廉等优点，但干馏法提取过程中，在加热山楂核时，会产生一氧化碳等气体污染空气，如申请号为00109230.8的中国专利公开了一种干馏山楂核以提取汁液的新方法及设备，其干馏过程中会直接排除一氧化碳等污染环境的气体，而且在炉体外部大范围内加热，不易控制而且热量损失量大。另外，山楂核干馏工艺分十个阶段控制温度，控制过程繁琐且保温温度高，较为浪费燃气。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明需要解决的技术问题是，提供一种山楂核熏蒸汽化提取系统及提取方法。该山楂核熏蒸汽化法提取系统采用的熏蒸炉具有回气口，能将干馏过程产生的CO等燃烧气体进行回收利用，显著降低能源消耗；该方法严格控制温升速率及保温时间，减少控温复杂性，具有精油产出率高、基本不产生有害气体、热量损失小、节约燃料等优点，适用工业的大规模推广使用。
本发明解决所述设备技术问题采用的技术方案是，提供一种山楂核熏蒸汽化提取系统，其特征在于该系统包括燃气阀、燃气罐、打火器、燃烧管、熏蒸炉、螺旋上料机、导气管、冷凝器、冷凝管、引风机、收集室、水泵和水箱；
所述燃气阀和打火器连接在燃气罐与燃烧管之间的管道上，燃气阀靠近燃气罐；
所述熏蒸炉包括外壳及焊接于所述外壳内部的料桶，以及置于所述料桶内部的出气管；所述外壳、料桶以及出气管同心放置，外壳与料桶之间的空间为燃料燃烧空间，所述料桶与所述出气管之间的空间为盛放山楂核；
所述外壳为具有双层侧壁的空心腔体结构，两层侧壁之间填充保温材料；所述料桶置于外壳的空心腔体中，料桶上部与外壳接触的位置密封，在料桶与外壳之间的燃料燃烧空间上部的外壳顶部设置若干出烟口；所述料桶底部设有耐火夹层，耐火夹层内装有耐火材料，料桶顶部中间有出气口，出气口旁边设计有进料口、压力表安装口和温度表安装口；所述出气管上部与出气口同心安装；所述出气管呈圆筒状，且底部敞开，出气管的侧壁上开有若干数量的通气孔；在外壳侧壁底部还设有燃料口、出料口和回气口，回气口与外壳与料桶之间的燃料燃烧空间相联通；出料口通过相应管道连接在耐火夹层的上表面，且出料口与料桶内腔相连通；
所述燃烧管穿过该燃料口正对料桶底部的耐火夹层的下表面；
所述螺旋上料机连接在料桶顶部的进料口上，出气管的上部通过导气管与冷凝器的入口连接；所述冷凝器的上部出水口连接水箱的进水口，冷凝器的下部进水口经水泵连接水箱的出水口；冷凝器的底部馏出口连接收集室的入口，收集室的出口通过引风机及相应管路与外壳上的回气口连接。
本发明解决所述方法技术问题采用的技术方案是，提供一种山楂核熏蒸汽化提取方法，该方法使用上述的山楂核熏蒸汽化提取系统，包括以下步骤：
1)洗净山楂核，去掉其中杂质，干燥；
2)将山楂核通过螺旋上料机加入料桶内，加至料桶容积的40-60％；
3)打开燃气阀，通过打火器点燃燃气，开始加热，打开引风机，使加热山楂核产生的可燃气体流回料桶与外壳之间的燃料燃烧空间内燃烧；然后以温升速度为35-45℃/min加热料桶温度至275-285℃，保温2.5-4小时，在温度达到170℃～180℃时，停止加热，热解反应继续进行，冷却至室温提取过程完成；
4)完成后，关闭燃气阀和引风机，收集室内得到干馏出的山楂核精油；
5)清出料桶内的山楂核残渣；在使用中出气管要定时清洗，每三炉清洗一次。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
1.本发明系统能够在完成山楂核气化后提取物收集的过程的同时，最大限度地降低气化过程中的能源消耗，该系统中的熏蒸炉采用出气管将气体导出然后进行冷却收集，同时设回气口将山楂核受热分解产生的CO回收进行再次燃烧利用。山楂核受热分解所产生的CO作为燃料再次利用，与不进行CO回收再利用的生产方式相比，可减少近50％的燃料消耗，从而显著降低生产成本。
2.本发明系统中火焰直接燃烧部位为耐火夹层，内置耐火材料，加热山楂核均匀，不仅能够提供山楂核熏蒸所需温度，同时有效避免了火焰损伤炉体(料桶)，延长料桶的使用寿命，采用燃烧管集中加热，使加热更方便简单；同时外壳两层侧壁之间填充保温材料，能减少与外界热量交换，减少热量损失，节约燃气，提高能源的利用率，降低成本。
3.本发明方法能够实现了对山楂核的加工利用，所制造的产品可有效杀菌，实现药用价值，且收率较高。
4.本发明方法加热山楂核产生的一氧化碳等气体流入炉内，不对环境造成污染，而且一氧化碳等气体的燃烧，能节约将近50％的燃气，三个多小时即能出一锅产品，相对现有技术中十个小时出一锅，生产效率显著增加，且更加经济。采用控制温升速度加热，并确定较低的保温温度，使山楂核出油更快、更经济。
附图说明
图1是本发明山楂核熏蒸汽化提取系统一种实施例的结构示意图。
图中，1.燃气阀，2.燃气罐，3.打火器，4.燃烧管，5.熏蒸炉，6.螺旋上料机，7.导气管，8.冷凝器，9.冷凝管，10.引风机，11.收集室，12.水泵，13.水箱；501燃料口、502.外壳，503.料桶，504.出气管，505进料口，506出烟口，507耐火夹层，508回气口。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本发明山楂核熏蒸汽化提取系统(简称系统或提取系统，参见图1)包括燃气阀1、燃气罐2、打火器3、燃烧管4、熏蒸炉5、螺旋上料机6、导气管7、冷凝器8、冷凝管9、引风机10、收集室11、水泵12和水箱13；
所述燃气阀1和打火器3连接在燃气罐2与燃烧管4之间的管道上，燃气阀1靠近燃气罐2，燃气采用天然气，燃烧无污染；
所述熏蒸炉5包括外壳502及焊接于所述外壳502内部的料桶503，以及置于所述料桶503内部的出气管504；所述外壳502、料桶503以及出气管504同心放置，外壳502与料桶503之间的空间为燃料燃烧空间，所述料桶503与所述出气管504之间的空间为盛放山楂核；
所述外壳为具有双层侧壁的空心腔体结构，两层侧壁之间填充保温材料；所述料桶503置于外壳502的空心腔体中，料桶上部与外壳接触的位置密封，在料桶与外壳之间的燃料燃烧空间上部的外壳顶部设置若干出烟口506；所述料桶底部设有耐火夹层507，耐火夹层内装有耐火材料，料桶顶部中间有出气口，出气口旁边设计有进料口505、压力表安装口和温度表安装口；所述出气管504上部与出气口同心安装；所述出气管呈圆筒状，且底部敞开，出气管的侧壁上开有若干数量的通气孔；在外壳侧壁底部还设有燃料口501、出料口(图中未标出)和回气口508，回气口与外壳502与料桶503之间的燃料燃烧空间相联通，用于回收料桶出气口的输出气经冷却分离提取液后剩余的气体，此部分气体多为山楂核受热分解产生的CO，可再次利用；出料口通过相应管道连接在耐火夹层507的上表面，且出料口与料桶内腔相连通，用于排出山楂核加热气化后剩余的残渣；
所述燃烧管4穿过该燃料口正对料桶底部的耐火夹层507的下表面，用于输送燃料来加热原料，由于耐火夹层507内有耐火土，所以即使在料桶底部集中加热，也可使山楂核受热较为均匀；
所述螺旋上料机6连接在料桶顶部的进料口505上，出气管504的上部通过导气管7与冷凝器的入口连接；所述冷凝器的上部出水口连接水箱13的进水口，冷凝器的下部进水口经水泵12连接水箱13的出水口；冷凝器8的底部馏出口连接收集室11的入口，收集室的出口通过引风机10及相应管路与外壳上的回气口508连接。
本发明系统的进一步特征在于所述出气管上部通气孔的直径大于下部通气孔的直径，且下部通气孔的直径不大于山楂核的直径。
本发明系统的进一步特征在于所述冷凝器中设有冷凝管9，冷凝管呈螺旋状。
本发明还保护一种山楂核熏蒸汽化提取方法，该方法使用上述的山楂核熏蒸汽化提取系统，包括以下步骤：
1)洗净山楂核，去掉其中杂质，干燥；
2)将山楂核通过螺旋上料机加入料桶内，加至料桶容积的40-60％；
3)打开燃气阀，通过打火器点燃燃气，开始加热，打开引风机，使加热山楂核产生的可燃气体流回料桶与外壳之间的腔体内燃烧，既不会使废气污染环境，又节约燃气；然后以温升速度为35-45℃/min加热料桶温度至275-285℃，保温2.5-4小时，在温度达到170℃～180℃时，停止加热，热解反应继续进行，冷却至室温提取过程完成，山楂核出油率可达38％左右，烟道壁灰分较少，焦油产生量少，继续保温山楂核精油产出慢,考虑燃气消耗与效率，保温2.5-4小时后停止最经济；若下一步需将干馏后的山楂核制成活性炭，需使炉内保温12小时，可将山楂核精油全部干馏出，山楂核可进一步制作活性炭。
4)完成后，关闭燃气阀和引风机，收集室内得到干馏出的山楂核精油。
5)清出料桶内的山楂核残渣；在使用中出气管要定时清洗，每三炉清洗一次，以保证出烟流畅。
实施例1
本实施例中料桶直径800mm,高1500mm,山楂核加至料桶容积的55％左右，每炉可处理山楂核约480kg,所述导气管7一端连接料桶中的出气管504，另一端连接冷凝管9，冷凝管9为直径较小的管，在冷凝器8中为螺旋状，在冷凝器8中螺旋十几圈，以便加速冷却，冷凝管9中的流体在冷凝器8中冷凝后，温度降低，山楂核精油液化后，流入收集室11，由于高温加热山楂核时，山楂核会因不完全燃烧产生大量的可燃气体，如一氧化碳等，因此，流体冷凝后，山楂核精油流入收集室11，加热山楂核产生的可燃气体由引风机10通过熏蒸炉5上的回气口508吹入外壳502与料桶503之间，作为燃料燃烧，外壳502采用岩棉来保温，不易损失热量，由于再次利用加热山楂核产生的可燃气体，不仅没有污染空气，而且流入炉体后继续燃烧，完全燃烧产生的二氧化碳等气体对环境没有污染，而且节约了燃气。
所述冷凝器8需使水泵12将水箱内的水由冷凝器8下部进水口泵入，由冷凝器8上部的出水口流入水箱13，这样可以保证冷凝器8内的水在正常情况下的水面到出水口的高度，在水向上流动，冷凝管9内的流体向下流动的过程中，使热量充分交换，使冷凝管9内的流体降温，有效冷凝冷凝管9内的流体，使冷凝管9内的山楂核精油液化，流入水箱13内的水逐渐降温，可循环用水以节约水的使用量。
本实施例山楂核熏蒸汽化提取方法，包括以下步骤：
1)洗净山楂核，去掉其中杂质，干燥；
2)将山楂核通过螺旋上料机6加入料桶503内，加至料桶容积的55％左右；
3)打开燃气阀1，通过打火器3点燃燃气，开始加热，打开引风机10，使加热山楂核产生的可燃气体流回炉内燃烧，即不会使废气污染环境，又节约燃气，然后以温升速度为40℃/min加热至280℃，加热保温时间为3小时，在温度达到175℃时，可以停止加热，热解反应继续进行，冷却至室温提取过程完成，山楂核出油率可达38％左右，烟道壁灰分较少，焦油产生量少，继续保温山楂核精油产出慢，考虑燃气消耗与效率，此时最为经济；若下一步需将干馏后的山楂核制成活性炭，需使炉内保温12小时，可将山楂核精油全部干馏出，山楂核可进一步制作活性炭。
4)完成后，关闭燃气阀1和引风机12，收集室13内得到干馏出的山楂核精油。
5)清出料桶503内山楂核残渣，在使用中出气管要定时清洗，每三炉清洗一次，以保证出烟流畅。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (1)
1.一种山楂核熏蒸汽化提取方法，其特征在于，所述提取方法包括以下步骤：
1)洗净山楂核，去掉其中杂质，自然晾干；
2)将山楂核通过螺旋上料机加入料桶内，加至料桶容积的40-60％；
3)打开燃气阀，通过打火器点燃燃气，开始加热，打开引风机，使加热山楂核产生的可燃气体流回料桶与外壳之间的燃料燃烧空间内燃烧；然后以温升速度为35-45℃/min加热料桶温度至275-285℃，保温2.5-4小时，在温度达到170℃～180℃时，停止加热，热解反应继续进行，冷却至室温提取过程完成，山楂核出油率可达38％；
4)完成后，关闭燃气阀和引风机，收集室内得到干馏出的山楂核精油；
5)清出料桶内的山楂核残渣；在使用中出气管要定时清洗，每三炉清洗一次；
所述提取方法使用的系统包括燃气阀、燃气罐、打火器、燃烧管、熏蒸炉、螺旋上料机、导气管、冷凝器、冷凝管、引风机、收集室、水泵和水箱；
所述燃气阀和打火器连接在燃气罐与燃烧管之间的管道上，燃气阀靠近燃气罐；
所述熏蒸炉包括外壳及焊接于所述外壳内部的料桶，以及置于所述料桶内部的出气管；所述外壳、料桶以及出气管同心放置，外壳与料桶之间的空间为燃料燃烧空间，所述料桶与所述出气管之间的空间为盛放山楂核；
所述外壳为具有双层侧壁的空心腔体结构，两层侧壁之间填充保温材料；所述料桶置于外壳的空心腔体中，料桶上部与外壳接触的位置密封，在料桶与外壳之间的燃料燃烧空间上部的外壳顶部设置若干出烟口；所述料桶底部设有耐火夹层，耐火夹层内装有耐火材料，料桶顶部中间有出气口，出气口旁边设计有进料口、压力表安装口和温度表安装口；所述出气管上部与出气口同心安装；所述出气管呈圆筒状，且底部敞开，出气管的侧壁上开有若干数量的通气孔；在外壳侧壁底部还设有燃料口、出料口和回气口，回气口与外壳与料桶之间的燃料燃烧空间相联通，用于回收料桶出气口的输出气经冷却分离提取液后剩余的气体，此部分气体多为山楂核受热分解产生的CO，可再次利用；出料口通过相应管道连接在耐火夹层的上表面，且出料口与料桶内腔相连通；
所述燃烧管穿过该燃料口正对料桶底部的耐火夹层的下表面；
所述螺旋上料机连接在料桶顶部的进料口上，出气管的上部通过导气管与冷凝器的入口连接；所述冷凝器的上部出水口连接水箱的进水口，冷凝器的下部进水口经水泵连接水箱的出水口；冷凝器的底部馏出口连接收集室的入口，收集室的出口通过引风机及相应管路与外壳上的回气口连接；
所述出气管上部通气孔的直径大于下部通气孔的直径，且下部通气孔的直径不大于山楂核的直径；燃气采用天然气；所述冷凝器中设有螺旋状冷凝管。
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