CN109609281A - 用于精油提取的回流型蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及精油提取装置技术领域，尤其涉及用于精油提取的回流型蒸馏装置，包括蒸馏锅体、冷凝管、油水分离器、定压机构和加热机构，蒸馏锅体内安装有样品盘支架，样品盘支架将蒸馏锅体内分为蒸汽层、溶剂层两层，样品盘支架上安装有用于盛放蒸馏原料的样品盘，蒸馏锅体的锅盖上设置有蒸汽出口，蒸汽出口插接有导流管，蒸馏锅体通过导流管与油水分离器连通，油水分离器的上端口与冷凝管的下端口连通，油水分离器的下端安装有阀门，定压机构包括与蒸馏锅体内部连通的引流管和定压管，引流管的出口端插入定压管内，定压管位于蒸馏锅体外。本发明通过定压装置用于调整稳定蒸馏过程中蒸馏锅体内部压力，避免蒸馏锅体内部压力过高，产生安全隐患。

Description

用于精油提取的回流型蒸馏装置

技术领域

本发明涉及精油提取装置技术领域，尤其涉及用于精油提取的回流型蒸馏装置。

背景技术

卷烟增香添加剂的应用极为广泛，在卷烟香味补偿方面起着重要作用。卷烟中添加的香精香料通常为植物精油，用于改善卷烟的口感和增加香气的丰富性。植物精油是萃取植物特有的芳香物质，取自于草本植物的花、叶、根、树皮、果实、种子等以蒸馏、压榨方式提炼出来的。水蒸汽蒸馏法是一种常用的植物精油提取方法，选择水作为提取溶剂，其作用机理是水-精油的共沸作用，利用水的蒸发带出精油，随后水和精油一起冷凝，油水分相后取掉水层，得到精油。由于该方法所使用的溶剂及作用介质水对人及环境无毒无害，所以水蒸汽蒸馏法是一种环境友好、健康安全的精油提取方法。

水蒸气蒸馏方法又主要有三种主要形式，即水中蒸馏、水上蒸馏和水汽蒸馏。水中蒸馏适宜于玫瑰、橙花等直接水蒸气蒸馏易黏着结块、阻碍水蒸气透入的品种，而对于薰衣草等含有酯类的品种，则易发生水解作用，不宜采用；水上蒸馏使原料与沸水隔离，从而可减少水解作用；水汽蒸馏与水上蒸馏方法基本相同，只是水蒸气来源和压力不同，此方法于锅内不加水，而将锅炉发生的水蒸气通入蒸馏锅内下部，穿过多孔板及其上面的原料而上升，因此，其水解作用小，但该法设备条件要求较高，需附设锅炉等水蒸气发生器，适用于大规模生产。

现有的水蒸气蒸馏法在不同程度上均存在蒸馏过程中易发生反应的问题，如不饱和脂肪酸、萜类等物质的氧化，酯的水解，美拉德反应等，从而生成新物质，导致精油风味及品质变化。虽然现有水上蒸馏可在一定程度上减少水解反应，但效果有限，且蒸馏过程中易发生被蒸馏物料堵塞蒸气通路的情况，造成内部压力升高，容易发生安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供用于精油提取的回流型蒸馏装置，通过定压装置用于调整稳定蒸馏过程中蒸馏锅体内部压力，避免蒸馏锅体内部压力过高，产生安全隐患。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

用于精油提取的回流型蒸馏装置，包括蒸馏锅体、冷凝管、油水分离器、定压机构，所述蒸馏锅体的底部安装有加热机构，所述蒸馏锅体内安装有样品盘支架，所述样品盘支架将蒸馏锅体内分为蒸汽层、溶剂层两层，所述样品盘支架上安装有用于盛放蒸馏原料的样品盘，所述样品盘为顶部敞开、底部安装筛网的圆筒，所述蒸馏锅体的锅盖上设置有连通蒸馏锅体内部的蒸汽出口，所述蒸汽出口密封且插接有导流管，所述蒸馏锅体通过导流管与油水分离器连通，所述油水分离器的上端口与冷凝管的下端口连通，所述油水分离器的下端安装有阀门，所述定压机构包括与蒸馏锅体内部连通的引流管和定压管，所述引流管的出口端插入定压管内，所述定压管位于蒸馏锅体外。

进一步，所述定压管顶部敞开且装有溶液，所述引流管的出口端位于溶液液面的下方。

蒸馏过程中，随着水蒸汽的增加，蒸馏锅体内的压力会逐渐变大，引流管和定压管的设置能够对蒸馏锅体起到过压保护作用，以平衡蒸馏锅体内部压力，避免事故发生。

进一步，所述定压管上端开设有溢流口。

进一步，所述引流管的进口端连接有接液器，所述接液器位于样品盘正下方，并将样品盘下端全覆盖。

蒸馏过程中，水蒸汽上行至样品盘，样品盘中的物料不可避免的会滴出水滴，该水滴中含有物料中的部分成份，例如糖、氨基酸等，这些成份进入溶剂层的水中，长期加热会发生反应，产生新的物质，影响精油品质，接液器的设置可以接收样品盘滴落的水滴，并通过引流管将水滴导出蒸馏锅体外，避免其在蒸馏锅体内长期加热发生反应，能够有效的提高精油品质。

进一步，所述油水分离器于阀门的上方连接有与导流管连通的回流管。采用水上蒸馏和回流结合的方式可以有效提高精油得率。

进一步，所述蒸馏锅体内还安装有防淋机构，所述防淋机构包括相互连通的锥形漏斗和导液管，所述锥形漏斗位于蒸汽出口正下方，所述导液管的出口端位于溶剂层内。

回流管中的回流液从蒸汽出口流入蒸馏锅体内，可能会滴落在样品盘中的物料上，而样品盘下方又设置有接液器，一是会造成回流液流经样品盘被接液器收集导出蒸馏锅体外，不能达到充分循环利用的目的；二是回流液可能会降低物料的温度，影响提取效率。而防淋机构的设置，能够防止回流液滴落在样品盘上，还能将回流液导入溶剂中加热，循环利用。

进一步，所述蒸馏锅体的锅盖上安装有不锈钢支架，所述不锈钢支架包括支撑杆和安装架，所述锥形漏斗安装在安装架上。

进一步，所述安装架包括大圆环和小圆环，所述大圆环和小圆环之间连接有连接杆，所述小圆环套设在锥形漏斗上。

进一步，所述蒸汽出口位于样品盘正上方。

进一步，所述蒸馏锅体上端开设有换料口，所述换料口位于样品盘支架上方，所述换料口上铰接有封闭门。

本发明的蒸馏装置的蒸汽出口位于样品盘正上方，未与蒸馏原料接触，避免原料堵塞蒸汽通路的现象发生；本发明的蒸馏装置通过定压机构对整个蒸馏装置起到过压保护的作用，平衡蒸馏锅体内部压力，避免蒸馏锅体内部压力过高造成安全事故的发生；本发明的蒸馏装置在引流管上安装接液器，用于接收样品盘滴落的水滴，并通过引流管将水滴引出蒸馏锅体外，在一定程度上减少了蒸馏过程中发生的反应，有效提高精油品质；本发明的蒸馏装置还设置了用于将回流液直接导入溶剂中的防淋机构，避免回流液流经样品盘降低样品盘中的温度，能够有效提高精油提取效率。

附图说明

图1是实施例1描述的用于精油提取的回流型蒸馏装置的结构示意图；

图2是图1中的安装架的结构示意图；

图3是实施例2描述的用于精油提取的回流型蒸馏装置的结构示意图；

图4是实施例3描述的用于精油提取的回流型蒸馏装置的结构示意图；

其中，蒸馏锅体1、冷凝管2、油水分离器3、加热机构4、样品盘支架5、引流管61、定压管62、接液器63、安装圆环7、样品盘8、锥形漏斗91、导液管92、卡环10、蒸汽出口11、导流管12、支撑杆13、安装架14、大圆环141、小圆环142、阀门15、回流管16、连接杆17、冷凝水入口181、冷凝水出口182、换料口19、密封门20、水位观察窗21、溢流口22、安装盘23、支撑圆杆24。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

实施例1

如图1所示，本实施例的回流型蒸馏装置，包括蒸馏锅体1、冷凝管2、油水分离器3和防淋机构，以及用于加热蒸馏锅体1的加热机构4，加热机构4可以是电磁炉、电陶炉或者油浴锅等常用的加热装置，用于加热蒸馏锅体1内部的水蒸发形成水蒸汽。蒸馏锅体1的内壁上一体成型有安装圆环7，安装圆环7上安装有样品盘支架5，样品盘支架5将蒸馏锅体1内分为蒸汽层、溶剂层两层，样品盘支架5上安装有用于盛放蒸馏原料的样品盘8，样品盘8为顶部敞开、底部安装筛网的圆筒，筛网能够防止蒸馏物料漏出，筛网的目数选择以能够使水蒸汽通过为准，优选范围为40～100目，样品盘8的圆周外壁上还一体成型有卡环 10，用于安装样品盘8。

样品盘支架5呈圆锥台结构，其顶部开设有圆孔，圆孔的直径略大于样品盘 8的直径，方便将样品盘8卡设在圆孔内，且基本无缝隙，并通过卡环10卡设在圆孔上，避免样品盘8掉落。样品盘支架5的下圆直径尺寸与蒸馏锅体1的内径尺寸相同，样品盘支架5可通过卡在安装圆环7上，也可以通过螺钉固定在安装圆环7上，迫使水蒸汽经过样品盘8。

蒸馏锅体1的锅盖上设置有连通蒸馏锅体1内部的蒸汽出口11，蒸汽出口 11位于样品盘8的正上方，以便携带有挥发精油的水蒸汽能够直接快速从蒸汽出口11流出，蒸汽出口11通过密封塞密封且插接有导流管12，蒸馏锅体1通过导流管12与油水分离器3连通，导流管12上套设有保温层，减少导流管12 内部与外界的热交换，油水分离器3的上端口与冷凝管2的下端口连通，冷凝管 2的上端口封闭，冷凝管2上靠近油水分离器3的冷凝水接口为冷凝水入口181，远离油水分离器3的冷凝水接口为冷凝水出口182。油水分离器3的下端安装有阀门15，油水分离器3的下部连接有与导流管12连通的回流管16，回流管16 用于将油水分离器3下部的水回流进入蒸馏锅体1内。

具体地，防淋机构包括相互连通的锥形漏斗91和导液管92，锥形漏斗91 位于蒸汽出口11正下方，且锥形漏斗91的最大直径尺寸远远大于蒸汽出口11 的直径尺寸，导液管92的出口端穿过样品盘支架5，并位于溶剂层内。为了安装防淋机构，在蒸汽层内安装有用于支撑安装防淋机构的不锈钢支架，不锈钢支架包括支撑杆13和安装架14，如图2所示，安装架14包括大圆环141和小圆环142，大圆环141和小圆环142之间连接有连接杆17，连接杆17可以设置两根、三根、四根或四根以上，以能够将大圆环141和小圆环142稳固连接为准，优选设置三根，小圆环142套设在锥形漏斗91上。支撑杆13的一端焊接在大圆环141上，另一端焊接在蒸馏锅体1的锅盖上，也可以焊接在样品盘支架5上。

蒸馏锅体1于样品盘支架5上方开设有换料口19，换料口19上铰接有密封门20。换料口19的设置方便蒸馏结束后，取出样品盘8，更换蒸馏物料。蒸馏过程中，密封门20将换料口19密封，避免挥发精油泄露。

蒸馏锅体1于样品盘支架5下方设置有水位观察窗21。水位观察窗21用于观察水位，以便在缺水时采取补水措施，保证蒸馏过程的持续进行。

另外，蒸馏锅体1于样品盘支架5下方安装有进水管，进水管上安装有阀门，以便随时向蒸馏锅体1内部补水，保证蒸馏持续稳定进行。

实施例2

如图3所示，本实施的回流型蒸馏装置包含实施例1的所有结构，并在实施例1的结构基础上，还设置有定压机构，定压机构包括与蒸馏锅体1内部连通的引流管61和定压管62，引流管61的出口端插入定压管62内，定压管62位于蒸馏锅体1外，定压管62顶部敞开且装有溶液，引流管61的出口端位于溶液液面的下方，以平衡蒸馏锅体1内部的压力，避免蒸馏过程中压力过大造成安全隐患，定压管62上端开设有溢流口22。引流管61的进口端连接有接液器63，接液器63位于样品盘8正下方，并将样品盘8下端全覆盖，接液器63的结构优先设计为漏斗，以方便接收的液体流动收集，溶剂层内安装有用于支撑接液器63 的支撑架，支撑架包括安装盘23和支撑圆杆24，安装盘23的结构和安装架14 的结构相同，支撑圆杆24的一端焊接在安装盘23上，另一端焊接在蒸馏锅体1 内底部。

实施例3

如图4所示，本实施例为现有的水上蒸馏提取装置，其未设置本发明的回流结构、定压机构和防淋机构。

采用实施例1、2、3的植物精油提取装置进行精油蒸馏提取实验，分别向各个提取装置的样品盘中加入100g薰衣草和100g烟末的混合物作为蒸馏原料，蒸馏2小时，蒸馏结束后计算各个装置的精油得率，如表1所示，并用GC-MS分析精油成份，计算乙酸芳樟酯的相对百分含量和糠醛的相对百分含量，如表1所示。乙酸芳樟酯的含量与酯的水解反应相关，糠醛含量与美拉德反应相关，用这两个物质的相对百分含量来表征蒸馏过程中发生反应的轻重程度，由此可以看出，本发明的提取装置可以有效减少蒸馏过程中所发生的反应，提高精油品质。

表1

表1的数据对比表明，实施例1和实施例2的蒸馏装置设置了回流结构后，精油得率显著提高，实施例1的蒸馏装置精油得率与实施例3相比，相对提高了 20.29％，实施例2的蒸馏装置精油得率与实施例3相比，相对提高了27.53％，说明回流结构的设计能够有效提高精油得率；实施例1和实施例2的数据对比，实施例2的乙酸芳樟酯相对百分含量较实施例1的相对变化了-4.83％，说明增加定压机构后，酯的水解反应也在一定程度上得以减少。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.用于精油提取的回流型蒸馏装置，包括蒸馏锅体、冷凝管和油水分离器，所述蒸馏锅体的底部安装有加热机构，其特征在于，还包括定压机构，所述蒸馏锅体内安装有样品盘支架，所述样品盘支架将蒸馏锅体内分为蒸汽层、溶剂层两层，所述样品盘支架上安装有用于盛放蒸馏原料的样品盘，所述样品盘为顶部敞开、底部安装筛网的圆筒，所述蒸馏锅体的锅盖上设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口插接有导流管，所述蒸馏锅体通过导流管与油水分离器连通，所述油水分离器的上端口与冷凝管的下端口连通，所述油水分离器的下端安装有阀门，所述定压机构包括与蒸馏锅体内部连通的引流管和定压管，所述引流管的出口端插入定压管内，所述定压管位于蒸馏锅体外。

2.根据权利要求1所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述定压管顶部敞开且装有溶液，所述引流管的出口端位于溶液液面的下方。

3.根据权利要求2所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述定压管上端开设有溢流口。

4.根据权利要求3所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述引流管的进口端连接有接液器，所述接液器位于样品盘正下方，并将样品盘下端完全覆盖。

5.根据权利要求1所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述油水分离器于阀门的上方连接有与导流管连通的回流管。

6.根据权利要求1-5任一所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述蒸馏锅体内还安装有防淋机构，所述防淋机构包括相互连通的锥形漏斗和导液管，所述锥形漏斗位于蒸汽出口正下方，所述导液管的出口端位于溶剂层内。

7.根据权利要求6所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述蒸馏锅体的锅盖上安装有不锈钢支架，所述不锈钢支架包括支撑杆和安装架，所述锥形漏斗安装在安装架上。

8.根据权利要求7所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述安装架包括大圆环和小圆环，所述大圆环和小圆环之间连接有连接杆，所述小圆环套设在锥形漏斗上。

9.根据权利要求8所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述蒸汽出口位于样品盘正上方。

10.根据权利要求9所述的用于精油提取的回流型蒸馏装置，其中，所述蒸馏锅体上端开设有换料口，所述换料口位于样品盘支架上方，所述换料口上铰接有封闭门。