CN111808683A - 工业化精油和纯露微波制备装置及精油和纯露的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业化精油和纯露微波制备装置及精油和纯露提取方法。所述制备装置在其反应腔体的两端分别设有进料口和出料口，在进料口和出料口设有活动挡板；在进料口的上方设有原料投放装置；在反应腔体内设有贯通于该进料口和出料口的物料传送装置；在反应腔体的底部和周围设置有多个微波发射装置；在该出料口的下方设有出料斗；在该反应腔体顶部设有集气口，该集气口通过集气管道与冷凝装置连通；在冷凝装置的下端连接有精油纯露分离装置，在精油纯露分离装置的底端设有精油纯露排放阀；在反应腔体的底部设有废液排放口。本发明制备装置能同时制备精油和纯露，可以间歇或连续工作，适用于大规模工业化生产；无污染，操作简便，提取效率高。
Description
技术领域
本发明涉及精油和纯露制备装置，尤其涉及一种工业化精油和纯露微波制备装置及精油和纯露的提取和分离方法，属于精油和纯露的工业化制备领域。
背景技术
精油是植物产生的一种次生代谢产物，是从芳香植物或药用植物的根、茎、叶、花、果中提取的具有挥发性的油状液体，主要由脂肪族化合物、含硫化合物、萜烯类及衍化物等构成。研究表明，植物精油具有良好的杀菌活性、抗氧化性、抗增殖、杀虫、驱避等作用，在医药、食品、环境保护等领域有着广阔的应用和开发空间。在水蒸气提取精油的过程中同时产生大量的纯露，纯露是精油提取的副产物，一般是指在精油蒸馏萃取过程中，分离出来的一种饱和的蒸馏原液，含有少量精油成分和全部植物体内的水溶性物质。
目前关于植物精油提取的方法相当多，例如水蒸气蒸馏法、有机溶剂萃取法、分子蒸馏法、超临界萃取法、微波提取法等，其中水蒸气蒸馏法存在能耗高、耗时长等缺点；有机溶剂萃取法在溶剂残留和污染环境等缺点；而微波提取法快速、高效、无污染、安全节能。微波提取法是在微波场中，植物样品组织吸收大量的能量，其细胞内部由于水及其它物质的存在，会对微波能吸收较多，周围的非极性提取剂反而吸收得少，因此在细胞内部会产生热应力，然后提取物料的细胞因其内部产生的热应力而破裂，使得细胞内部目标物质直接接触相对较冷的提取剂，由此可加速目标物质从细胞内部向提取剂中转移，从而强化整个提取过程。
发明内容
本发明旨在提供一种工业化精油和纯露微波制备装置及应用该制备装置提取和分离精油和纯露的方法，能同时制备精油和纯露，可以间歇或连续工作，适用于大规模工业化生产，其无污染，操作简便，提取效率高。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种工业化精油和纯露微波制备装置，包括原料投放装置、物料传送装置、反应腔体、微波发射装置、冷凝装置、精油纯露分离装置和出料斗；其中，在该反应腔体的两端分别设有进料口和出料口；在该进料口的上方设有原料投放装置；在该反应腔体内设有贯通于该进料口和出料口的物料传送装置；在该反应腔体的底部和周围设置有多个微波发射装置；在该出料口的下方设有出料斗；在该反应腔体顶部设有集气口，该集气口通过集气管道与冷凝装置连通；在该冷凝装置的下端连接有精油纯露分离装置，在该精油纯露分离装置的底端设有精油纯露排放阀。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述的原料投放装置包括固体原料投料斗和液体投料斗，在该固体原料投料斗和液体投料斗的底端分别装有控制固体原料进量的进料控制阀和控制液体流量的液体控制阀。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述物料传送装置由三段传送带组成，该三段传送带分别为倾斜下降段、水平段和倾斜上升段，该传送带采用耐高温、耐磨、阻燃的尼龙聚酯制成；在该传送带的表面设有凹槽。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，所述的反应腔体内部设置有液位计和测温仪；液位计用于控制提取溶剂的进料量，当提取溶剂达到设定的液面时关闭液体控制阀。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，在该进料口和出料口设有活动挡板，该活动挡板装有挡板驱动装置。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，在所述的反应腔体设置透明的观察口用于直接观察反应情况。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，在所述的精油纯露分离装置底部与该集气管道之间连接溶剂回流管道；该溶剂回流管道与该集气管道相连一端的端口高于其与精油纯露分离装置相连一端的端口。
作为本发明的一种优选的具体实施方式，在该反应腔体的底部设有废液排放口。
本发明进一步提供了一种应用所述的工业化精油和纯露微波制备装置提取和分离精油和纯露的方法，包括以下步骤：
(a)将固体原料和提取溶剂水分别放入固体原料投料斗和液体投料斗内，通过固体进料控制阀和液体控制阀分别控制固体原料和提取溶剂水的进料数量和速度；将固体原料通过物料传送装置从反应腔体内缓慢经过，通过微波发射装置发射的微波使固体原料中的精油溢出与提取溶剂水形成混合溶液；
(b)混合溶液被微波发射装置(4)进一步加热蒸发成携带精油的水蒸汽经由集气口收集并通过集气管道进入冷凝装置冷却后进入精油纯露分离装置中静置分成两层，上层是精油层，下层是纯露层；
(c)下层的纯露不断通过溶剂回流管道回流至微波反应装置中；
(d)打开精油纯露排放阀取下层水状液体即为纯露，收集上层油状液体即为精油。
其中，上述整个制备流程可以连续或间歇进行；其中，当整个制备流程连续进行时，活动挡板不关闭。
作为一种优选的实施方式，反应结束后，提取精油后的固体废渣卡在传送装置的凹槽内被提升传送至出料斗，提取溶剂受重力作用依然留在反应腔体中；如果需要排出提取溶剂时，则通过设置在反应腔体底部的废液排放口将提取溶剂从反应腔体中排出。
相比现有的技术，本发明具有以下技术效果：
1、本发明能同时制备精油和纯露，可以间歇或连续工作，适用于大规模工业化生产；
2、本发明无污染，操作简便，提取效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请的整体结构示意图；
附图标记说明：1-固体原料投料斗、2-液体投料斗、3-反应腔体、31-入口，32-出口、33-集气口、4-物料传送装置、41-传送带的倾斜下降段、42-传送带的水平段、43-传送带的倾斜上升段、5-冷凝装置、6-精油纯露分离装置、7-出料斗、8-固体进料控制阀、9-液体控制阀、10-精油纯露排放阀、11-集气管道、12-溶剂回流管道、13-活动挡板、14-挡板驱动装置、15-废液排放口、16-物料、17-微波发射装置、18-液面。
具体实施方式
以下结合具体附图和实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些附图或实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明附图或实施例的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1，本发明的一种工业化精油和纯露微波制备装置，包括原料投放装置、物料传送装置4、反应腔体3、微波发射装置17、冷凝装置5、精油纯露分离装置6和出料斗7，在该反应腔体3的两端分别设有进料口31和出料口32，在该进料口31和出料口32设有活动挡板13，该活动挡板13装有挡板驱动装置14(可采用气缸或电动推杆等推拉活动挡板13)；在该进料口31的上方设有原料投放装置；在该反应腔体3内设有贯通于该进料口31和出料口32的物料传送装置4；在反应腔体3的底部以及反应腔体3不设置进料口31和出料口32的两侧均匀设置有5-30个微波发射装置17。微波发射装置17为常规技术设备(如LG品牌的3KW的2M285)。在该出料口32的下方设有出料斗7；在该反应腔体3顶部设有集气口33，该集气口33通过集气管道11与冷凝装置5连通；在该冷凝装置5的下端连接有精油纯露分离装置6，在该精油纯露分离装置6的底端设有精油纯露排放阀10；在该反应腔体3的底部设有废液排放口15。
所述的原料投放装置包括固体原料投料斗1和液体投料斗2，在该固体原料投料斗1和液体投料斗2的底端分别装有控制原料流量的进料控制阀8和液体控制阀9。
所述物料传送装置4由三段传送带组成，该三段传送带分别为倾斜下降段41、水平段42和倾斜上升段43，该传送带采用耐高温、耐磨、阻燃的尼龙聚酯制成(如生产商山东嘉信输送设备有限公司的产品)；在该传送带的表面设有凹槽，提取精油后的固体废渣卡在凹槽中被提升出出料口32送入出料斗7，而提取溶剂受重力作用依然留在该反应腔体3内，可避免下次提取时对提取溶剂重复加热造成的能源浪费。
所述的反应腔体3内部设置有液位计和测温仪(未图示)，分别用于检测内部液位和物料温度变化；液位计用于控制溶剂的进料量(达到设定的液面18时关闭液体控制阀17)。
在所述的反应腔体3设置透明的观察口用以直接观察反应情况。
在所述的精油纯露分离装置6底部与该集气管道11之间连接溶剂回流管道12,该溶剂回流管道12与该集气管道11相连一端的端口高于其与精油纯露分离装置6相连一端的端口。
上述装置的工作过程是(亦即本发明的制备方法)：包括以下步骤：
1、微波提取精油溶液：将固体原料和提取溶剂水分别放入固体原料投料斗1和液体投料斗2内(投料完成后关闭活动挡板13，防止在提取过程中蒸汽的泄露，以保证安全；如果是连续工作时，则活动挡板13不关闭)，通过进料控制阀8和液体控制阀9分别控制固体原料和提取溶剂的进料数量和速度；将固体原料通过物料传送装置4从反应腔体3内缓慢经过，在输送过程中，通过微波发射装置17发射的微波使固体原料中的精油溢出并与提取溶剂水形成混合溶液；提取精油的原料通常为花或叶子，浸泡水煮后均会下沉，废料在物料传送装置2表面凹槽的夹持下经出料口32输出进入出料斗7内。
2、精油溶液蒸发：反应腔体3内的精油和提取溶剂水形成的混合溶液被微波发射装置17进一步加热蒸发为混合蒸汽；混合蒸汽从集气口33经集气管道11输送到冷凝装置5，冷凝为含有精油和纯露的混合液体；冷凝后的混合液体进入精油纯露分离装置6。
3、精油纯露分离：混合液体在精油纯露分离装置6中静置分层，由于精油密度较轻位于上层，下层为纯露层；下层的纯露不断通过溶剂回流管道12回流至反应腔体3中，避免提取溶剂水的损失；打开精油纯露排放阀10取下层水状液体即为纯露，上层油状液体即为精油。
上述整个制备流程根据生产情况可以连续或间歇进行；其中，当整个制备流程连续进行时，活动挡板13不关闭。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：包括原料投放装置、物料传送装置(4)、反应腔体(3)、微波发射装置(17)、冷凝装置(5)、精油纯露分离装置(6)和出料斗(7)；其中，在该反应腔体(3)的两端分别设有进料口(31)和出料口(32)；在该进料口(31)的上方设有原料投放装置；在该反应腔体(3)内设有贯通于该进料口(31)和出料口(32)的物料传送装置(2)；在该反应腔体(3)的底部和周围设置有多个微波发射装置(17)；在该出料口(32)的下方设有出料斗(7)；在该反应腔体(3)顶部设有集气口(33)，该集气口(33)通过集气管道(11)与冷凝装置(5)连通；在该冷凝装置(5)的下端连接有精油纯露分离装置(6)，在该精油纯露分离装置(6)的底端设有精油纯露排放阀(10)。
2.根据权利要求1所述的工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：所述的原料投放装置包括固体原料投料斗(1)和液体投料斗(2)，在该固体原料投料斗(1)和液体投料斗(2)的底端分别装有控制固体原料进量的进料控制阀(8)和控制液体流量的液体控制阀(9)。
3.根据权利要求1所述的工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：所述物料传送装置(4)由三段传送带组成，该三段传送带分别为倾斜下降段(41)、水平段(42)和倾斜上升段(43)，该传送带采用耐高温、耐磨、阻燃的尼龙聚酯制成；在该传送带的表面设有凹槽。
4.根据权利要求1所述的工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：在该进料口(31)和出料口(32)设有活动挡板(13)，该活动挡板(13)装有挡板驱动装置(14)；在所述的反应腔体(3)内部设置有液位计和测温仪。
5.根据权利要求1所述的工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：在所述的反应腔体(3)设置透明的观察口。
6.根据权利要求1所述的工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：在所述的精油纯露分离装置(6)底部与该集气管道(11)之间连接溶剂回流管道(12)，该溶剂回流管道(12)与该集气管道(11)相连一端的端口高于其与精油纯露分离装置(6)相连一端的端口。
7.根据权利要求1所述的工业化精油和纯露微波制备装置，其特征在于：在该反应腔体(3)的底部设有废液排放口(15)。
8.一种应用权利要求1-7任何一项所述的工业化精油和纯露微波制备装置提取和分离精油和纯露的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)将固体原料和提取溶剂水分别放入固体原料投料斗(1)和液体投料斗(2)内，通过固体进料控制阀(8)和液体控制阀(9)分别控制固体原料和提取溶剂水的进料数量和速度；将固体原料通过物料传送装置(4)从反应腔体(3)内缓慢经过，通过微波发射装置(4)发射的微波使固体原料中的精油溢出并与提取溶剂水形成混合溶液；
(b)混合溶液被微波发射装置(4)进一步加热蒸发为携带精油的水蒸汽经由集气口(33)收集并通过集气管道(11)进入冷凝装置(5)冷却后进入精油纯露分离装置(6)中静置分成两层，上层是精油层，下层是纯露层；
(c)精油纯露分离装置(6)中下层的纯露不断通过溶剂回流管道(12)回流至反应腔体(3)中；
(d)打开精油纯露排放阀(10)取下层水状液体即为纯露，收集上层油状液体即为精油。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：整个制备流程连续或间歇进行；其中，当整个制备流程连续进行时，活动挡板(13)不关闭。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：反应结束后，提取精油后的固体废渣卡在传送装置(4)的凹槽内被提升传送至出料斗(7)，溶剂受重力作用依然留在反应腔体(3)中；需要排出提取溶剂时，通过设置在反应腔体(3)底部的废液排放口(15)将提取溶剂从反应腔体(3)中排出。
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