CN112574824A - 一种高效挥发油提取器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挥发油提取收集装置，具体涉及一种高效挥发油提取器，属于医药、化工仪器设备领域。主要由蒸汽发生器接口(1)、溢流管(2)、蒸汽输送管(3)、冷凝器接口(4)、冷凝液收集器(5)、油水分离器(7)和放液口(11)组成，所述油水分离器(7)的上端和下端分别设置有轻油收集管(8)和重油收集管(9)，冷凝液收集器(5)的下端设置有引流管(6)。本发明设计科学，结构精巧，操作方便，所述引流管(6)能够有效减轻挥发油提取过程中的轻油乳化现象，并可同时提取、分离中药材中的轻油和重油，提高了挥发油提取效率和得率，同时也提升了挥发油的品质。

Description

一种高效挥发油提取器
技术领域
本发明公开了一种高效挥发油提取器，适用于挥发油的提取分离，属于医药、化工仪器设备领域。
背景技术
挥发油是一类存在于植物的花、叶、茎、根或果实中的挥发性芳香物质，可通过水蒸气蒸馏法、挤压法、冷浸法或溶剂提取法提炼、萃取得到。含挥发油的中药有很多，尤其以菊科、伞形科、芸香科、唇形科和姜科等科见长。挥发油多由小分子组分构成，作用广泛,多具芳香开窍、化湿、引药上行等功能,可作用于局部或全身，尤其在心脑血管系统、中枢神经系统、呼吸系统、胃肠道系统及抗菌、抗病毒、抗炎、抗癌等方面表现出良好的药理活性。目前，挥发油在诸多方面都有应用，尤其在医药保健方面的应用越来越广泛。因此，如何将挥发油高效、高质量地提取出来成为一个重要的研究方向。
挥发油是中药发挥药效作用的重要活性成分之一，不断优化和升级挥发油提取器的结构，使挥发油提取效率更高、组分构成更完整，是实验室开展挥发油药学研究及药理药效研究的重要基础。水蒸气蒸馏法为常用的挥发油提取方法，它利用挥发油能够随水蒸气一起蒸出，冷却后又可以根据密度与极性不同进行分离的原理将挥发油从药材中提取出来。传统水蒸气蒸馏法提取挥发油时，含有水和挥发油的混合蒸汽冷凝成液体流下，直接滴落在油水分离器的液面上。油水分离器液面的最上层为漂浮的轻油，轻油油面经冷凝后下坠的油水混合液滴持续不断地砸落与冲击，造成严重的乳化现象，给后期的挥发油分离工作带来了困难，造成挥发油分离不彻底、挥发油得率低等问题，同时降低了挥发油的品质。
发明内容
针对现有挥发油提取器轻油油面经冷凝滴落的油水混合物液滴持续不断地砸落与混合，造成严重的乳化现象，并造成后续挥发油分离不彻底以及挥发油得率低等弊端，本发明要解决的技术问题是提供一种高效挥发油提取器。
发明人在现有挥发油提取器的基础上，对油水混合液冷凝下落通道和油水分离器进行针对性改进与升级，通过设置引流管将冷凝回流的油水混合液引流至油水分离器液面以下，进以减少油水混合物液滴对油水分离器上部漂浮轻油油面的砸落和冲击，从而保持轻油层的稳定，大幅减轻挥发油提取时的乳化现象。
本发明所解决的技术问题具体通过如下技术方案来实现：
一种高效挥发油提取器，主要由蒸汽发生器接口1、溢流管2、蒸汽输送管3、冷凝器接口4、冷凝液收集器5、油水分离器7和放液口11组成，其特别之处在于，所述油水分离器7的上端和下端分别设置有轻油收集管8和重油收集管9，冷凝液收集器5的下端设置有引流管6。
所述引流管6上端连接冷凝液收集器5，中段穿过轻油收集管8，下端伸入油水分离器7上端口以下2.5-4.5cm；优选地，引流管6下端深入油水分离器7上端口以下3.5cm。
本发明中，所述引流管6的形状为上大下小喇叭状、上大下小圆台状或圆柱状；优选地，所述引流管6上大下小喇叭状；所述上大下小喇叭状上内径为3.5cm，下内径为1.5cm。
所述轻油收集管8和重油收集管9的外壁均设置有液位计量刻度，所述计量刻度的测量精确度为0.1mL。
本发明中，所述重油收集管9下端设置有放液口10，放液口10上部设置有旋塞开关11。
本发明一种高效挥发油提取器在升级改造过程中，发明人注意到，挥发油提取器轻油油面经冷凝后下落的油水混合物液滴持续不断地砸落与混合，会造成严重的乳化现象，并导致后续挥发油分离不彻底以及挥发油得率低等问题。
针对上述挥发油提取时所存在的共性技术难题，发明人在常规挥发油提取器的基础上，对油水混合液冷凝下落通道和油水分离器进行升级改进，在冷凝液收集器5的下端设置有引流管6，通过引流管6将油水混合液引流至油水分离器7的液面以下，进而减少油水混合物液滴对漂浮轻油油面的砸落和冲击，从而保持了轻油层的稳定，大幅减轻挥发油提取时的乳化现象。
具体来说，挥发油提取作业时，将中药饮片和水按比例加入圆底烧瓶，开启加热套进行加热煎煮。随着圆底烧瓶内部温度和压力的逐渐升高，水会发生沸腾，沸水产生的足量蒸汽将中药饮片中的挥发油有效带出。携带有足量挥发油的油水混合蒸汽先由蒸汽发生器接口1进入蒸汽输送管3，然后由蒸汽输送管3进入冷凝液收集器5，此后油水混合蒸汽继续上升，经由泠凝器接口4进入冷凝器，经冷凝器冷凝变为油水混合液，油水混合液沿着挥发油收集器5往下流动，经引流管6引流至油水分离器7的轻油层液面之下，进而减少油水混合物液滴对漂浮轻油油面的砸落和冲击，从而保持了轻油层的稳定，并大幅减轻挥发油提取时的乳化现象。
通过引流管6进入油水分离器7的油水混合物会自动进行油与水的分层及重油与轻油的分离，轻油会不断上升，在轻油收集管8顶端聚集，重油会不断下沉，在重油收集管9底部聚集，从而实现油水分层和重油与轻油的分离。
本发明引流管6结构精巧，可将冷凝后的油水混合物引流至油水分离器液面以下，进而减少油水混合物液滴对漂浮轻油油面的砸落和冲击，从而保持了轻油层的稳定，大幅减轻挥发油提取时的乳化现象。发明人还对常规挥发油提取器的油水分离器进行了改进，形成油水分离器7，使其容腔增大，更加利于轻油的聚集和上升。此外，在油水分离器7的上端和下端分别设置有轻油收集管8和重油收集管9，使本发明高效挥发油提取器具有同时提取收集轻油和重油的功能。
本发明结构精巧，设计新颖，便捷高效，产生的技术效果显著，与现有挥发油提取器相比，本发明具有下列实质性特点和进步：
1.本发明通过增设引流管，将冷凝后的油水混合液直接引入到油水分离器内部的水层下方，减少了对轻油油面的直接冲击，保持轻油层的稳定，从而大大减轻了挥发油提取时的乳化现象。
2.本发明对油水分离器进行改进，增大其容腔体积，同时在油水分离器的上端和下端分别设置轻油收集管和重油收集管，兼具轻油收集和重油收集的双重功能，扩大了挥发油提取器的应用范围，提高了挥发油提取效率。同时，在轻、重油挥发油收集器上设置精细刻度，可使挥发油提取分离过程更加清晰、准确、可控。
3.本发明高效挥发油提取器提高了挥发油分离效率，同时提高了挥发油的得率和品质，适合多种挥发油提取，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
附图1为高效挥发油提取器结构示意图
附图中标记分述如下：1-蒸汽发生器接口、2-溢流管、3-蒸汽输送管、4-冷凝器接口、5-冷凝液收集器、6-引流管、7-油水分离器、8-轻油收集管、9-重油收集管、10-放液口、11-旋塞开关。
附图2为高效挥发油提取器结构示意图(引流管为上大下小喇叭状)
附图中标记分述如下：5-冷凝液收集器，6-引流管，7-油水分离器，8-轻油收集管。
附图3为高效挥发油提取器结构示意图(引流管为上大下小圆台状)
附图中标记分述如下：5-冷凝液收集器，6-引流管，7-油水分离器，8-轻油收集管。
附图4为高效挥发油提取器引流部分结构示意图(引流管为圆柱状)
附图中标记分述如下：5-冷凝液收集器，6-引流管，7-油水分离器，8-轻油收集管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚易懂，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当知悉，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，不限定本发明。
实施例1高效挥发油提取器结构及作业方式
如附图1所示，本发明一种高效挥发油提取器主要由蒸汽发生器接口1、溢流管2、蒸汽输送管3、冷凝器接口4、冷凝液收集器5、油水分离器7和放液口11组成。所述油水分离器7的上端和下端分别设置有轻油收集管8和重油收集管9，冷凝液收集器5的下端设置有引流管6。引流管6上端连接冷凝液收集器5，中段经过轻油收集管8，下端伸入油水分离器7上端口以下2-4.5cm。所述引流管6的形状为上大下小喇叭状、上大下小圆台状或圆柱状。
挥发油提取作业时，将中药饮片和水按比例加入圆底烧瓶，开启加热套进行加热煎煮。随着圆底烧瓶内部温度和压力的逐渐升高，纯化水会发生沸腾，沸水产生的足量蒸汽将中药饮片中的挥发油有效带出。携带有足量挥发油的油水混合蒸汽先由蒸汽发生器接口1进入蒸汽输送管3，然后由蒸汽输送管3进入冷凝液收集器5，此后油水混合蒸汽继续上升，经由泠凝器接口4进入冷凝器，经冷凝管冷凝为油水混合液，油水混合液沿着挥发油收集器5往下流动，经引流管6引流至油水分离器7的轻油层液面之下，进而减少油水混合物液滴对漂浮轻油油面的砸落和冲击，从而保持了轻油层的稳定，大幅减轻挥发油提取时的乳化现象。
通过引流管6进入油水分离器7的油水混合物会自动进行油与水的分层及重油与轻油的分离，轻油会不断上升，在轻油收集管8顶端聚集，重油会不断下沉，在重油收集管9底部聚集，从而实现油水分层和重油与轻油的分离。挥发油提取结束之后，打开旋塞开关11，根据分层，先通过放液口10放出重油，然后放出水分，最后收集轻油。
实施例2引流管造型、长度条件的优选
1.1实验设计
本发明一种挥发油提取器在设计引流管的过程中，以收集到的轻油的乳化程度为指标，改变其中一个因素水平，固定其他因素的水平，分析不同因素对使用引流管以减少轻油乳化程度的影响。以引流管伸到油水分离器上端口以下的长度、引流管内径大小、引流管形状为区别因素分别设计引流管，并考察不同条件下收集到的轻油的乳化程度。
考察轻油乳化程度时，将轻油收集到干净透明的试管中，放到自然光下进行现象观察：当轻油的颜色越偏向于正常挥发油的黄色、透明度越高、越澄清、气泡越少，说明轻油发生乳化的程度越小；反之，说明轻油发生乳化的程度越高。
1.2结果分析
1.2.1引流管伸到油水分离器上端口以下的长度对轻油乳化程度的影响
固定引流管形状为喇叭状，引流管内径大小为上3.5cm下1cm，选择引流管伸到油水分离器上端口下的长度分别为2cm、2.5cm、3.5cm、4.5cm和5cm，分别进行挥发油提取实验，观察各组收集到的轻油的乳化程度，结果见表1。
表1引流管伸到油水分离器上端口下的长度对轻油乳化程度的影响
Figure BDA0002837925880000051
如表1所示，当引流管伸到油水分离器上端口下的长度为2.5-4.5cm时，轻油的颜色为正常挥发油的黄色、溶液清亮透明、无浑浊、无气泡，轻油乳化程度极小。当引流管伸到油水分离器上端口下的长度大于4.5cm时，经引流管进入液面下的油水混合液会在引流管内提前分层，轻油留在引流管中不易流出，待后续油水混合液流入引流管才能将其冲出，轻油发生乳化现象的程度会增加。因此，根据实验结果，优选引流管伸到油水分离器上端口下的长度为2.5-4.5cm，最佳长度为3.5cm。
1.2.2引流管内径大小对轻油乳化程度的影响
固定引流管伸到油水分离器上端口下的长度为3.5cm，当引流管形状为圆柱状时，选择引流管内径大小分别为2、3、4cm；当引流管形状为上大下小圆台状时，选择引流管内径大小分别为上2cm下1cm、上3cm下2cm，上4cm下3cm；当引流管形状为上大下小喇叭状时，选择引流管内径大小分别为上3cm下1cm、上3.5cm下1.5cm、上4cm下2cm。按照不同形状引流管的不同内径大小进行挥发油提取实验，观察各组收集到的轻油的乳化程度，结果见表2、3、4。如表2所示，当引流管为圆柱状时，其内径大小优选为3cm，此时轻油乳化程度最小；同理，如表3所示，当引流管为上大下小圆台状时，其内径大小优选为上3cm下2cm；如表4所示，当引流管为上大下小喇叭状时，其内径大小优选为上3.5cm下1.5cm。
表2当引流管为圆柱状时引流管内径大小对轻油乳化程度的影响
Figure BDA0002837925880000052
Figure BDA0002837925880000061
表3当引流管为圆台状时引流管内径大小对轻油乳化程度的影响
Figure BDA0002837925880000062
表4当引流管为喇叭状时引流管内径大小对轻油乳化程度的影响
Figure BDA0002837925880000063
1.2.3引流管形状对轻油乳化程度的影响
固定引流管伸到油水分离器上端口下的长度为3.5cm，选择引流管形状分别为圆柱状、上大下小圆台状、上大下小喇叭状，分别按照其优选内径大小进行挥发油提取实验，即内径3cm的圆柱状、内径上3cm下2cm的圆台状、内径上3.5cm下1.5cm的喇叭状，观察各组收集到的轻油的乳化程度，结果见表5。如表5所示，当引流管为喇叭状时，轻油的乳化程度最小。
表5引流管形状对轻油乳化程度的影响
Figure BDA0002837925880000064
1.3结论
根据上述优选实验的结果可知，当引流管设计为：内径上3.5cm下1.5cm的喇叭状且管口伸到油水分离器上端口下2.5-4.5cm时，所得轻油的乳化程度最小，挥发油提取效果最好。
以上描述了本发明的基本原理和主要特征，以及本发明的优点。本领域的技术人员应该知晓，上述实施例不应视为对本发明的限制，基于本发明原理所做的任何改进和变化，都落入要求保护的本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种高效挥发油提取器，主要由蒸汽发生器接口(1)、溢流管(2)、蒸汽输送管(3)、冷凝器接口(4)、冷凝液收集器(5)、油水分离器(7)和放液口(11)组成，其特征在于，所述油水分离器(7)的上端和下端分别设置有轻油收集管(8)和重油收集管(9)，冷凝液收集器(5)的下端设置有引流管(6)。
2.如权利要求1所述的高效挥发油提取器，其特征在于，所述引流管(6)上端连接冷凝液收集器(5)，中段穿过轻油收集管(8)，下端伸入油水分离器(7)上端口以下2.5-4.5cm。
3.如权利要求2所述的高效挥发油提取器，其特征在于，所述引流管(6)下端深入油水分离器(7)上端口以下3.5cm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的高效挥发油提取器，其特征在于，所述引流管(6)的形状为上大下小喇叭状、上大下小圆台状或圆柱状。
5.如权利要求4所述的高效挥发油提取器，其特征在于，所述引流管(6)为上大下小喇叭状。
6.如权利要求5所述的高效挥发油提取器，其特征在于，所述上大下小喇叭状引流管(6)上内径为3.5cm，下内径为1.5cm。
7.如权利要求1-3中任一项所述的高效挥发油提取器，其特征在于，轻油收集管(8)和重油收集管(9)的外壁均设置有液位计量刻度，所述计量刻度的测量精确度为0.1mL。
8.如权利要求1-3中任一项所述的高效挥发油提取器，其特征在于，所述重油收集管(9)下端设置有放液口(10)，放液口(10)上部设置有旋塞开关(11)。
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