CN113897245A - 一种植物精油气液分离设备及分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于植物精油提取技术领域，具体的说是一种植物精油气液分离设备及分离方法；通过设置振动机构，实现部分管路的振动，在分离二氧化碳和植物精油的同时，促进植物精油在振动管内滑落，防止植物精油在设备内堆积，影响设备运行，同时设计刮板、毛刷和滑动槽进一步提高振动管内植物精油的排出能力；通过设置转动扇和重块，实现振动的同时对混合气体进行离心作用，提升分离效果；通过在进气管上设置折流箱，折流箱让混合气体运动方向多次改变，实现气液分离，提高分离效果，折流箱设计成可打开的，方便收集折流箱内的植物精油。
Description
技术领域
本发明属于植物精油提取技术领域，具体的说是一种植物精油气液分离设备及分离方法。
背景技术
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、树脂等以蒸馏、压榨方式提炼出来的。由于香熏精油挥发性高，且分子小，很容易被人体吸收，并能迅速渗透人体内器官，将多余的成分排出体外，整个过程只需要几分钟，而植物本身的香味，也直接刺激脑下垂体的分泌，酵素及荷尔蒙分泌等，平衡体内机能，起到美容护肤的作用；精油是芳香植物的高度浓缩提取物。
在现有技术中，在使用二氧化碳超临界萃取法萃取植物精油时，当二氧化碳从液态变为气态时，产生的二氧化碳气体会携带大量植物精油，需要通过气液分离装置将植物精油与二氧化碳分离，现有的分离设备当植物精油在管道内附着时，因为流动性差而不能及时被收集，在设备内堆积，长时间会导致植物精油变质，堵塞设备管路等情况，且现有设备分离手段单一，不能达到很好的分离效果造成植物精油随二氧化碳排出被浪费。
鉴于此，本发明通过提出了一种植物精油气液分离设备及分离方法，以解决上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决现有技术中，在使用二氧化碳超临界萃取法萃取植物精油时，当二氧化碳从液态变为气态时，产生的二氧化碳气体会携带大量植物精油，需要通过气液分离装置将植物精油与二氧化碳分离，现有的分离设备当植物精油在管道内附着时，因为流动性差而不能及时被收集，在设备内堆积，长时间会导致植物精油变质，堵塞设备管路等情况，且现有设备分离手段单一，不能达到很好的分离效果造成植物精油随二氧化碳排出被浪费的情况。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种植物精油气液分离方法，所述分离方法包括以下步骤：
S1：改变二氧化碳的温度和压强，使二氧化碳达到超临界状态，萃取植物精油，待萃取完成后，再次改变二氧化碳状态，使二氧化碳变成气态；
S2：将携带植物精油的二氧化碳通过气液分离装置，气体通过折流板进行初步分离，之后经过一号伸缩管进入振动箱，吹动振动箱内转动扇，转动扇对混合气体进行离心分离；
S3：在配重块的作用下转动扇振动并带动振动机构振动，气体进入振动管，吹动刮环上升，振动管振动对植物精油与二氧化碳进行分离，分离后的二氧化碳从排气管排出；
S4：工作结束后，刮环下落刮掉振动管内壁上的植物精油，植物精油滴落在振动箱内，流至收集瓶内，打开一号箱门，拆下收集瓶收集植物精油，打开二号箱门，收集折流箱内的植物精油。
一种植物精油气液分离设备，所述分离设备适用于上述的植物精油气液分离方法，包括箱体、进气管、排气管，所述箱体上设有一号箱门和一号把手，所述进气管位于箱体左侧壁靠近底部位置，所述排气管位于右侧壁靠近箱体顶部位置，其特征在于：所述植物精油气液分离设备包括振动机构；
振动机构，所述振动机构包括振动箱、弹性固定架、振动管、一号伸缩管和二号伸缩管，所述振动管与弹性固定架弹性连接并固定在箱体上，所述振动管下端与振动箱上端面连通，振动箱侧壁连接有输气管，所述输气管水平部分内设有一号伸缩管，所述振动管上端与排气管相连，所述排气管上设有二号伸缩管。
优选的，所述弹性固定架包括方通、伸缩杆和弹簧，所述方通与箱体固连，所述方通内表面转动连接有一组伸缩杆，所述伸缩杆与振动管转动连接，所述伸缩杆外表面套有弹簧，所述弹簧两端分别连接方通和振动管。
优选的，所述振动箱内设有转动扇，所述转动扇包括转轴和扇叶，所述转轴转动连接在连杆上，所述转轴上均匀设有一组扇叶，其中任意一个所述扇叶上设有配重块。
优选的，所述输气管与振动箱的连接口正对扇叶，所述振动管中轴线的延长线与输气管中轴线的延长线不相交，呈错位分布。
优选的，所述振动管上端向上延伸并超过排气管高度形成收纳管，所述振动管内壁设有竖直滑动槽，所述滑动槽上端部延伸至收纳管内，所述振动管内设有刮环，所述刮环外侧设有凸块，所述凸块上表面向上延伸，所述凸块与滑动槽相配合。
优选的，所述刮环内圈为实心，外圈侧壁均匀设有毛刷。
优选的，所述进气管上设有折流箱，所述折流箱内设有多个折流板，所述折流板交错设置，所述折流箱上设有二号箱门，所述二号箱门上设有二号把手，所述二号箱门与折流箱侧壁铰接。
优选的，所述一号伸缩管和二号伸缩管均为PVC材料。
优选的，所述振动箱下表面设有可拆卸的收集瓶，所述振动箱和收集瓶依靠收集口连通，所述振动箱底面为倾斜的锥面，所述收集口在锥面的最底端。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种植物精油气液分离设备及分离方法，通过设置振动机构，实现部分管路的振动，在分离二氧化碳和植物精油的同时，促进植物精油在振动管内滑落，防止植物精油在设备内堆积，影响设备运行，同时设计刮环、毛刷和滑动槽进一步提高振动管内植物精油的排出能力；通过设置转动扇和配重块，实现振动的同时对混合气体进行离心作用，提升分离效果。
2.本发明所述的一种植物精油气液分离设备及分离方法，通过在进气管上设置折流箱，折流箱让混合气体运动方向多次改变，实现气液分离，提高分离效果，折流箱设计成可打开的，方便收集折流箱内的植物精油。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明中气液分离方法的流程图；
图2是本发明中生产设备的立体图；
图3是本发明中生产设备的内部立体图；
图4是图3中A处的局部放大图；
图5是弹性固定架俯视图；
图6图5中B处的局部放大图；
图7是折流箱剖视图；
图8是刮环的立体图；
图中：箱体1、一号箱门11、一号把手12、进气管2、折流箱21、折流板22、二号箱门23、二号把手24、排气管3、振动机构4、振动箱41、转动扇411、转轴412、扇叶413、连杆414、配重块415、收集口416、收集瓶417、弹性固定架42、方通421、伸缩杆422、弹簧423、振动管43、收纳管431、滑动槽432、刮环433、凸块434、毛刷435、一号伸缩管44、二号伸缩管45、输气管5。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图8所示，本发明所述的一种植物精油气液分离方法，所述方法包括一下步骤：
S1：改变二氧化碳的温度和压强，使二氧化碳达到超临界状态，萃取植物精油，待萃取完成后，再次改变二氧化碳状态，使二氧化碳变成气态；
S2：将携带植物精油的二氧化碳通过气液分离装置，气体通过折流板22进行初步分离，之后经过一号伸缩管44进入振动箱41，吹动振动箱41内转动扇411，转动扇411对混合气体进行离心分离；
S3：在配重块415的作用下转动扇411振动并带动振动机构4振动，气体进入振动管43，吹动刮环433上升，振动管43振动对植物精油与二氧化碳进行分离，分离后的二氧化碳从排气管3排出；
S4：工作结束后，刮环433下落刮掉振动管43内壁上的植物精油，植物精油滴落在振动箱41内，流至收集瓶417内，打开一号箱门11，拆下收集瓶417收集植物精油，打开二号箱门23，收集折流箱21内的植物精油。
一种植物精油气液分离设备，所述植物精油气液分离设备适用于上述的植物精油气液分离方法，包括箱体1、进气管2、排气管3，所述箱体1上设有一号箱门11和一号把手12，所述进气管2位于箱体1左侧壁靠近底部位置，所述排气管3位于右侧壁靠近箱体1顶部位置，其特征在于：所述植物精油气液分离设备包括振动机构4；
振动机构4，所述振动机构4包括振动箱41、弹性固定架42、振动管43、一号伸缩管44和二号伸缩管45，所述振动管43与弹性固定架42弹性连接并固定在箱体1上，所述振动管43下端与振动箱41上端面连通，振动箱41侧壁连接有输气管5，所述输气管5水平部分内设有一号伸缩管44，所述振动管43上端与排气管3相连，所述排气管3上设有二号伸缩管45。
工作时，完成设备的安装，向进气管2内通入携带植物精油的二氧化碳，混合气体通过进气管2、输气管5、一号伸缩管44振动箱41进入振动管43，振动管43在振动箱41的带动下不断撞击振动管43内的混合气体，使二氧化碳携带的植物精油附着在振动管43内壁上，同时振动管43的振动可加速植物精油沿振动管43内壁流下，防止出现振动管43内壁完全被植物精油覆盖且植物精油不能及时下落，导致内壁光滑不利用后续的植物精油的附着，最终排出的二氧化碳依然携带大量植物精油，造成浪费；振动管43内的二氧化碳则在气体压力的作用下继续前进，通过二号伸缩管45，最终由排气管3排出箱体1，一号伸缩管44和二号伸缩管45使得整个振动机构4在振动时，将振动产生的动能储存为伸缩管的弹性势能，使振动不会传导至其他结构上，不会影响其他设备和管路正常工作，防止在长期的振动下，部分刚性连接的结构出现松动，最后造成分离效果不佳甚至设备损坏；同时振动管43通过弹性固定架42与箱体1连接，既保证了振动管43可以正常振动，也能对振动幅度和频率起到一定的限制作用，防止振动管43振动过于剧烈超过振动管43、一号伸缩管44和二号伸缩管45所能承受的极限而损坏，弹性固定架42对振动管43有一定的刚度支撑。
作为本发明的一种实施方式，所述弹性固定架42包括方通421、伸缩杆422和弹簧423，所述方通421与箱体1固连，所述方通421内表面转动连接有一组伸缩杆422，所述伸缩杆422与振动管43转动连接，所述伸缩杆422外表面套有弹簧423，所述弹簧423两端分别连接方通421和振动管43。
工作时，振动管43在振动箱41的带动下，不断振动，振动管43与方通421依靠伸缩杆422连接，且伸缩杆422与振动管43和方通421均为水平方向转动连接，伸缩杆422可提供竖直方向上的支持力，防止振动管43出现上下晃动，同时满足振动管43在水平方向振动，同时弹簧423套在伸缩杆422外，不影响振动管43正常振动，在振动管43振动过大时，可以起到减振限位的作用，防止设备出现损坏。
作为本发明的一种实施方式，所述振动箱41内设有转动扇411，所述转动扇411包括转轴412和扇叶413，所述转轴412转动连接在连杆414上，所述转轴412上均匀设有一组扇叶413，其中任意一个所述扇叶413上设有配重块415；
所述输气管5与振动箱41的连接口正对扇叶413，所述振动管43中轴线的延长线与输气管5中轴线的延长线不相交，呈错位分布。
工作时，带有植物精油的二氧化碳气体从输气管5吹入振动箱41，输气管5与振动箱41的连接口正对扇叶413，混合气体带动扇叶413旋转，因为有一个扇叶413上设置了配配重块415，导致转动扇411重心不在转轴412上，在转动时，配重块415受到转动的离心力使整个转动扇411有偏移的趋势，转动扇411的重心位置不断发生改变，转轴412在扇叶413的带动下产生晃动，通过连杆414将振动传递到振动箱41上，振动机构4与其它结构为弹性连接，则振动箱41带动整个振动机构4振动，转动的扇叶413也会带动混合气体转动，混合气体受到离心力的作用，植物精油小液滴受到离心力与二氧化碳气体分离，增强分离效果，同时振动管43中轴线的延长线与输气管5中轴线的延长线不相交，呈错位分布，在混合气体运动时，混合气体在振动箱41内会运动较大的行程才能进入振动管43，防止混合气体未被扇叶413带动做离心运动就进入振动箱41，影响气液分离效果。
作为本发明的一种实施方式，所述振动管43上端向上延伸并超过排气管3高度形成收纳管431，所述振动管43内壁设有竖直滑动槽432，所述滑动槽432上端部延伸至收纳管431内，所述振动管43内设有刮环433，所述刮环433外侧设有凸块434，所述凸块434上表面向上延伸，所述凸块434与滑动槽432相配合；
所述刮环433内圈为实心，外圈侧壁均匀设有毛刷435。
工作时，设置在振动管43内的刮环433，在不工作时，刮环433因重力滑落在滑动槽432底部，当混合气体较少时，混合气体不足以吹动刮环433向上运动，混合气体穿过刮环433外侧的毛刷435，毛刷435起到过滤作用，将混合气体中的植物精油阻拦，并滴落在下方的振动箱41内，二氧化碳气体则继续向上运动，最终排出；当混合气较多时，混合气体吹动刮环433沿滑动槽432向上运动，刮环433运动到收纳管431内，停止运动，此时振动管43内的混合气体不再被刮环433阻拦，增大振动管43内气体的通过量，当工作结束时，刮环433因重力再次下落，下落过程中，刮环433外侧的毛刷435与振动管43内壁摩擦，清理振动管43内壁上的植物精油，内壁上的植物精油滑动掉落在振动箱41内；凸块434向上延伸，使凸块的上表面高度远高于刮环上表面高度，与滑动槽432配合防止刮环433被混合气体吹动发生翻转，保证刮环433工作的稳定性。
作为本发明的一种实施方式，所述进气管2上设有折流箱21，所述折流箱21内设有多个折流板22，所述折流板22交错设置，所述折流箱21上设有二号箱门23，所述二号箱门23上设有二号把手24，所述二号箱门23与折流箱21侧壁铰接。
工作时，从进气管2进入的混合气体会先进入折流箱21，折流箱21内设有多个折流板22，折流板22交错设置，使进入的混合气体在折流箱21内反复折流，使混合气体多次改变流动方向，由于植物精油小液滴相对于二氧化碳气体有较大的质量和惯性，气体可通过折流板22，而植物精油将聚集在折流板22上，最后滴落在折流箱21底部，待工作完成时，可打开二号箱门23，收集折流板22底部的植物精油，同时可打开的折流板22方便清理方便维修，有更高的使用寿命；添加了折流箱21进一步提高气液分离装置的分离效果，减小浪费。
作为本发明的一种实施方式，所述一号伸缩管44和二号伸缩管45均为PVC材料。
工作时，PVC材料融化温度在185℃-205℃之间，稳定性强，不会被高温气体破坏；PVC材料化学性质稳定，防腐性能好，且价格便宜；同时PVC材料制成的一号伸缩管44和二号伸缩管45，弹性效果好，不会被振动箱41产生的振动破坏。
作为本发明的一种实施方式，所述振动箱41下表面设有可拆卸的收集瓶417，所述振动箱41和收集瓶417依靠收集口416连通，所述振动箱41底面为倾斜的锥面，所述收集口416在锥面的最底端。
工作时，振动箱41下表面设置的收集口416安装可拆卸的收集瓶417，从振动管43内流下的植物精油滴落在振动箱41底面，振动箱41底面四周向收集口416倾斜，导致滴落在振动箱41底面的植物精油都向收集口416流动最终滴落在收集瓶417内，待工作结束，拆下收集瓶417完成植物精油的收集。
具体工作流程如下：
向进气管2内通入携带植物精油的二氧化碳，从进气管2进入的混合气体会先进入折流箱21，折流箱21内设有多个折流板22，折流板22交错设置，使进入的混合气体在折流箱21内反复折流，使混合气体多次改变流动方向，由于植物精油小液滴相对于二氧化碳气体有较大的质量和惯性，气体可通过折流板22，而植物精油将聚集在折流板22上，最后滴落在折流箱21底；之后混合气体通过输气管5和一号伸缩管44进入振动箱41，混合气体带动扇叶413旋转，因为有一个扇叶413上设置了配配重块415，导致转动扇411重心不在转轴412上，在转动时，转动扇411的重心位置不断发生改变，导致转动扇411产生振动，振动通过连杆414传递到整个振动箱41，从而带动整个振动机构4振动，转动的扇叶413也会带动混合气体转动，混合气体受到离心力的作用，植物精油小液滴受到离心力与二氧化碳气体分离；之后混合气体进入振动管43，混合气体吹动刮环433沿滑动槽432向上运动，刮环433运动到收纳管431内，混合气体进入排气管3排出箱体1；工作结束后，刮环433下落将振动管43内壁上的植物精油刮落在振动箱41内，被收集瓶417收集；打开一号箱门11，拆下收集瓶417，打开二号箱门23，收集折流板21内的植物精油。
上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图2为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明保护范围的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种植物精油气液分离方法，其特征在于：所述生产方法包括以下步骤：
S1：改变二氧化碳的温度和压强，使二氧化碳达到超临界状态，萃取植物精油，待萃取完成后，再次改变二氧化碳状态，使二氧化碳变成气态；
S2：将携带植物精油的二氧化碳通过气液分离装置，气体通过折流板(22)进行初步分离，之后经过一号伸缩管(44)进入振动箱(41)，吹动振动箱(41)内转动扇(411)，转动扇(411)对混合气体进行离心分离；
S3：在配重块(415)的作用下转动扇(411)振动并带动振动机构(4)振动，气体进入振动管(43)，吹动刮环(433)上升，振动管(43)振动对植物精油与二氧化碳进行分离，分离后的二氧化碳从排气管(3)排出；
S4：工作结束后，刮环(433)下落刮掉振动管(43)内壁上的植物精油，植物精油滴落在振动箱(41)内，流至收集瓶(417)内，打开一号箱门(11)，拆下收集瓶(417)收集植物精油，打开二号箱门(23)，收集折流箱(21)内的植物精油。
2.一种植物精油气液分离设备，包括箱体(1)、进气管(2)、排气管(3)，所述箱体(1)上设有一号箱门(11)和一号把手(12)，所述进气管(2)位于箱体(1)左侧壁靠近底部位置，所述排气管(3)位于右侧壁靠近箱体(1)顶部位置，其特征在于：所述植物精油气液分离设备包括振动机构(4)；
振动机构(4)，所述振动机构(4)包括振动箱(41)、弹性固定架(42)、振动管(43)、一号伸缩管(44)和二号伸缩管(45)，所述振动管(43)与弹性固定架(42)弹性连接并固定在箱体(1)上，所述振动管(43)下端与振动箱(41)上端面连通，振动箱(41)侧壁连接有输气管(5)，所述输气管(5)水平部分内设有一号伸缩管(44)，所述振动管(43)上端与排气管(3)相连，所述排气管(3)上设有二号伸缩管(45)。
3.根据权利要求2所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述弹性固定架(42)包括方通(421)、伸缩杆(422)和弹簧(423)，所述方通(421)与箱体(1)固连，所述方通(421)内表面转动连接有一组伸缩杆(422)，所述伸缩杆(422)与振动管(43)转动连接，所述伸缩杆(422)外表面套有弹簧(423)，所述弹簧(423)两端分别连接方通(421)和振动管(43)。
4.根据权利要求2所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述振动箱(41)内设有转动扇(411)，所述转动扇(411)包括转轴(412)和扇叶(413)，所述转轴(412)转动连接在连杆(414)上，所述转轴(412)上均匀设有一组扇叶(413)，其中任意一个所述扇叶(413)上设有配重块(415)。
5.根据权利要求4所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述输气管(5)与振动箱(41)的连接口正对扇叶(413)，所述振动管(43)中轴线的延长线与输气管(5)中轴线的延长线不相交，呈错位分布。
6.根据权利要求2所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述振动管(43)上端向上延伸并超过排气管(3)高度形成收纳管(431)，所述振动管(43)内壁设有竖直滑动槽(432)，所述滑动槽(432)上端部延伸至收纳管(431)内，所述振动管(43)内设有刮环(433)，所述刮环(433)外侧设有凸块(434)，所述凸块(434)上表面向上延伸，所述凸块(434)与滑动槽(432)相配合。
7.根据权利要求6所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述刮环(433)内圈为实心，外圈侧壁均匀设有毛刷(435)。
8.根据权利要求2所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述进气管(2)上设有折流箱(21)，所述折流箱(21)内设有多个折流板(22)，所述折流板(22)交错设置，所述折流箱(21)上设有二号箱门(23)，所述二号箱门(23)上设有二号把手(24)，所述二号箱门(23)与折流箱(21)侧壁铰接。
9.根据权利要求2所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述一号伸缩管(44)和二号伸缩管(45)均为PVC材料。
10.根据权利要求2所述的一种植物精油气液分离设备，其特征在于：所述振动箱(41)下表面设有可拆卸的收集瓶(417)，所述振动箱(41)和收集瓶(417)依靠收集口(416)连通，所述振动箱(41)底面为倾斜的锥面，所述收集口(416)在锥面的最底端。
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