CN115433633A - 一种挥发油提取收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明设计了一种挥发油提取收集装置，涉及天然产物提取分离领域。包括反应釜，冷凝罐，油水分离器，油相收集罐，真空泵，水相收集罐，尾气收集罐。所述反应釜设有夹层并配有搅拌器，调节夹层介质，控制提取温度，增加了提取效率，反应釜下端设有废渣出口，搅拌过后的废渣通过废渣出口排出反应釜外。反应釜右上方设有油汽出口，蒸发出的油汽通过管道进入到冷凝罐，通过调节冷凝器的温度可实现不同沸点挥发的分离和收集，在二级冷凝罐右端设有真空泵，用于抽真空，提供负压，挥发油可在低于其沸点时即挥发出来，提取效率更高。真空泵后面设有尾气回收装置，环保。提取完成后，废渣干燥，有效成分破坏小，可实现综合利用，节约成本。

Description

一种挥发油提取收集装置

技术领域

本发明涉及一种挥发油提取收集装置，具体为天然产物挥发油同步提取和分段收集装置，属于天然产物提取分离领域。

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，是一种具有挥发性可随水蒸汽蒸馏出来的油状液体。其植物来源非常广泛，已知我国有56科136属植物中都含有挥发油。挥发油一般由小分子成分构成， 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。挥发油提取装置是生物、医药、香料、化妆品等领域常用的一种提取设备，其生产效率会影响到生产的成本和经济利益。现代挥发油提取方法有水蒸气蒸馏法、溶剂法、微波法、超临界萃取法等。专利（李杨，孙禹凡等，一种超声波预处理溶剂法提取大豆油脂的方法，CN110564494A）采用的是溶剂法，该法主要解决的是安全性低和污染严重等技术问题；专利（易湘建等，一种基于超临界流体工艺的茶树精油萃取法，CN111876258A）利用超临界流体萃取法，极大程度保留了茶叶的原香,处理量大。但是，溶剂法得到的产物，杂质较多，需要进一步提纯，提取和分离均需要使用大量的有机溶剂，对环境污染严重；超临界萃取法对设备要求高，生产成本也高，每次只能提取少量的天然产物。这些问题给天然产物挥发油工业化带来一定的难度和限制。

水蒸气蒸馏法是提取天然产物挥发油最常用的方法，该方法利用大量水蒸气将挥发油带出提取罐，根据油水互溶性和密度差异，经冷凝，得到分层油水混合物，再经分液得到挥发油。专利（何节玉等，一种提取天然产物挥发油的水蒸气蒸馏装置，CN113308307A）采用的是水蒸气蒸馏法，主要解决了现有设备因分开独立设置的缺陷,减小了设备热损；该方法工艺简单，所得精油纯度高，但该方法也存在一些明显的缺陷，如能耗高；纯露部分和提取后的废水量大，污染环境；提取后的天然产物废渣难以综合利用，资源浪费严重。因此，需要设计一种高效、环保、低成本的挥发油提取收集装置。

本发明设计了一种挥发油提取收集装置，利用挥发油易挥发的特点，采用无溶剂、低温加热、负压回收方法提取收集天然产物挥发油。该方法环保、能耗低、不破坏挥发油成分、分段收集纯度高。设备简单，操作方便，提取挥发油后的尾渣容易收集，方便处理，实现综合利用；装置容易清洗，没有残留。

发明内容

本发明提供了一种挥发油提取收集装置，具体包括挥发油提取系统，真空系统和冷凝收集系统，提供如下技术方案：

1.一种挥发油提取收集装置，挥发油提取系统主要由反应釜，搅拌器组成，所述反应釜是双层结构，夹层可通蒸汽或热水等介质，介质从下方入夹层，上方出夹层，用来给天然产物加热；釜顶配搅拌器，搅拌原料；釜下端设有废渣出口，反应釜右上方设有油汽出口，提取时系统处于密闭状态。

2.一种挥发油提取收集装置，真空系统主要由真空泵及其管道构成，真空系统管道从反应釜油汽口开始，经一级冷凝罐、二级冷凝罐，到尾气回收，给整个提取装置提供负压，便于油汽流通回收。

3.一种挥发油提取收集装置，挥发油冷凝收集系统主要由两只冷凝罐和油水分离器组成，一级和二级冷凝罐可设置不同冷凝温度，实现分离提纯，真空系统开启后，油汽先进入一级冷凝罐，部分冷凝，冷凝液进入油水分离器，实现油水一级分离；未冷凝的油汽进入二级冷凝罐，再次冷凝，冷凝液进入油水分离器，实现油水二级分离；仍未冷凝的气体由真空系统抽至尾气回收装置，所述冷凝罐为螺旋管管式冷凝罐，油汽从罐的底部入，未冷凝油汽从罐的上部出，罐底连油水分离器；所述油水分离器通过管道一端与油相收集罐相连，另一端与水相收集罐相连；所述一级冷凝罐和二级冷凝罐构造相同。

进一步的所述反应釜的壳体为双层不锈钢材质。

进一步的所述冷凝罐均设有上下两个阀门。

进一步的所述一级冷凝罐和二级冷凝罐内冷凝器温度可调。

进一步的所述反应釜，冷凝罐均设有控制阀。

本发明专利的有益效果：

1.本发明专利通过夹层反应釜并配有搅拌器提取挥发油，原料与釜壁接触充分，受热均匀；根据挥发油沸点，调节夹层介质，控制提取温度，同时介质可循环使用，节约成本；适用范围更广；提取后废渣易于清理。

2.本发明通过外部接入真空泵，提供负压，挥发油可在低于其沸点时即挥发出来，有利于挥发油的提取，提取效率更高，且一般不会破坏挥发油的成分。

3.本发明配备两级冷凝罐，通过调节一级和二级冷凝器的温度可实现不同沸点挥发的分离和收集。

4.本发明专利配备了尾气回收装置，环保；装置可不间断运行，实现了挥发油的连续生产。

5.经本发明专利装置提取后，废渣干燥，有效成分破坏小，可实现综合利用，节约成本。

附图说明：

图1为本发明专利一种具体实施方式整体结构示意图；

附图标记为：1-反应釜；2-搅拌器；3-进水口；4-出水口；5-废渣出口；9-一级冷凝罐；12-油水分离器1；14-油相收集罐1；19-二级冷凝罐；22-油水分离器2；24-水相收集罐；26-油相收集罐2；29-真空泵；31-尾气收集罐；其它未标记均为阀门或管道

具体实施方式：

以下结合附图及附图标记对本发明专利的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书之后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

参见图1，1-反应釜；2-搅拌器；3-进水口；4-出水口；5-废渣出口；9-一级冷凝罐；12-油水分离器1；14-油相收集罐1；19-二级冷凝罐；22-油水分离器2；24-水相收集罐；26-油相收集罐2；29-真空泵；31-尾气收集罐；其它未标记均为阀门或管道

所述反应釜1为双层结构，夹层可通蒸汽或热水等介质，介质可从入口3进入，出口4排出，内层有搅拌器2，搅拌器2处设有进料口，待提取物料由进料口进入反应釜1之后开始搅拌，待反应完成后，打开废渣出口5，产生的废渣就被排出反应釜外。

所述反应釜1产生的油汽会通过阀门6由气体传输管道7传输到一级冷凝罐9，所述气体传输管道7上设有阀门8，用来控制油汽传输速度，所述一级冷凝罐9下端设有阀门10与油水分离器一12通过管道相连，所述管道设有阀门11，用来与外接大气压相同。所述油水分离器一12通过管道13与油相收集罐一14相连，所述油水分离器一12通过管道15与水相收集装置24相连。未冷凝的油汽从一级冷凝罐9出来通过管道17与二级冷凝罐19相连，所述管道17根据需求在不同位置上设有相应的阀门，通过阀门控制油汽在管道内的传输，例如图1中的阀门16和阀门18。

所述二级冷凝罐19与一级冷凝罐9的构造相同，下端也设有阀门20与油水分离器二22相连，管道上也设有阀门21。油汽从一级冷凝罐9传输出来以后还有其他组分没有被收集，则进入二级冷凝罐19，所有的水相都收集到水相收集罐24。所述二级冷凝罐19通过管道28与真空泵29相连，所述管道28设有阀门27。

当真空泵29运行时，由于二级冷凝罐19内的螺旋管的出口通过管道28与真空泵29相连，油水混合蒸汽会快速进入两个冷凝罐，在螺旋管内的进气口与出液口之间的管路上被冷凝，由于真空泵29的抽真空作用不足以克服重力作用，冷凝过程中产生的油水混合液体在重力的作用下会通过管道流入下端的油水分离器，不会滞留在螺旋管中堵塞管路，且二级冷凝罐19中的液体在重力作用下不会倒吸进入到真空泵29。当油水混合蒸汽经过两级冷凝罐之后，除了挥发油被收集之外，还有部分气体不能被收集，这时多余的气体则通过管道30进入到尾气收集装置31进行尾气回收，对环境不会造成伤害。

真空泵29通过管道对各个冷凝罐进行抽真空，使整个系统处于负压状态，从而降低提取溶剂的沸点，适合对挥发油的低温提取。且两个冷凝罐设置的温度不同，根据挥发油各组分的沸点不同，不同组分就被挥发出来，冷凝所得油水混合液体在重力作用下，流入油水分离器一12和油水分离器二22，此时关闭阀门10和20，打开阀门11和21，则油相则收集到油相收集罐中，水相则在重力作用下通过管道进入到水相收集装置24。

所述反应釜1为双层结构，中间的夹层可通入蒸汽或热水等介质，调节夹层介质，控制提取温度，且介质可循环使用。

所述真空泵29运行时，本发明专利处于负压状态，挥发油可在低于其沸点时挥发出来，且不会破坏挥发油的成分。若此时直接连接大气压进行收集精油，则需要关闭真空泵，提取会被打断，所以将精油转入油水分离器中，使该发明专利在提取挥发油的过程中，提取系统不会与大气压相连，提取系统内一直维持负压状态。

下面选取新鲜大蒜提取分离其中的挥发油：

取75 kg新鲜的大蒜清洗干净，然后放入研磨机里进行研磨得到待提取物料，转移到反应釜1。打开相应阀门，启动搅拌器2，然后打开各级阀门，往反应釜夹层里通入水蒸气，启动真空泵29，使真空压力表上的读数为0.05 MPa，提取的油水混合蒸汽经阀门6通过气体传输管道7，进入到一级冷凝罐9，调节冷凝器，控制冷凝温度，冷凝得到部分油水混合液体，经阀门10进入到油水分离器一12。

未冷凝的油水混合蒸汽通过阀门16经管道17进入到二级冷凝罐19，再次调节冷凝器，油汽经过螺旋管冷凝成液体，在重力的作用下进入到下端的油水分离器二22，此时关闭阀门10和20，同时打开阀门11和21，则油相进入到油相收集罐一12和油相收集罐二22，水相则由管道15和23进入到水相收集装置24。

油水混合蒸汽经过两级冷凝罐之后，除了挥发油被收集之外，还有部分气体不能被收集，这时多余的气体则通过管道30进入到尾气收集装置31。

待物料提取完成后，反应釜1产生的废渣通过废渣出口5排除反应釜外。

从物料进入反应釜1经过两级冷凝罐，然后从两个油相收集罐共收集到大蒜挥发油250 mL。

以上为本发明专利的一种使用方式，其描述较为详细和具体，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明专利的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种挥发油提取收集装置，其特征在于：包括反应釜（1），搅拌器（2）进水口（3），出水口（4），一级冷凝罐（9），油水分离器1（12），油相收集罐1（14），二级冷凝罐（19），油水分离器2（22），水相收集罐（24），油相收集罐2（26），真空泵（29），尾气收集罐（31），所述反应釜（1）是双层结构，夹层可通蒸汽或热水等介质，介质从进水口（3）入夹层，上方出水口（4）出夹层，用来给天然产物加热，釜顶配搅拌器（2），搅拌原料，釜下端设有废渣出口（5），反应釜右上方设有油汽出口，提取时系统处于密闭状态，所述一级冷凝罐（9）下端设有阀门（10）与油水分离器1（12）通过管道相连，所述管道设有阀门11，用来与外界大气压相通，所述二级冷凝罐（19）与一级冷凝罐（9）的构造相同，下端也设有阀门（20）与油水分离器2（22）相连，管道上也设有阀门（21），所述二级冷凝罐（19）与真空泵（29）之间通过阀门（27）和管道（28）相连。

2.根据权利要求书1所述的一种挥发油提取收集装置，其特征在于所述反应釜（1）产生的油汽则通过阀门（6）由管道（7）与一级冷凝罐（9）相连，所述一级冷凝罐（9）左侧设有阀门（8），所述油水分离器1（12）通过管道（13）与油相收集罐1（14）相连，油水分离器1（12）产生的水相经管道（15）进入水相收集罐（24）。

3.根据权利要求书1所述的一种挥发油提取收集装置，其特征在于所述一级冷凝罐（9）右上方的阀门（16）与二级冷凝罐（19）左下方的阀门（18）之间通过管道（17）相连，所述油水分离器2（22）通过管道（23）与水相收集（24）相连，所述油水分离器2（22）与油相收集罐2（26）通过管道（25）相连。

4.根据权利要求书1所述的一种挥发油提取收集装置，其特征在于所述二级冷凝罐（19）右侧设有阀门（27）通过管道（28）与真空泵（29）相连，所述真空泵（29）用于抽真空，使整个装置处于负压状态，有利于挥发油的提取与收集，所述真空泵（29）右侧设有尾气收集装置（31）通过管道（30）相连，所述尾气收集装置（31）用于回收多余的气体，不会对环境造成污染。

5.根据权利要求书1所述的一种挥发油提取收集装置，其特征在于所述一级冷凝罐（9）和二级冷凝罐（19）中的冷凝器温度可调，使得二级冷凝罐内温度低于一级冷凝罐内温度，实现油汽分离纯化收集。

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