CN220132162U - 基于负压空化原理的精油蒸馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于负压空化原理的精油蒸馏装置，包括：蒸馏罐，其底部设有进料口，顶部设有蒸馏出口；进料口与进料管连通，进料管上设有进料阀；加热机构，其设于蒸馏罐上；真空泵，其设于蒸馏罐外，且与蒸馏出口连通。本实用新型将负压空化技术与蒸馏技术相结合，可在高温状态下采用负压空化法提取样品中的精油，能够有效提高精油提取效率、保障精油品质以及降低能耗。

Description

基于负压空化原理的精油蒸馏装置

技术领域

本实用新型涉及植物精油提取技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种基于负压空化原理的精油蒸馏装置。

背景技术

现阶段，我国精油生产厂家最常用的方法仍然是蒸馏法，此方法虽然技术成熟，但是得油率低。为了提高精油提取的产率，人们研究了各种方法进行改进，包括超临界萃取、分子蒸馏等新技术，以及超声波、微波、酶解等辅助手段，但均处于试验或中试阶段，无法投入到精油生产工作中。

植物源精油的蒸馏提取方法主要分为两大类，其一是水蒸气蒸馏提取技术，主要是通过水蒸气的渗透作用提取植物细胞中的精油成分；其二是浸煮蒸馏提取技术，通过浸煮的方式破坏植物组织细胞，将精油成分浸提到水溶液中，然后在水蒸气的蒸发作用将精油成分从水溶液中分离出来。然而，水蒸气蒸馏提取技术的提取温度较高，容易破坏精油中的不耐热成分，对精油的品质造成影响；浸煮蒸馏提取技术的提取时间长，所需能耗较高，且提取率较低。

为了提高浸煮蒸馏提取技术的效率，人们提出利用负压蒸馏的方式，降低溶液的沸点，从而达到降低能耗的作用，但是依然存在提取率低的现状问题，其关键在于植物组织中精油成分渗量少。而负压空化是一种新颖的植物活性物质提取方法，其利用空气造泡与植物细胞碰撞，加快细胞中活性物质的渗出，达到提高提取效率的目的。

目前，负压空化技术是基于现有负压空化装置对天然产物(虾青素、长春碱、木豆素、单宁酸、甘草酸、原花青素等)进行提取分离的技术；现有的负压空化装置主要是利用负压状态下的起泡空化作用，提高样品组织的破碎程度和活性物质的渗出效率，空化过程一般都是常温状态萃取工作，现阶段并没有关于高温状态下负压空化的应用研究的报道，尤其是精油空化蒸馏处于技术空白状态。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种基于负压空化原理的精油蒸馏装置，将负压空化技术与蒸馏技术相结合，可在高温状态下采用负压空化法提取样品中的精油，能够有效提高精油提取效率、保障精油品质以及降低能耗。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种基于负压空化原理的精油蒸馏装置，包括：

蒸馏罐，其底部设有进料口，顶部设有蒸馏出口；所述进料口与进料管连通，所述进料管上设有进料阀；

加热机构，其设于所述蒸馏罐上；

真空泵，其设于所述蒸馏罐外，且与所述蒸馏出口连通。

优选的是，还包括：

冷却管，其设于所述蒸馏罐外，所述冷却管的侧壁上分别设有冷媒入口和冷媒出口；

冷凝管，其设于所述冷却管内，且为螺旋形结构，所述冷凝管的一端与所述蒸馏出口连通，另一端与所述真空泵连通；

收集瓶，其设于所述冷却管的下方，且与所述冷凝管的另一端连通。

优选的是，还包括：

消泡管，其竖直设于所述蒸馏罐的上方，所述消泡管的下端与所述蒸馏出口连通，上端与所述冷凝管的一端连通；

多个隔板，其沿竖直方向间隔排布，每个隔板水平内接于所述消泡管内，每个隔板上间隔设有多个消泡孔。

优选的是，还包括缓冲管，其为向上凸起的弧形弯管，所述缓冲管的一端与所述消泡管的上端连通，另一端与所述冷凝管的一端连通。

优选的是，每个隔板的底面上间隔设有多个钢针，每个钢针竖直设置，且针尖朝下。

优选的是，所述加热机构包括：

底座，其设于所述蒸馏罐的底部，所述底座的外侧壁上分别设有显示屏和调节键；

电加热器，其设于所述底座上；

控制器，其设于所述底座内，所述控制器与所述电加热器、所述显示屏、所述调节键均连接。

优选的是，所述加热机构还包括温度传感器，其设于所述蒸馏罐的内底面上，所述温度传感器与所述控制器连接。

优选的是，还包括扩口管，其设于所述底座内，且为倒锥形结构；所述扩口管的上端穿出所述底座的顶面，并与所述进料口连通，所述扩口管的下端穿出所述底座的底面，并与所述进料管连通。

优选的是，所述消泡管的下端设有负压阀。

优选的是，所述蒸馏罐由透明耐高温防爆玻璃材质制成。

本实用新型至少包括以下有益效果：

一、本实用新型在蒸馏罐上设置了加热机构，蒸馏罐底部的进料口与进料管连通，顶部的蒸馏出口与真空泵连通，进料管上设有进料阀；通过加热机构能够对蒸馏罐进行加热，通过真空泵能够对蒸馏罐抽负压，降低样品溶液的沸点，能够有效避免精油中不耐热成分被破坏，在保障精油品质的同时降低能耗；通过真空泵、进料管和进料阀的配合，可通过进料管向蒸馏罐内加入样品溶液，以进行进样；也可在蒸馏的过程中通过进料管向蒸馏罐内通入空气，在样品溶液中进行起泡空化，能够促进样品中细胞壁和细胞膜的破裂，加速精油的浸出，同时起泡产生的蠕动也能够使精油与水充分接触，进而提高精油提取效率；还可通过进料管将提取后的样品溶液从蒸馏罐内排出，以进行排料；本实用新型将负压空化技术与蒸馏技术相结合，可在高温状态下采用负压空化法提取样品中的精油，能够有效提高精油提取效率、保障精油品质以及降低能耗；

二、本实用新型还包括消泡管和多个隔板，消泡管的下端与蒸馏出口连通，上端与冷凝管连通，多个隔板间隔布设于消泡管内，每个隔板上间隔设有多个消泡孔，且每个隔板的底面上间隔设有多个钢针；通过多个隔板和每个隔板上的多个钢针能够有效消除蒸气中的泡沫，蒸气进行冷凝之前，在消泡管内进行消泡，能够有效减少收集的精油中的杂质，有利于提高精油品质；

三、本实用新型还包括缓冲管，其为向上凸起的弧形弯管，且两端分别与消泡管的上端、冷凝管连通；通过缓冲管能够减缓蒸气的流速，进一步提高蒸气的冷凝效果，保障精油提取效率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的其中一个技术方案的所述的精油蒸馏装置的结构示意图；

图2为本实用新型的其中一个技术方案的所述的消泡管的结构示意图；

附图标记说明：蒸馏罐1；蒸馏出口2；进料管3；进料阀4；真空泵5；冷却管6；冷媒入口7；冷媒出口8；冷凝管9；收集瓶10；消泡管11；隔板12；消泡孔13；缓冲管14；钢针15；底座16；显示屏17；调节键18；温度传感器19；扩口管20；负压阀21；样品溶液22；样品槽23；冷却水循环器24；三通接头25；把手26。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

如图1～2所示，本实用新型提供一种基于负压空化原理的精油蒸馏装置，包括：

蒸馏罐1，其底部设有进料口，顶部设有蒸馏出口2；所述进料口与进料管3连通，所述进料管3上设有进料阀4；

加热机构，其设于所述蒸馏罐1上；

真空泵5，其设于所述蒸馏罐1外，且与所述蒸馏出口2连通。

在上述技术方案中，进料管3的一端与进料口连通，另一端敞口，进料阀4靠近进料管3的一端设置；蒸馏罐1由耐高温且导热的材质制成，加热机构位于蒸馏罐1外，与进料口互不干涉，也不影响进料管3与进料口的连通，不仅能够实现对蒸馏罐1的加热，而且能够有效避免对蒸馏罐1内精油的提取造成影响，同时蒸馏罐1也便于清洗；

使用时，将进料管3的另一端放入装有样品溶液22的样品槽23内，样品溶液22为预处理好的细化物料与水的混合液，进料管3的另一端浸没于样品溶液22中，并使蒸馏出口2与外界大气隔绝，整个装置处于密闭状态；打开进料阀4和开启真空泵5，通过真空泵5对蒸馏罐1抽负压，且在负压的作用下，样品溶液22会从进料管3的另一端进入，经由进料管3，最后通过进料口进入蒸馏罐1内，通过进料管3向蒸馏罐1内进行进样；进料完后，关闭进料阀4，开启加热机构，通过加热机构对蒸馏罐1进行加热，直至蒸馏罐1内的样品溶液22处于沸腾状态，蒸馏罐1内产生的蒸气从蒸馏出口2排出，对蒸馏出口2排出的蒸气进行收集，可得到从样品中提取出来的精油和纯露；再将进料管3的另一端从样品溶液22中取出，使进料管3的另一端与外界大气连通，打开进料阀4，空气会从进料管3的另一端进入，经由进料管3，最后通过进料口进入蒸馏罐1内，在样品溶液22中进行起泡空化；收集的精油和纯露达到一定量后，关闭加热机构和真空泵5，可将进料管3的另一端放入废料桶内，再使蒸馏出口2与外界大气连通，打开进料阀4，蒸馏罐1内的气压升高，并直至与外界大气平衡，蒸馏罐1内提取后的样品溶液22会从进料管3排出，并进入废料桶内；即可完成对该批样品精油的提取；需要清洗时，将样品溶液22换成纯水，重复上述步骤，即可；

本实用新型在蒸馏罐1上设置了加热机构，蒸馏罐1底部的进料口与进料管3连通，顶部的蒸馏出口2与真空泵5连通，进料管3上设有进料阀4；通过加热机构能够对蒸馏罐1进行加热，通过真空泵5能够对蒸馏罐1抽负压，降低样品溶液22的沸点，能够有效避免精油中不耐热成分被破坏，在保障精油品质的同时降低能耗；通过真空泵5、进料管3和进料阀4的配合，可通过进料管3向蒸馏罐1内加入样品溶液22，以进行进样；也可在蒸馏的过程中通过进料管3向蒸馏罐1内通入空气，在样品溶液22中进行起泡空化，能够促进样品中细胞壁和细胞膜的破裂，加速精油的浸出，同时起泡产生的蠕动也能够使精油与水充分接触，进而提高精油提取效率；还可通过进料管3将提取后的样品溶液22从蒸馏罐1内排出，以进行排料；本实用新型将负压空化技术与蒸馏技术相结合，可在高温状态下采用负压空化法提取样品中的精油，能够有效提高精油提取效率、保障精油品质以及降低能耗；另外，结构简单，且便于清洗。

在另一种技术方案中，还包括：

冷却管6，其设于所述蒸馏罐1外，所述冷却管6的侧壁上分别设有冷媒入口7和冷媒出口8；

冷凝管9，其设于所述冷却管6内，且为螺旋形结构，所述冷凝管9的一端与所述蒸馏出口2连通，另一端与所述真空泵5连通；

收集瓶10，其设于所述冷却管6的下方，且与所述冷凝管9的另一端连通。

冷却管6竖直设置，且两端封口，冷凝管9与冷却管6同轴设置，冷凝管9的一端(位于上方)穿出冷却管6的上端，并与蒸馏出口2连通，冷凝管9的另一端(位于下方)穿出冷却管6的下端；冷媒入口7与冷却水循环器24的出口连通，冷媒出口8与冷却水循环器24的入口连通，通过冷却水循环器24不断向冷却管6内通入冷却水，形成循环通路；冷凝管9的另一端设有T形的三通接头25，三通接头25的第一端口(位于上方)与冷凝管9的另一端连通，第二端口(位于下方)与收集瓶10连通，第三端口(位于一侧)与真空泵5连通，三通接头25的第二端口与收集瓶10的瓶口插接，不漏气即可，便于收集瓶10的安装和拆卸；

对样品进行提取时，蒸馏出口2排出的蒸气不断从冷凝管9的一端进入冷凝管9内，冷却管6内不断循环的冷却水对冷凝管9内的蒸气进行冷却，使蒸气冷凝成液态(精油和纯露)，最后从冷凝管9的另一端进入收集瓶10内；通过冷却管6和冷凝管9对蒸气进行冷凝，通过收集瓶10对精油和纯露进行收集；冷凝管9内因负压会导致蒸气流速过快，冷凝管9为螺旋形结构，能够延长蒸气在冷凝管9内的流通时间，保证冷凝管9内的蒸气能够充分冷凝，有利于保障精油提取效率。

在另一种技术方案中，还包括：

消泡管11，其竖直设于所述蒸馏罐1的上方，所述消泡管11的下端与所述蒸馏出口2连通，上端与所述冷凝管9的一端连通；

多个隔板12，其沿竖直方向间隔排布，每个隔板12水平内接于所述消泡管11内，每个隔板12上间隔设有多个消泡孔13。

对样品进行提取时，蒸馏出口2排出的蒸气不断从消泡管11的下端进入消泡管11内，由下至上，依次从多个隔板12上的多个消泡孔13穿过，再从消泡管11的另一端排出，之后从冷凝管9的一端进入冷凝管9内进行冷凝；通过多个隔板12能够有效消除蒸气中的泡沫，蒸气进行冷凝之前，在消泡管11内进行消泡，能够有效减少收集的精油中的杂质，有利于提高精油品质。

在另一种技术方案中，还包括缓冲管14，其为向上凸起的弧形弯管，所述缓冲管14的一端与所述消泡管11的上端连通，另一端与所述冷凝管9的一端连通；缓冲管14的弧度优选为π，通过缓冲管14在不影响蒸气流通的同时能够减缓蒸气的流速，进一步提高蒸气的冷凝效果，保障精油提取效率。

在另一种技术方案中，每个隔板12的底面上间隔设有多个钢针15，每个钢针15竖直设置，且针尖朝下；通过多层钢针15对蒸气中的泡沫进行消除，能够进一步提高消泡效果。

在另一种技术方案中，所述加热机构包括：

底座16，其设于所述蒸馏罐1的底部，所述底座16的外侧壁上分别设有显示屏17和调节键18；

电加热器，其设于所述底座16上；

控制器，其设于所述底座16内，所述控制器与所述电加热器、所述显示屏17、所述调节键18均连接。

底座16可通过电线连接电源插头，电源插头连接电源为加热机构供电，供电则电加热器开启，对蒸馏罐1进行加热，断电则电加热器关闭，停止加热，可在底座16上再设置电源开关，电源开关与控制器连接，通过电源开关控制电加热器的开启和关闭；电加热器可为防水型不锈钢电加热器，电加热器加热至设定温度后进行保温；通过调节键18调节电加热器的设定加热温度，通过显示屏17显示电加热器的设定加热温度；温度可控且便于调节。

在另一种技术方案中，所述加热机构还包括温度传感器19，其设于所述蒸馏罐1的内底面上，所述温度传感器19与所述控制器连接；通过温度传感器19测定蒸馏罐1内样品溶液22的实际温度，并通过显示屏17显示样品溶液22的实际温度，便于监测和调节。

在另一种技术方案中，还包括扩口管20，其设于所述底座16内，且为倒锥形结构；所述扩口管20的上端穿出所述底座16的顶面，并与所述进料口连通，所述扩口管20的下端穿出所述底座16的底面，并与所述进料管3连通；进料口位于蒸馏罐1底部的中心，扩口管20与蒸馏罐1同轴设置，进料口与扩口管20的上端尺寸相同；扩口管20的上端的直径较大，起泡的区域更大，有利于进一步提高起泡空化作用。

在另一种技术方案中，所述消泡管11的下端设有负压阀21；通过调节负压阀21的开度，能够控制空化起泡量。

在另一种技术方案中，所述蒸馏罐1由透明耐高温防爆玻璃材质制成；导热性能好，且提供可视化效果，能够实时查看蒸馏罐1内反应物的状态；蒸馏罐1的外侧壁上可设置把手26，便于移动蒸馏罐1；蒸馏罐1也可由不锈钢材质制成，并在侧壁上设有透明观察窗，也可在保障导热性能的同时提供可视化效果。

本实用新型的操作步骤包括：

步骤1)进料：将收集瓶10装于冷凝管9上，使进料管3的另一端放入样品溶液22中，打开负压阀21和进料阀4，并开启真空泵5，真空泵5对蒸馏罐1内抽负压，样品溶液22通过进料管3进入蒸馏罐1内；

步骤2)加热：进料完后，关闭进料阀4，开启电加热器和冷却水循环器24，并通过调节键18调节设定加热温度(根据真空度设定沸腾温度)，电加热器对蒸馏罐1进行加热，直至样品溶液22处于沸腾状态，冷却水循环器24不断向冷却管6内通入冷却水；

步骤3)负压空化蒸馏：使进料管3的另一端与外界大气连通，打开进料阀4，对样品溶液22进行空化蒸馏，可通过负压阀21调节空化起泡量；

步骤4)排料：当收集瓶10内的精油与纯露达到一定量后，关闭电加热器、真空泵5和冷却水循环器24，取下收集瓶10，冷凝管9与外界大气连通；打开进料阀4，蒸馏罐1内的样品溶液22通过进料管3排出；

步骤5)清洗：将进料管3的另一端放入纯水中，重复步骤1)～4)，即可对精油蒸馏装置进行清洗。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.基于负压空化原理的精油蒸馏装置，其特征在于，包括：

蒸馏罐，其底部设有进料口，顶部设有蒸馏出口；所述进料口与进料管连通，所述进料管上设有进料阀；

加热机构，其设于所述蒸馏罐上，所述加热机构包括底座，其设于所述蒸馏罐的底部；

真空泵，其设于所述蒸馏罐外，且与所述蒸馏出口连通；

冷却管，其设于所述蒸馏罐外，所述冷却管的侧壁上分别设有冷媒入口和冷媒出口；

冷凝管，其设于所述冷却管内，且为螺旋形结构，所述冷凝管的一端与所述蒸馏出口连通，另一端与所述真空泵连通；

收集瓶，其设于所述冷却管的下方，且与所述冷凝管的另一端连通；

消泡管，其竖直设于所述蒸馏罐的上方，所述消泡管的下端与所述蒸馏出口连通，上端与所述冷凝管的一端连通；

多个隔板，其沿竖直方向间隔排布，每个隔板水平内接于所述消泡管内，每个隔板上间隔设有多个消泡孔；

缓冲管，其为向上凸起的弧形弯管，所述缓冲管的一端与所述消泡管的上端连通，另一端与所述冷凝管的一端连通；

扩口管，其设于所述底座内，且为倒锥形结构；所述扩口管的上端穿出所述底座的顶面，并与所述进料口连通，所述扩口管的下端穿出所述底座的底面，并与所述进料管连通。

2.如权利要求1所述的基于负压空化原理的精油蒸馏装置，其特征在于，每个隔板的底面上间隔设有多个钢针，每个钢针竖直设置，且针尖朝下。

3.如权利要求1所述的基于负压空化原理的精油蒸馏装置，其特征在于，所述底座的外侧壁上分别设有显示屏和调节键，所述加热机构还包括：

电加热器，其设于所述底座上；

控制器，其设于所述底座内，所述控制器与所述电加热器、所述显示屏、所述调节键均连接。

4.如权利要求3所述的基于负压空化原理的精油蒸馏装置，其特征在于，所述加热机构还包括温度传感器，其设于所述蒸馏罐的内底面上，所述温度传感器与所述控制器连接。

5.如权利要求1所述的基于负压空化原理的精油蒸馏装置，其特征在于，所述消泡管的下端设有负压阀。

6.如权利要求1所述的基于负压空化原理的精油蒸馏装置，其特征在于，所述蒸馏罐由透明耐高温防爆玻璃材质制成。