本發(fā)明涉及一種可用于對(duì)植物精油的提取裝置，以及對(duì)植物精油的提取方法。

背景技術(shù)：

植物精油對(duì)人體的身心健康?？捎兄T多的裨益，并可廣泛用于治療一些亞健康性疾病。目前對(duì)植物精油的主要提取方法為水蒸氣蒸餾法。水蒸氣蒸餾法是公元十一世紀(jì)初，由阿拉伯醫(yī)生avicenna（公元980年～公元1037年）所發(fā)明的方法。水蒸氣蒸餾法自最初發(fā)明到現(xiàn)在，已有近千年的歷史了。這期間，人們也從多角度對(duì)相關(guān)設(shè)備和方法進(jìn)行了許多改進(jìn)，如設(shè)備從最初的木桶、陶罐設(shè)備，到玻璃設(shè)備以及到不銹鋼設(shè)備等；在方法上，也從常壓蒸餾，減壓蒸餾，到加壓蒸餾，從水中蒸餾到水上蒸餾等，還有將微波技術(shù)、超聲波技術(shù)等應(yīng)用于水蒸氣蒸餾法中，以期獲得更高品質(zhì)和更高收率的植物精油。

現(xiàn)有的水蒸氣蒸餾法，從蒸餾方式可分為水中蒸餾法和水上蒸餾法。水中蒸餾法，即將植物原料直接浸泡在水中，然后加熱蒸餾的方法；水上蒸餾法，即將植物原料放置在水的上方，然后加熱蒸餾的方法。從加熱方式可分為直接加熱蒸餾法，即采用燃煤或燃?xì)饣螂娂訜峄蛭⒉訜岬确椒ㄖ苯訉?duì)蒸餾鍋內(nèi)水進(jìn)行加熱的方法，蒸汽加熱蒸餾法即采用蒸汽鍋爐產(chǎn)生高溫蒸汽，然后將蒸汽導(dǎo)入蒸餾鍋內(nèi)進(jìn)行加熱的方法。從壓力方式可分為常壓蒸餾法，即保持蒸餾鍋內(nèi)的氣壓為常壓進(jìn)行的蒸餾法；減壓蒸餾法，即保持蒸餾鍋內(nèi)的氣壓為低于外界氣壓進(jìn)行的蒸餾法；以及加壓蒸餾法，即保持蒸餾鍋內(nèi)的氣壓為高于外界氣壓進(jìn)行的蒸餾法；此外還嘗試了其他的一些方法：如在上述的蒸餾法中輔助以超聲波震蕩等，或者將上述的多種方法結(jié)合等方法。

但是，上述的常壓蒸餾法中存在的問(wèn)題之一是溫度過(guò)高。均需要將加熱溫度保持在攝氏100度或以上，造成植物精油的頭香成分難回收，蠟質(zhì)成分過(guò)多，嚴(yán)重影響了精油的品質(zhì)。另一個(gè)問(wèn)題是油水分離困難。植物精油為眾多小分子化合物組成的混合物，有一定程度的水溶性（視精油種類(lèi)的不同，水溶性不同），但在植物中的含量卻普遍偏低的特性。上述的方法中均加入了大量的水分或通過(guò)蒸汽導(dǎo)入帶進(jìn)大量水分，導(dǎo)致油水比例差加大，精油難以從水中分離（只有精油在水中的濃度超過(guò)其溶解度后，才能與水分離）。

為了解決油水比差異過(guò)大的問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)枮閏n201510626029.5的中國(guó)專(zhuān)利提供了一種玫瑰精油的提取方法，即將殺菌后的玫瑰采用蒸汽直蒸，溫度為105-106℃。該方法雖然在一定程度上降低水油比，提高精油的得率。但是蒸餾過(guò)程中的溫度過(guò)高，導(dǎo)致了揮發(fā)性較低的成分也被帶出混入精油中，嚴(yán)重影響了精油的品質(zhì)。

為了解決溫度過(guò)高的問(wèn)題，減壓蒸餾法，又稱(chēng)為真空蒸餾法，是一種有效降低蒸餾溫度的方法?，F(xiàn)有的真空蒸餾法是在蒸餾器的末端加裝真空泵，以保持在蒸餾過(guò)程中，蒸餾器內(nèi)的氣壓低于外界氣壓，這樣，可以達(dá)到在蒸餾過(guò)程中的降低溫度的作用，獲得的精油品質(zhì)得到提高。但是，現(xiàn)有的真空蒸餾法，由于真空泵在蒸餾過(guò)程中一直在抽氣，以維持必要的真空度，部分精油被真空泵抽出不能有效回收，導(dǎo)致精油的收率大大降低，這也是在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少的原因之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述情況，本發(fā)明首先提供了一種可用于對(duì)植物精油的提取裝置，在此基礎(chǔ)上并進(jìn)一步提供了一種對(duì)植物精油的提取方法，可以滿(mǎn)意解決上述問(wèn)題。

本發(fā)明的植物精油的提取裝置，是包括由間接加熱真空蒸發(fā)單元、冷凝單元和真空單元順序連通構(gòu)成的一個(gè)真空循環(huán)提取系統(tǒng)。其中：

——間接加熱真空蒸發(fā)單元中設(shè)置有提取結(jié)構(gòu)，提取結(jié)構(gòu)中具有帶放空結(jié)構(gòu)的可密閉腔體空間。在可密閉腔體空間內(nèi)設(shè)有物料承載結(jié)構(gòu)及與之配合設(shè)置并與加熱源連接的加熱結(jié)構(gòu)?？擅荛]腔體空間并具有分別與冷凝單元連接的氣體出口和與真空單元連接的氣體進(jìn)口；

——冷凝單元中包括由順序連接的冷凝結(jié)構(gòu)和緩沖結(jié)構(gòu)組成的冷凝-緩沖單元。其中，位于前方的冷凝結(jié)構(gòu)與提取結(jié)構(gòu)中可密閉腔體空間的氣體出口連接；位于后方的緩沖結(jié)構(gòu)的底部設(shè)有液體排放口，上方空間與真空單元連接；

——真空單元中包括有可經(jīng)切換控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換而分別與外環(huán)境或與所述提取結(jié)構(gòu)中可密閉腔體空間的氣體進(jìn)口連通的真空泵，真空泵的真空抽氣口與冷凝單元中所述位于后方的緩沖結(jié)構(gòu)連接。

上述結(jié)構(gòu)的提取裝置進(jìn)行精油提取的過(guò)程，可包括兩個(gè)階段，第一階段是通過(guò)真空單元使提取系統(tǒng)形成所需的真空環(huán)境，之后通過(guò)其切換控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，并對(duì)被提取原料進(jìn)行加熱，使物料在加熱和真空條件下在體統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行持續(xù)的循環(huán)提取，至提取完畢，放出提取過(guò)程中的冷凝液體并經(jīng)油水分離后，即得到相應(yīng)的植物精油產(chǎn)物。由于提取過(guò)程完全是在與外界隔絕的密閉的真空加熱系統(tǒng)中循環(huán)進(jìn)行和完成的，因此既可以顯著降低提取的加熱溫度，同時(shí)也有效避免了常規(guī)方法所無(wú)法避免的提取過(guò)程中精油、特別是低沸點(diǎn)精油成分的損失。

在上述結(jié)構(gòu)的提取裝置中，所述間接加熱真空蒸發(fā)單元中的加熱結(jié)構(gòu)可以有多種選擇，例如，可優(yōu)選以層格狀設(shè)置的有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱溫度的控制或恒溫加熱的蒸汽加熱管道或是ptc加熱結(jié)構(gòu)。所述的物料承載結(jié)構(gòu)則可優(yōu)選采用為可放置于層格狀蒸汽加熱管道間或ptc加熱結(jié)構(gòu)上的物料托盤(pán)，特別是帶有通孔狀或網(wǎng)格狀通氣結(jié)構(gòu)承托面的結(jié)構(gòu)形式托盤(pán)等形式的結(jié)構(gòu)，更有利于物料的鋪攤和加快揮發(fā)速度。

根據(jù)需要，在上述間接加熱真空蒸發(fā)單元中的可密閉腔體空間中，還可以按常規(guī)方式設(shè)有適當(dāng)形式的可對(duì)密閉腔體空間中的提取溫度和/或真空度的顯示結(jié)構(gòu)。

為提高在循環(huán)提取過(guò)程中對(duì)含精油成分揮發(fā)氣體的冷凝分離效果和效率，上述提取裝置中的一種可優(yōu)選方式，是將所述冷凝單元中的冷凝-緩沖單元設(shè)置為順序連接的兩級(jí)。其中，第一級(jí)冷凝-緩沖單元中的冷凝結(jié)構(gòu)與提取結(jié)構(gòu)的可密閉腔體空間連接，第一級(jí)冷凝-緩沖單元中的緩沖結(jié)構(gòu)底部設(shè)有排液口，上方的排氣口與第二級(jí)冷凝-緩沖單元中的冷凝結(jié)構(gòu)連接；第二級(jí)冷凝-緩沖單元中的緩沖結(jié)構(gòu)底部設(shè)有液體排放口，上方空間與真空單元連接。

本發(fā)明上述提取裝置中，所述的可經(jīng)切換控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換而分別與外環(huán)境或與所述提取結(jié)構(gòu)的可密閉腔體空間連通的真空泵是一個(gè)重要和關(guān)鍵的組成部分。所述該真空泵可優(yōu)選但并非僅限于采用目前已有報(bào)道和/或使用的相應(yīng)形式的配置有儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)的水環(huán)真空泵，并在其與所述提取結(jié)構(gòu)可密閉腔體空間的氣體進(jìn)口間的連通通路中設(shè)有氣-水分離結(jié)構(gòu)，避免將水分帶入真空提取系統(tǒng)。

如上述，由于本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)形式的提取裝置，可以對(duì)含精油成分的植物原料在真空加熱條件下進(jìn)行循環(huán)提取，因而既可有效降低提取的加熱溫度，又能有效減少或避免植物精油在提取過(guò)程中的損失，大大提高了植物精油的品質(zhì)和精油提取收率。

基于此原理，本發(fā)明所述的真空循環(huán)提取植物精油的方法，是在包括順序連通的間接加熱真空蒸發(fā)單元、冷凝單元和可進(jìn)行內(nèi)/外循環(huán)轉(zhuǎn)換的真空單元構(gòu)成的真空循環(huán)的提取系統(tǒng)中，將被提取物料置于間接加熱真空蒸發(fā)單元中的物料承載結(jié)構(gòu)中，先由真空單元以與外環(huán)境相通的外循環(huán)方式使提取系統(tǒng)形成真空至所需的提取真空度后，轉(zhuǎn)換為在維持提取系統(tǒng)的真空度并使提取系統(tǒng)內(nèi)的氣體與外環(huán)境相隔絕地在提取系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行的條件下，對(duì)被提取物料進(jìn)行加熱，被提取物料揮發(fā)出的含精油成分的氣體經(jīng)冷凝單元冷凝和氣-液分離后，收集冷凝液體，不凝氣體繼續(xù)在提取系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行，持續(xù)將含精油成分的揮發(fā)氣體帶走并經(jīng)冷凝單元進(jìn)行冷凝和分離，直至提取結(jié)束，將收集的氣-液分離后的液體經(jīng)油-水分離后，得到所述的精油產(chǎn)物。

同樣，在上述提取方法中，還可以單獨(dú)或任意組合方式采用的進(jìn)一步優(yōu)選措施分別包括：

所述可進(jìn)行內(nèi)/外循環(huán)轉(zhuǎn)換的真空單元，可以采用配合有儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的水環(huán)真空泵，并在其與所述間接加熱真空蒸發(fā)單元間的連通通路中設(shè)有氣-水分離結(jié)構(gòu)；

所述對(duì)被提取物料進(jìn)行所需提取溫度的加熱，可以采用層格狀設(shè)置的蒸汽加熱管道或ptc加熱結(jié)構(gòu)，被提取物料置于與層格狀的蒸汽加熱管道或ptc加熱結(jié)構(gòu)配合設(shè)置的帶有通孔或網(wǎng)格通氣結(jié)構(gòu)承托面的物料托盤(pán)中；

對(duì)被提取物料在提取系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)過(guò)程中揮發(fā)出的含精油成分的氣體，在經(jīng)冷凝單元冷凝進(jìn)行冷凝處理時(shí)，可以通過(guò)依次前后設(shè)置的兩級(jí)所述冷凝處理單元進(jìn)行冷凝和分離。

由于本發(fā)明上述方法在植物精油的整個(gè)循環(huán)提取過(guò)程中未使用任何水或其它溶劑，不僅所收集的冷凝液中的油的比例可顯著高于常規(guī)水蒸氣蒸餾法的5~8倍，而且真空提取還可顯著降低了提取溫度，加之在良好的內(nèi)循環(huán)條件下增加了對(duì)提取出的精油的冷卻時(shí)間和冷卻效果，都能有效防止低沸點(diǎn)揮發(fā)性物質(zhì)的損失，提高了精油產(chǎn)物的收率和品質(zhì)。

以下結(jié)合由附圖所示實(shí)施例的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明植物精油的提取裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖所示的本發(fā)明植物精油的提取裝置，包括由間接加熱真空蒸發(fā)單元ⅰ、冷凝單元ⅱ和真空單元ⅲ順序連通構(gòu)成的真空循環(huán)提取系統(tǒng)。其中：

間接加熱真空蒸發(fā)單元ⅰ中，設(shè)置有提取結(jié)構(gòu)1。提取結(jié)構(gòu)1中具有帶放空結(jié)構(gòu)11的可密閉腔體空間4，其內(nèi)設(shè)置有層格狀的與外加熱蒸汽源7的蒸汽加熱管道，或與外電源連接的ptc等形式的加熱結(jié)構(gòu)6（圖中示出的是蒸汽加熱管道），與之相配合地設(shè)有帶有通孔或網(wǎng)格通氣結(jié)構(gòu)的托盤(pán)式物料承載結(jié)構(gòu)5。其中，可密閉腔體空間4中還分別設(shè)有數(shù)字式或指針式的溫度顯示結(jié)構(gòu)2和真空度顯示結(jié)構(gòu)3?？擅荛]腔體空間4中設(shè)置的氣體出口與冷凝單元ⅱ連接；氣體進(jìn)口10與真空單元ⅲ連接。

冷凝單元ⅱ中，包括前后兩級(jí)分別由順序連接的冷凝結(jié)構(gòu)和緩沖結(jié)構(gòu)組成的冷凝-緩沖單元。其中，第一級(jí)冷凝-緩沖單元中的冷凝結(jié)構(gòu)12與提取結(jié)構(gòu)1的可密閉腔體空間4的氣體出口連接；緩沖結(jié)構(gòu)13的底部設(shè)有排液口14，上方的排氣口與第二級(jí)冷凝-緩沖單元中的冷凝結(jié)構(gòu)15連接；第二級(jí)冷凝-緩沖單元中的緩沖結(jié)構(gòu)16的底部設(shè)有液體排放口17，上方空間與真空單元ⅲ連接。

真空單元ⅲ中，包括可經(jīng)圖中所示的兩個(gè)分置形式的閥門(mén)（也可采用一體式的轉(zhuǎn)換閥門(mén)）形式的切換控制結(jié)構(gòu)22轉(zhuǎn)換而實(shí)現(xiàn)分別與外環(huán)境或與所述提取結(jié)構(gòu)1的可密閉腔體空間4的氣體進(jìn)口10連通的水環(huán)真空泵等形式的真空泵20，并配置有與水環(huán)真空泵20相適應(yīng)的水槽等儲(chǔ)水結(jié)構(gòu)21，在真空泵20與可密閉腔體空間4的氣體進(jìn)口10的連通通路中，并設(shè)有帶排液口19的氣水分離結(jié)構(gòu)18。真空泵20的真空抽氣口與冷凝單元ⅱ中第二級(jí)冷凝-緩沖單元的緩沖結(jié)構(gòu)16的上方空間連接。

實(shí)施例2

采用圖1所示的植物精油的提取裝置提取玫瑰花精油。

真空循環(huán)提取的基本過(guò)程，是在由包括順序連通的間接加熱真空蒸發(fā)單元ⅰ、冷凝單元ⅱ和可進(jìn)行內(nèi)/外循環(huán)轉(zhuǎn)換的真空單元ⅲ構(gòu)成的真空循環(huán)提取系統(tǒng)中，將50kg的玫瑰鮮花置于在間接加熱真空蒸發(fā)單元中層格狀加熱結(jié)構(gòu)6間的帶有網(wǎng)格通孔的托盤(pán)式物料承載結(jié)構(gòu)5中，先由真空單元中的水環(huán)真空泵以外循環(huán)方式使提取系統(tǒng)形成真空度為-0.075mpa的真空環(huán)境后，轉(zhuǎn)換為在維持提取系統(tǒng)的真空度并使提取系統(tǒng)內(nèi)的氣體與外環(huán)境相隔絕地在提取系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行的條件下加熱至40-50℃并維持循環(huán)4小時(shí)。在循環(huán)過(guò)程中，含精油成分的揮發(fā)氣體經(jīng)冷卻溫度為-10℃~0℃的列管和/或盤(pán)管式熱交換器型冷凝單元冷凝和氣-液分離后，收集冷凝的液體，不凝氣體則繼續(xù)在提取系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)運(yùn)行，直至提取結(jié)束。將收集的氣-液分離后的液體，靜置4小時(shí)進(jìn)行油-水分離，得到玫瑰花精油產(chǎn)品。精油的收率＞0.061%，顯著高于0.02-0.04%的目前國(guó)家公知水平。

實(shí)施例3

采用圖1所示的植物精油的提取裝置，按照實(shí)施例2的操作過(guò)程和方式，分別以50kg的桂花鮮花為原料，提取相應(yīng)的桂花精油?；具^(guò)程基本同上述提取玫瑰花精油。不同處在于提取系統(tǒng)的循環(huán)提取真空度為-0.09mpa，在35-45℃加熱條件下循環(huán)提取5小時(shí)。將收集的氣-液分離后的液體，靜置4小時(shí)進(jìn)行油-水分離，得到的桂花精油產(chǎn)品的收率為0.03%。

實(shí)施例4

按照實(shí)施例3的方式，以冷凍桂花為原料，提取相應(yīng)的桂花精油。提取系統(tǒng)的循環(huán)提取真空度為-0.09mpa，在35-45℃加熱條件下循環(huán)提取6小時(shí)。將收集的氣-液分離后的液體，靜置4小時(shí)進(jìn)行油-水分離，得到的桂花精油產(chǎn)品的收率為0.04%。