一种小型精油半自动化蒸馏生产装置的制作方法

本实用新型涉及一种小型精油半自动化蒸馏生产装置，属于精油制取技术领域。

背景技术：

植物精油(essential oil)是芳香植物体内产生的一类具有挥发性特殊气味的次生代谢产物，室温下通常呈现可流动的油状；其通常由分子量较小的一系列挥发性有机化合物所组成，例如萜烯类、醛类、酯类、醇类等。本实用新型所生产的精油是指具有特殊气味的挥发性油状液体物质，即挥发性轻质精油(密度小于水，与冷却水静置分层时处于上层)，由于该类精油具有多种生物活性，例如抗菌、抗氧化以及抗癌等活性，所以在化妆品、医疗、食品等领域具有广泛的应用。

目前实验室及小型精细化工厂生产精油主要有3种方法：水蒸气蒸馏法、有机溶剂提取法和超临界CO2提取法。有机溶剂提取法利用相似相溶原理溶出精油到有机试剂中，该生产方法涉及到一些有机试剂例如乙醇、乙醚、石油醚等的使用，生产的精油产品中不可避免地会含有微量的有机试剂残余，这限制了精油产品在食品、医疗等领域的应用。超临界CO2提取法(SCE)是近年来兴起的一种高效、快速的精油提取方法，其工作介质是CO2，利用超临界流体的溶解能力与其流体密度的相关性，通过不同的压力和温度组合来调节超临界流体对不同成分的溶解能力从而完成目标精油成分的提取过程。该提取方法通常在低温下进行，对精油中易被氧化及不稳定的有效成分破坏很小，所用CO2可完全挥发，精油产品中无有毒物质残留。但是，该提取设备的前期一次性投入较大，而且生产全过程在高压下进行，加之反应釜体积及厂房面积受限，因此很难进行工业化大规模生产或者小型化生产，该方法所生产的精油产品成本较高。

水蒸气蒸馏法是目前挥发性轻质精油生产领域技术路线最为成熟、应用最为广泛的生产方法，该法所使用的工作介质是水，其作用机理是基于水与精油的共沸作用，利用水蒸气的蒸发带出精油，随后水和精油一起冷却，待油-水分相后分去下层的水层，得到上层的轻质精油。由于该方法所使用的工作介质是水，因此生产的全过程和精油产品对人体及环境无毒无害，符合绿色生产的要求，所以水蒸气蒸馏法是一种环境友好、健康安全的精油提取方法。同时由于精油的蒸馏-冷却装置可大可小，生产中不需要高温、高压条件，其生产灵活性高，安全性好，因此精油产品价格较低、品质较高。

现有的挥发性轻质精油的生产方式是：①装料。将含有芳香物质的植物部分(花朵、叶片、木屑、树脂、根皮等)放入一个大容器(蒸馏器或反应釜)中，在该容器底部进行加热(水中或水上蒸馏法)或直接通入蒸汽(水汽蒸馏法)；②蒸气蒸馏。当炙热的水蒸气充满容器后，蒸汽会使得植物含有的挥发性精油成分随着水蒸气一起蒸发出来；③蒸汽冷凝。精油成分随着水蒸气通过蒸馏器或反应釜上方的低温区进行初步冷却，然后引入冷凝器内再次冷却，冷凝器通常为螺旋冷凝管所围绕，水蒸气经过冷凝器冷却后转化为精油-冷却水的混合液；④分层。混合液流入油水分离器中暂存，不久之后，比水轻的挥发性轻质精油会浮在水面上，下层的水即为纯露；⑤分液。最后用分液装置进一步把精油和纯露分开即完成整个生产过程。

但是，目前实验室及小型精细化工厂中采用水蒸气蒸馏法生产挥发性轻质精油时的产率偏低，生产过程中的频繁加、放水操作导致生产过程时断时续。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种小型精油半自动化蒸馏生产装置，解决了目前实验室及小型精细化工厂中采用水蒸气蒸馏法生产挥发性轻质精油时的产率偏低问题以及生产过程中的频繁加、放水操作导致生产过程时断时续的问题。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题：

本实用新型的一种小型精油半自动化蒸馏生产装置，其包括反应釜、加热装置、回流装置和冷却装置，所述加热装置设置在反应釜底部，所述反应釜上设置有连接头，回流装置通过连接头与反应釜连通，所述冷却装置与回流装置的顶部连通，所述回流装置的侧边设置有蒸汽旁路，回流装置的下部设置有节流阀。

所述加热装置上设置有控温装置。

所述反应釜内设置有球面筛。

所述反应釜上设置有稳压装置，稳压装置与反应釜连通，所述稳压装置为蛇形结构，稳压装置垂直于反应釜，稳压装置内填充有密封液。

所述冷却装置上设置有夹套，夹套的上部和下部均设置有出口，冷却装置为球形回流冷凝管。

蒸汽旁路下部与回流装置连通处位于节流阀的上部。

现有技术的缺点主要是：产率较低。由于新鲜的冷却水不断进入、流出蒸馏装置，精油是在装置外部进行冷凝而析出分离的，所以总是有微量溶解在水中而难以析出的精油随着下层冷却水流失到纯露中；操作繁琐。装置加、放水时可能需要停车或者随时调整加热-冷却速率，避免冷却水溢满回流或釜底蒸干，难以实现无人值守以及自动化连续生产。

针对以上缺点，本实用新型进行了如下改进：①采用水蒸气-水两相在反应釜内不断蒸发-冷却进行内部循环的设计，一次加水，生产全过程无需停车加、放水，该设计使得水中的精油能够充分析出并收集，不会出现微量精油随下层冷却水被放出的情况，解决了精油产率偏低的问题；②采用带有节流阀的回流装置及蒸汽旁路设计，待反应釜开始加热后，调节水蒸汽的蒸发速率与水的冷却回流速率，待其稳定后，再准确控制回流比，这时本装置能够保持冷却水的液位基本不动，精油成分不断在冷却水上层积累，之后的生产过程不再需要人工值守，该设计避免了同类装置频繁加水、放水的繁琐操作以及人工值守以防冷却水溢满回流或蒸干的弊病，生产过程实现了半自动化。

本实用新型解决了目前实验室及小型精细化工厂中采用水蒸气蒸馏法生产挥发性轻质精油时的产率偏低问题以及生产过程中的频繁加、放水操作导致生产过程时断时续的问题。

本实用新型的有益效果：水-水蒸气在反应釜内部循环不断回流、冷却的设计；回流装置动态收集冷却水上层的挥发性轻质精油的设计。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型进行详细说明，如图1所示：本实施例的一种小型精油半自动化蒸馏生产装置，其包括反应釜1、加热装置2、回流装置3和冷却装置4，所述加热装置2设置在反应釜1底部，所述反应釜1上设置有连接头5，回流装置3通过连接头5与反应釜1连通，所述冷却装置4与回流装置3的顶部连通，所述回流装置3的侧边设置有蒸汽旁路6，回流装置3的下部设置有节流阀7。

所述加热装置2上设置有控温装置8。

所述反应釜1内设置有球面筛9。

所述反应釜1上设置有稳压装置10，稳压装置10与反应釜1 连通，所述稳压装置10为蛇形结构，稳压装置10垂直于反应釜1，稳压装置10内填充有密封液。

所述冷却装置4上设置有夹套11，夹套11的上部和下部均设置有出口12，冷却装置4为球形回流冷凝管。

蒸汽旁路6下部与回流装置3连通处位于节流阀7的上部。

本专利的使用方法如下：

①装置搭建：依次在加热装置2上面加上反应釜1，反应釜1里加入球面筛9，球面筛9上部加入植物颗粒(以薰衣草为例)，加水适量，使之没过球面筛9，反应釜1的稳压装置10加密封液(水)，关闭回流装置节流阀，冷却装置通入冷凝水；

②打开加热装置2开始加热，水蒸气气头逐渐上升，经蒸汽旁路 6到冷却装置下部开始回流冷凝，经过冷却装置4冷凝的水蒸气下落到回流装置3内部，打开节流阀7，控制回流比，使得水蒸气冷凝速率和下层冷却水回流反应釜的速率基本一致，这时回流装置内部下层水液位基本不变，上层精油含量逐渐累积增加，此时该装置无需人工值守。

③一段时间后，停止加热，关闭节流阀7。取下回流装置3，放出下层冷却水，得到上层精油。

本专利采用水蒸气-水两相在反应釜1内不断蒸发-冷却循环的设计，一次加水，水在装置内部循环，生产全过程无需停车加、放水，该设计使得水中的精油能够充分析出，不会出现微量精油随冷却水被放出的情况，解决了精油产率偏低的问题；采用精细可调的回流装置设计，待蒸馏装置开始加热后，调节水蒸汽的蒸发速率与水的冷却回流速率，待其稳定后，再准确控制回流比，这时本装置能够保持冷却水的液位基本不动，之后的生产过程不再需要人工值守，实现了半自动化生产，该设计避免了同类装置频繁加水、放水的繁琐操作以及人工值守以防冷却水回流或蒸干，生产过程实现了半自动化；采取球形筛网设计，避免了植物颗粒沉底带来的糊锅现象，同时可以调控水位做到水中/水上/水汽蒸馏的不同生产工艺；采取反应釜的稳压装置设计，避免了蒸馏时压力过大，稳压单元内充水保持装置内部一定的压力，充水在压力过载时能够喷出，以便及时泄压；采取蒸汽旁路6设计，使得冷热水工作介质相分离，避免了冲料和鼓泡现象；采取球形回流冷凝管而不是其他装置的蛇形冷凝管设计，使得水在装置内部循环，蒸汽能够及时冷却回流。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。