本发明涉及一种可用于对植物精油的提取装置，以及对植物精油的提取方法。
背景技术：
植物精油对人体的身心健康常可有诸多的裨益，并可广泛用于治疗一些亚健康性疾病。目前对植物精油的主要提取方法为水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸馏法是公元十一世纪初，由阿拉伯医生avicenna（公元980年～公元1037年）所发明的方法。水蒸气蒸馏法自最初发明到现在，已有近千年的历史了。这期间，人们也从多角度对相关设备和方法进行了许多改进，如设备从最初的木桶、陶罐设备，到玻璃设备以及到不锈钢设备等；在方法上，也从常压蒸馏，减压蒸馏，到加压蒸馏，从水中蒸馏到水上蒸馏等，还有将微波技术、超声波技术等应用于水蒸气蒸馏法中，以期获得更高品质和更高收率的植物精油。
现有的水蒸气蒸馏法，从蒸馏方式可分为水中蒸馏法和水上蒸馏法。水中蒸馏法，即将植物原料直接浸泡在水中，然后加热蒸馏的方法；水上蒸馏法，即将植物原料放置在水的上方，然后加热蒸馏的方法。从加热方式可分为直接加热蒸馏法，即采用燃煤或燃气或电加热或微波加热等方法直接对蒸馏锅内水进行加热的方法，蒸汽加热蒸馏法即采用蒸汽锅炉产生高温蒸汽，然后将蒸汽导入蒸馏锅内进行加热的方法。从压力方式可分为常压蒸馏法，即保持蒸馏锅内的气压为常压进行的蒸馏法；减压蒸馏法，即保持蒸馏锅内的气压为低于外界气压进行的蒸馏法；以及加压蒸馏法，即保持蒸馏锅内的气压为高于外界气压进行的蒸馏法；此外还尝试了其他的一些方法：如在上述的蒸馏法中辅助以超声波震荡等，或者将上述的多种方法结合等方法。
但是，上述的常压蒸馏法中存在的问题之一是温度过高。均需要将加热温度保持在摄氏100度或以上，造成植物精油的头香成分难回收，蜡质成分过多，严重影响了精油的品质。另一个问题是油水分离困难。植物精油为众多小分子化合物组成的混合物，有一定程度的水溶性（视精油种类的不同，水溶性不同），但在植物中的含量却普遍偏低的特性。上述的方法中均加入了大量的水分或通过蒸汽导入带进大量水分，导致油水比例差加大，精油难以从水中分离（只有精油在水中的浓度超过其溶解度后，才能与水分离）。
为了解决油水比差异过大的问题，申请号为cn201510626029.5的中国专利提供了一种玫瑰精油的提取方法，即将杀菌后的玫瑰采用蒸汽直蒸，温度为105-106℃。该方法虽然在一定程度上降低水油比，提高精油的得率。但是蒸馏过程中的温度过高，导致了挥发性较低的成分也被带出混入精油中，严重影响了精油的品质。
为了解决温度过高的问题，减压蒸馏法，又称为真空蒸馏法，是一种有效降低蒸馏温度的方法。现有的真空蒸馏法是在蒸馏器的末端加装真空泵，以保持在蒸馏过程中，蒸馏器内的气压低于外界气压，这样，可以达到在蒸馏过程中的降低温度的作用，获得的精油品质得到提高。但是，现有的真空蒸馏法，由于真空泵在蒸馏过程中一直在抽气，以维持必要的真空度，部分精油被真空泵抽出不能有效回收，导致精油的收率大大降低，这也是在实际生产中应用较少的原因之一。
技术实现要素：
针对上述情况，本发明首先提供了一种可用于对植物精油的提取装置，在此基础上并进一步提供了一种对植物精油的提取方法，可以满意解决上述问题。
本发明的植物精油的提取装置，是包括由间接加热真空蒸发单元、冷凝单元和真空单元顺序连通构成的一个真空循环提取系统。其中：
——间接加热真空蒸发单元中设置有提取结构，提取结构中具有带放空结构的可密闭腔体空间。在可密闭腔体空间内设有物料承载结构及与之配合设置并与加热源连接的加热结构。可密闭腔体空间并具有分别与冷凝单元连接的气体出口和与真空单元连接的气体进口；
——冷凝单元中包括由顺序连接的冷凝结构和缓冲结构组成的冷凝-缓冲单元。其中，位于前方的冷凝结构与提取结构中可密闭腔体空间的气体出口连接；位于后方的缓冲结构的底部设有液体排放口，上方空间与真空单元连接；
——真空单元中包括有可经切换控制结构转换而分别与外环境或与所述提取结构中可密闭腔体空间的气体进口连通的真空泵，真空泵的真空抽气口与冷凝单元中所述位于后方的缓冲结构连接。
上述结构的提取装置进行精油提取的过程，可包括两个阶段，第一阶段是通过真空单元使提取系统形成所需的真空环境，之后通过其切换控制结构转换为系统内循环，并对被提取原料进行加热，使物料在加热和真空条件下在体统内进行持续的循环提取，至提取完毕，放出提取过程中的冷凝液体并经油水分离后，即得到相应的植物精油产物。由于提取过程完全是在与外界隔绝的密闭的真空加热系统中循环进行和完成的，因此既可以显著降低提取的加热温度，同时也有效避免了常规方法所无法避免的提取过程中精油、特别是低沸点精油成分的损失。
在上述结构的提取装置中，所述间接加热真空蒸发单元中的加热结构可以有多种选择，例如，可优选以层格状设置的有利于实现对加热温度的控制或恒温加热的蒸汽加热管道或是ptc加热结构。所述的物料承载结构则可优选采用为可放置于层格状蒸汽加热管道间或ptc加热结构上的物料托盘，特别是带有通孔状或网格状通气结构承托面的结构形式托盘等形式的结构，更有利于物料的铺摊和加快挥发速度。
根据需要，在上述间接加热真空蒸发单元中的可密闭腔体空间中，还可以按常规方式设有适当形式的可对密闭腔体空间中的提取温度和/或真空度的显示结构。
为提高在循环提取过程中对含精油成分挥发气体的冷凝分离效果和效率，上述提取装置中的一种可优选方式，是将所述冷凝单元中的冷凝-缓冲单元设置为顺序连接的两级。其中，第一级冷凝-缓冲单元中的冷凝结构与提取结构的可密闭腔体空间连接，第一级冷凝-缓冲单元中的缓冲结构底部设有排液口，上方的排气口与第二级冷凝-缓冲单元中的冷凝结构连接；第二级冷凝-缓冲单元中的缓冲结构底部设有液体排放口，上方空间与真空单元连接。
本发明上述提取装置中，所述的可经切换控制结构转换而分别与外环境或与所述提取结构的可密闭腔体空间连通的真空泵是一个重要和关键的组成部分。所述该真空泵可优选但并非仅限于采用目前已有报道和/或使用的相应形式的配置有储水结构的水环真空泵，并在其与所述提取结构可密闭腔体空间的气体进口间的连通通路中设有气-水分离结构，避免将水分带入真空提取系统。
如上述，由于本发明上述结构形式的提取装置，可以对含精油成分的植物原料在真空加热条件下进行循环提取，因而既可有效降低提取的加热温度，又能有效减少或避免植物精油在提取过程中的损失，大大提高了植物精油的品质和精油提取收率。
基于此原理，本发明所述的真空循环提取植物精油的方法，是在包括顺序连通的间接加热真空蒸发单元、冷凝单元和可进行内/外循环转换的真空单元构成的真空循环的提取系统中，将被提取物料置于间接加热真空蒸发单元中的物料承载结构中，先由真空单元以与外环境相通的外循环方式使提取系统形成真空至所需的提取真空度后，转换为在维持提取系统的真空度并使提取系统内的气体与外环境相隔绝地在提取系统内循环运行的条件下，对被提取物料进行加热，被提取物料挥发出的含精油成分的气体经冷凝单元冷凝和气-液分离后，收集冷凝液体，不凝气体继续在提取系统内循环运行，持续将含精油成分的挥发气体带走并经冷凝单元进行冷凝和分离，直至提取结束，将收集的气-液分离后的液体经油-水分离后，得到所述的精油产物。
同样，在上述提取方法中，还可以单独或任意组合方式采用的进一步优选措施分别包括：
所述可进行内/外循环转换的真空单元，可以采用配合有储水结构的相应的水环真空泵，并在其与所述间接加热真空蒸发单元间的连通通路中设有气-水分离结构；
所述对被提取物料进行所需提取温度的加热，可以采用层格状设置的蒸汽加热管道或ptc加热结构，被提取物料置于与层格状的蒸汽加热管道或ptc加热结构配合设置的带有通孔或网格通气结构承托面的物料托盘中；
对被提取物料在提取系统内循环过程中挥发出的含精油成分的气体，在经冷凝单元冷凝进行冷凝处理时，可以通过依次前后设置的两级所述冷凝处理单元进行冷凝和分离。
由于本发明上述方法在植物精油的整个循环提取过程中未使用任何水或其它溶剂，不仅所收集的冷凝液中的油的比例可显著高于常规水蒸气蒸馏法的5~8倍，而且真空提取还可显著降低了提取温度，加之在良好的内循环条件下增加了对提取出的精油的冷却时间和冷却效果，都能有效防止低沸点挥发性物质的损失，提高了精油产物的收率和品质。
以下结合由附图所示实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
图1是本发明植物精油的提取装置的一种结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图所示的本发明植物精油的提取装置，包括由间接加热真空蒸发单元ⅰ、冷凝单元ⅱ和真空单元ⅲ顺序连通构成的真空循环提取系统。其中：
间接加热真空蒸发单元ⅰ中，设置有提取结构1。提取结构1中具有带放空结构11的可密闭腔体空间4，其内设置有层格状的与外加热蒸汽源7的蒸汽加热管道，或与外电源连接的ptc等形式的加热结构6（图中示出的是蒸汽加热管道），与之相配合地设有带有通孔或网格通气结构的托盘式物料承载结构5。其中，可密闭腔体空间4中还分别设有数字式或指针式的温度显示结构2和真空度显示结构3。可密闭腔体空间4中设置的气体出口与冷凝单元ⅱ连接；气体进口10与真空单元ⅲ连接。
冷凝单元ⅱ中，包括前后两级分别由顺序连接的冷凝结构和缓冲结构组成的冷凝-缓冲单元。其中，第一级冷凝-缓冲单元中的冷凝结构12与提取结构1的可密闭腔体空间4的气体出口连接；缓冲结构13的底部设有排液口14，上方的排气口与第二级冷凝-缓冲单元中的冷凝结构15连接；第二级冷凝-缓冲单元中的缓冲结构16的底部设有液体排放口17，上方空间与真空单元ⅲ连接。
真空单元ⅲ中，包括可经图中所示的两个分置形式的阀门（也可采用一体式的转换阀门）形式的切换控制结构22转换而实现分别与外环境或与所述提取结构1的可密闭腔体空间4的气体进口10连通的水环真空泵等形式的真空泵20，并配置有与水环真空泵20相适应的水槽等储水结构21，在真空泵20与可密闭腔体空间4的气体进口10的连通通路中，并设有带排液口19的气水分离结构18。真空泵20的真空抽气口与冷凝单元ⅱ中第二级冷凝-缓冲单元的缓冲结构16的上方空间连接。
实施例2
采用图1所示的植物精油的提取装置提取玫瑰花精油。
真空循环提取的基本过程，是在由包括顺序连通的间接加热真空蒸发单元ⅰ、冷凝单元ⅱ和可进行内/外循环转换的真空单元ⅲ构成的真空循环提取系统中，将50kg的玫瑰鲜花置于在间接加热真空蒸发单元中层格状加热结构6间的带有网格通孔的托盘式物料承载结构5中，先由真空单元中的水环真空泵以外循环方式使提取系统形成真空度为-0.075mpa的真空环境后，转换为在维持提取系统的真空度并使提取系统内的气体与外环境相隔绝地在提取系统内循环运行的条件下加热至40-50℃并维持循环4小时。在循环过程中，含精油成分的挥发气体经冷却温度为-10℃~0℃的列管和/或盘管式热交换器型冷凝单元冷凝和气-液分离后，收集冷凝的液体，不凝气体则继续在提取系统内循环运行，直至提取结束。将收集的气-液分离后的液体，静置4小时进行油-水分离，得到玫瑰花精油产品。精油的收率＞0.061%，显著高于0.02-0.04%的目前国家公知水平。
实施例3
采用图1所示的植物精油的提取装置，按照实施例2的操作过程和方式，分别以50kg的桂花鲜花为原料，提取相应的桂花精油。基本过程基本同上述提取玫瑰花精油。不同处在于提取系统的循环提取真空度为-0.09mpa，在35-45℃加热条件下循环提取5小时。将收集的气-液分离后的液体，静置4小时进行油-水分离，得到的桂花精油产品的收率为0.03%。
实施例4
按照实施例3的方式，以冷冻桂花为原料，提取相应的桂花精油。提取系统的循环提取真空度为-0.09mpa，在35-45℃加热条件下循环提取6小时。将收集的气-液分离后的液体，静置4小时进行油-水分离，得到的桂花精油产品的收率为0.04%。