挥发油提取装置的制作方法

1.本发明涉及香精香料提取技术领域，尤其涉及挥发油提取装置。


背景技术：

2.烟草源致香物质具有烟草的特征性香气，可用于烟草香精中增强补充烟草固有特征的自然香气，掩盖单一地区烟叶的地方性气息。挥发油香味成分是一类重要的烟草源致香物质，目前通常采用水蒸汽蒸馏连续动态提取法制备，它是将具有随水蒸气蒸馏且不溶或难溶于水的成分，以挥发油的式分离出来。通常采用经典挥发油提取装置，其是将挥发油油水分离器与蒸馏瓶和冷凝管组合，油水蒸汽经过冷凝管冷凝后，冷凝液回流到挥发油油水分离器内，经过油水分离，得到上层的挥发油香味成分。
3.采用现有的挥发油提取装置进行挥发油提取的缺陷在于：一方面，油水蒸汽形成液滴后，从冷凝管末端以自由落体形式，以较高的初始速度冲入油水界面中，造成油水混合液的剧烈扰动，部分油珠随水流进入回流管返回蒸馏瓶，降低了出油率；另一方面，对于含油量较低的原料，为了提高得油率，通常采用缩小挥发油测定器中油水分离区的内径，这虽然可以在一定程度上提高得油率，但是缩短了分离时间、影响分离效果，降低了出油率，导致两者不能同时兼顾。


技术实现要素：

4.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明提供一种挥发油提取装置。
5.本发明提供一种挥发油提取装置，其包括：蒸馏机构、挥发油油水分离器和第一冷凝机构；其中，
6.所述挥发油油水分离器包括：主管路，蒸汽导入管，溢流管，导流管和油水分离管；
7.所述油水分离管由上至下依次包括相连通的：储油区和分离区；所述分离区的底端设置有放液阀；所述分离区的内径大于储油区的内径；
8.所述储油区底部设置有自上而下尺寸渐扩的圆台段；
9.所述导流管的底部朝向油水分离管的方向开设有导流孔，所述导流孔直接连通于所述圆台段底部；
10.所述蒸汽导入管的进气口与主管路相连通，排气口与导流管相连通；
11.所述溢流管的回流入口与分离区的下部相连通，回流出口与主管路相连通；
12.所述圆台段下边缘低于所述溢流管的溢流点；
13.所述蒸馏机构的顶部与主管路相连通；
14.所述第一冷凝机构设置于导流管顶部，其冷凝液出口与导流管相连通。
15.进一步地，所述储油区包括主体刻度管和所述圆台段，所述圆台段由所述主体刻度管的底端向外扩径延伸形成。
16.进一步地，所述主体刻度管的内径为2m～12mm。
17.进一步地，所述储油区还包括设置于所述主体刻度管顶部的密封塞。
18.进一步地，所述第一冷凝机构的冷凝液出口为倾斜状，所述倾斜状出口的尖端设置在靠近所述储油区的一侧。
19.进一步地，所述导流管的底部为朝向所述分离区方向向下倾斜的斜面，所述斜面与竖直面的夹角为30℃～60℃。
20.进一步地，还包括第二冷凝机构，所述第二冷凝机构设置于分离区的下段外。
21.进一步地，所述蒸馏机构包括：蒸馏瓶，以及用于对所述蒸馏瓶内料液进行加热的加热器。
22.进一步地，所述圆台段的侧面腰线与轴线的夹角为60
°
～80
°
。
23.进一步地，所述圆台段下边缘低于所述溢流管的溢流点1mm～10mm。
24.本发明提供的挥发油提取装置可以包括以下有益效果：
25.1、本发明提供的挥发油提取装置中，油水分离管中的储油区和分离区相对独立设置，相对于现有的两区共同的分离管，本发明提取装置的油水分离管可以根据需求调整储油区和分离区的内径，设计内径较小的储油区以提高得油率，同时设计内径较大的分离区，增大油水混合液下沉时的流通截面积，以延长分离时间，进而增大了出油率。其优势在提取低含油量物料的挥发油时更为显著。
26.2、本发明提供的挥发油提取装置中，挥发油油水分离器通过设置导流管来缓冲冷凝液滴入对油水分离管液面的垂直波动，该导流管通过在其底面的侧面开设导流孔，进而改变冷凝液滴进入油水分离管的运动方向，冷凝液滴垂直落入导流管，经过导流孔的作用，一部分重力势能转换为水平运动的动能，即冷凝液滴垂直落入导流管，经过导流孔后基本以水平运动的方式进入到油水分离管内，并保持了一定温度和适当扰动，便于微小油滴碰撞聚结上浮，解决了目前油水混合液垂直运动导致部分油珠随水流通过溢流管返回蒸馏瓶，影响出油率的问题，由此提高了出油率。
27.3、储油区设置有圆台段，导流孔直接与储油区的圆台段底部向连通，该圆台段对于刚进入到圆台段底部的、漂浮于液面上的挥发油起到导向作用，使其快速的进入到储油区内；同时，由于从导流孔流入的油水混合液主要以水平运动为主，造成的垂直方向的波动较小，因此位于储油区内的挥发油不易越过圆台段回到导流管内，由此提高出油率。
28.综上所述，采用本发明提供的挥发油提取装置可以在实现较高的得油率的同时仍具有较高的出油率，尤其适用于低含油量物料的挥发油提取。
29.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
30.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细地描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
31.图1是本发明实施例提供的挥发油提取装置的结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的挥发油提取装置中导流管与油水分离管相连通部位的局部剖面示意图。
33.附图标记说明
34.1-蒸馏机构
35.2-第一冷凝机构
36.3-主管路
37.4-蒸汽导入管
38.5-溢流管
39.6-导流管
40.61-导流孔
41.7-油水分离管
42.71-储油区
43.711-主体刻度管
44.712-圆台段
45.72-分离区
46.8-放液阀
47.9-密封塞
48.10-第二冷凝机构
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
51.应当理解，尽管在本发明中可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.本发明实施例提供一种挥发油提取装置，采用该装置可以实现较高的得油率和出油率，尤其适合提取低含油量物料挥发油。请参见图1，本发明实施例提供的挥发油提取装置包括：蒸馏机构1、挥发油油水分离器和第一冷凝机构2；其中，
53.所述挥发油油水分离器包括：主管路3，蒸汽导入管4，溢流管5，导流管6和油水分离管7；
54.所述油水分离管7由上至下依次包括相连通的：储油区71和分离区72；所述分离区72的底端设置有放液阀8；所述分离区72的内径大于储油区71的内径；
55.所述储油区71底部设置有自上而下尺寸渐扩的圆台段712；
56.请参见图2，所述导流管6的底部朝向油水分离管7的方向开设有导流孔61，所述导流孔61直接连通于所述圆台段712底部；
57.所述蒸汽导入管4的进气口与主管路3相连通，排气口与导流管6相连通；
58.所述溢流管5的回流入口与分离区72的下部相连通，回流出口与主管路3相连通；
59.所述圆台段712下边缘低于所述溢流管5的溢流点；
60.所述蒸馏机构1的顶部与主管路3相连通；
61.所述第一冷凝机构2设置于导流管6顶部，其冷凝液出口与导流管6相连通。
62.本实施例提供的挥发油提取装置的工作过程如下：
63.蒸馏机构1产生的油水混合蒸汽通过主管路3、蒸汽导入管4后上升，进入到第一冷凝机构2后冷凝为冷凝液，冷凝液滴以自由落体的形式连续的滴入导流管6底部的液体中，在不断的冲击下，导流管6底部的液体和此时已经析出的漂浮挥发油经过导流管6底部的导流孔61连续进入油水分离管7中，其中已经析出的挥发油由于密度较小，配合储油区71底部的圆台段712的导流作用，快速进入到储油区71内；油水混合液在重力的作用下，进入到分离区72内，由于分离区72的截面积相对较大，油水混合液下降速度较慢，其在缓慢下降过程中进行油水分离，期间析出的挥发油上浮进入储油区71，析出后的水相则经溢流管5、主管路3返回蒸馏机构1，以上完成一次循环。经过若干次循环后结束蒸馏，用微量吸管取出储油区71的挥发油；对于挥发油含量低的物料的提取，必要时可以微微倾斜挥发油油水分离器，使溢流管5的溢流点相对于挥发油与水的两相界面略有升高，使挥发油全部进入储油区71中后方便用微量吸管取出挥发油。挥发油提取完毕后，可打开油水分离管7底部的放液阀8，将挥发油油水分离器内的液体全部排出。
64.本实施例提供的挥发油提取装置中，油水分离管7中的储油区71和分离区72相对独立设置，相对于现有的两区共同的分离管，本实施例的油水分离管7可以根据需求调整储油区71和分离区72的内径，设计内径较小的储油区71以提高得油率，同时设计内径较大的分离区72，增大油水混合液下沉时的流通截面积，以延长分离时间，进而增大了出油率。
65.挥发油油水分离器还通过设置导流管6来缓冲冷凝液滴入对油水分离管7液面的垂直波动，该导流管6通过在其底面的侧面开设导流孔61，进而改变冷凝液滴进入油水分离管的运动方向，冷凝液滴垂直落入导流管6，经过导流孔61的作用，一部分重力势能转换为水平运动的动能，即冷凝液滴垂直落入导流管6，经过导流孔61后基本以水平运动的方式进入到油水分离管7内，并保持了一定温度和适当扰动，便于微小油滴碰撞聚结上浮，解决了目前油水混合液垂直运动导致部分油珠随水流通过溢流管返回蒸馏瓶，影响出油率的问题，由此提高了出油率。另外，导流孔61直接与储油区71的圆台段712底部向连通(即导流孔61与圆台段712底部以及分离区72的顶部共接)，该圆台段712对漂浮于液体表面的挥发油起到导流作用，使得漂浮的少量挥发油能够进入到储油区71内，提高出油率。优选的，上述导流管6的底部为朝向所述分离区72方向向下倾斜的斜面，所述斜面与竖直面的夹角为30℃～60℃，更优选的，斜面与竖直面的夹角为45℃。
66.储油区71设置圆台段712的作用在于：对于刚进入到圆台段712底部的、漂浮于液面上的挥发油起到导向作用，使其快速的进入到储油区71内；同时，由于从导流孔61流入的油水混合液主要以水平运动为主，造成的垂直方向的波动较小，因此位于储油区71内的挥发油不易越过圆台段712回到导流管6内，由此提高出油率。优选的，所述圆台段712的侧面
腰线与轴线的夹角为60
°
～80
°
，此种倾斜角度的圆台段712有利于降低储油区71内的挥发油回流回导流管6的概率。更优选的，所述圆台段712的侧面腰线与轴线的夹角为65
°
.进一步地，所述圆台段712下边缘低于所述溢流管5的溢流点1mm～10mm。由于挥发油密度低，因此挥发油液面c高度略高于溢流点a高度，油水分界面b的液面高度略低于溢流点a的高度。进一步通过设置圆台段712下边缘低于所述溢流管5的溢流点1mm～10mm，有利于获得如图2所示的理想液面分布，还可以避免挥发油回流回导流管6内。最优选的，圆台段712下边缘低于所述溢流管5的溢流点3mm。
67.请参见图1，上述储油区71具体优选包括优选主体刻度管711和所述圆台段712，所述圆台段712由所述主体刻度管711的底端向外扩径延伸形成。设置主体刻度管711有助于帮助操作者及时了解提取出的挥发油的量。上述主体刻度管711的内径优选为2m～12mm，减少内径有助于提高得油率。另外，主体刻度管711顶部还优选设置有密封塞9。设置密封塞9有助于在提取挥发油时防止挥发损失，提取结束时为取油提供便利。本领域技术人员应该理解的是，本技术所述分离区72的内径大于储油区71的内径，指的是分离区72的内径大于储油区71非圆台段的内径，具体为分离区72的内径大于主体刻度管711的内径。
68.分离区72位于圆台段712下方，用于油水分离。为了适配多种尺寸的分离区72，圆台段712优选通过圆弧段与分离区72过渡连接。另外，上述挥发油提取装置还优选包括第二冷凝机构10，其设置于分离区72的下段外，第二冷凝机构10的长度优选为分离区72有效长度的1/2。油水混合液在分离区72缓慢下降过程中进行油水分离，其在进入下层(即分离区72下段)后被第二冷凝机构10冷凝，温度降低后水中饱和挥发油继续析出上浮，由此进一步地提高出油率。
69.第一冷凝机构2用于对油水混合蒸汽冷却，得到油水混合液，油水混合液通过导流管6的导流孔61进入到分离区72内，本领域技术人员可以理解，油水混合液在导流管6内停留的时间越长，析出的挥发油成分越多，挥发油漂浮于液面不易进入到分离区72内，因此缩短油水混合液在导流管6内停留的时间有利于提高出油率。为此，本实施例优选设置第一冷凝机构2的冷凝液出口为倾斜状，所述倾斜状出口的尖端设置在靠近所述储油区71的一侧。即尽可能的缩短了冷凝液排出部位与储油区71的水平间距，进而缩短了油水混合液进入储油区71的行程，也即缩短了油水混合液在导流管6内停留的时间，进而提高出油率。本发明实施例中，第一冷凝机构2和/或第二冷凝机构10具体可以为冷凝管。
70.蒸馏机构1主要用于对物料的水溶液加热，将可被水蒸气携带的香味成分分离出来并随水蒸气一同移动。该蒸馏机构1具体可以包括：蒸馏瓶，以及用于对所述蒸馏瓶内料液进行加热的加热器。加热器优选采用水浴锅。
71.由上述内容可知，本发明实施例提供的挥发油提取装置具有如下优点：
72.1、本实施例提供的挥发油提取装置中，油水分离管中的储油区71和分离区72相对独立设置，相对于现有的两区共同的分离管，本发明提取装置的油水分离管7可以根据需求调整储油区71和分离区72的内径，设计内径较小的储油区71以提高得油率，同时设计内径较大的分离区72，增大油水混合液下沉时的流通截面积，以延长分离时间，进而增大了出油率。其优势在提取低含油量物料的挥发油时更为显著。
73.2、本实施例提供的挥发油提取装置中，挥发油油水分离器通过设置导流管6来缓冲冷凝液滴入对油水分离管7液面的垂直波动，该导流管6通过在其底面的侧面开设导流孔
61，进而改变冷凝液滴进入油水分离管的运动方向，冷凝液滴垂直落入导流管6，经过导流孔61的作用，一部分重力势能转换为水平运动的动能，即冷凝液滴垂直落入导流管6，经过导流孔61后基本以水平运动的方式进入到油水分离管7内，并保持了一定温度和适当扰动，便于微小油滴碰撞聚结上浮，解决了目前油水混合液垂直运动导致部分油珠随水流通过溢流管返回蒸馏瓶，影响出油率的问题，由此提高了出油率。
74.3、储油区71设置有圆台段712，导流孔61直接与储油区71的圆台段712底部向连通，该圆台段对于刚进入到圆台段712底部的、漂浮于液面上的挥发油起到导向作用，使其快速的进入到储油区71内；同时，由于从导流孔61流入的油水混合液主要以水平运动为主，造成的垂直方向的波动较小，因此位于储油区71内的挥发油不易越过圆台段712回到导流管6内，由此提高出油率。
75.综上所述，采用本发明提供的挥发油提取装置可以在实现较高的得油率的同时仍具有较高的出油率，尤其适用于低含油量物料的挥发油提取。
76.下面结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明：
77.采用如图1所示的挥发油提取装置，其具体包括：蒸馏机构、挥发油油水分离器和第一冷凝机构2；其中，
78.蒸馏机构包括：蒸馏瓶和水浴锅；
79.挥发油油水分离器包括：主管路3，蒸汽导入管4，溢流管5，导流管6，油水分离管7，放液阀8和密封塞9；
80.油水分离管7由上至下依次包括相连通的：储油区71和分离区72；储油区71包括主体刻度管711和圆台段712，圆台段712由主体刻度管711的底端向外扩径延伸形成；主体刻度管711内径为2.5mm，圆台段712的侧面腰线与轴线的夹角为65
°
；主体刻度管711顶部有密封塞9；分离区72下段装设第二冷凝机构10，第二冷凝机构10为长度为分离区72有效长度的1/2；分离区72的底端设置放液阀8；分离区72的内径大于主体刻度管711的内径；
81.导流管6的底部朝向油水分离管7的方向开设有导流孔61，导流孔61直接连接于圆台段712底部；导流管6的底部为朝向分离区72方向向下倾斜的斜面，斜面与竖直面的夹角为45℃；
82.蒸汽导入管4的进气口与主管路3相连通，排气口与导流管6相连通；
83.溢流管5的回流入口与油水分离管7的下部相连通，回流出口与主管路3相连通；
84.圆台段712下边缘低于溢流管5的溢流点3mm；
85.蒸馏瓶的顶部与主管路3相连通；
86.第一冷凝机构2设置于导流管6顶部，其冷凝液出口与导流管6相连通；该冷凝液出口为倾斜状，尖端设置在靠近储油区71的一侧。
87.具体操作过程如下：
88.在5000ml蒸馏瓶中，按照1:10的料液比加入250g烟末和2500ml蒸馏水，料液被加热沸腾后，油水混合蒸汽依次经过主管路3、蒸汽导入管4、导流管6进入第一冷凝机构2被冷凝，冷凝后的液滴从第一冷凝机构2的出口尖端，以自由落体的形式滴入导流管6底部的液体中，在不断的冲击下，底部液体和可能存在的漂浮挥发油，经过浸入液面下的导流孔61连续进入圆台段712底部，漂浮挥发油通过圆台段712进入到储油区71内，油水混合液在缓慢下降过程中进行油水分离，上层浮油进入储油区71的圆台段712，下层水进入被第二冷凝机
构10包裹的分离区72下段，温度降低后水中饱和挥发油继续析出上浮，水则经溢流管5返回蒸馏瓶，完成一次循环。经过2h循环结束蒸馏时，取下储油区71上端密封塞，必要时微微倾斜分离装置，使溢流管5溢流点相对于挥发油与水的两相界面略有升高，使挥发油全部进入主体刻度管711中后，即可读取挥发油体积，并用微量吸管取出挥发油。
89.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。