植物精油蒸馏提取装置的制作方法

本发明涉及精油提取装置技术领域，尤其涉及植物精油蒸馏提取装置。

背景技术：

现有的卷烟中通常会添加一些植物精油香精用于改善卷烟口感，增加烟气的气的丰富性。植物精油是植物体内产生的一种具有挥发性芳香气味的次生代谢产物，由分子量较小的简单有机化合物组成，是一类有特殊气味的挥发性油状液体物质，由于其具有多种生物活性，常被制成各种香精和香料用于食品、日化、烟草等产品中。

提取植物中的挥发性成份精油有很多方法，如溶剂萃取法、超临界流体萃取法、亚临界萃取法、水蒸汽蒸馏法等。这些方法中，超临界、亚临界萃取法可以在低温下进行，不破坏挥发性成份，但该方法的设备复杂，提取成本较高；溶剂萃取法需要去除有机溶剂的工序，且产品中存在溶剂残留的问题；相较而言，水蒸汽蒸馏法操作简单，其流程、设备、操作等方面的技术都比较成熟，成本较低而产量大，为植物精油提取最常用的方法。

中国专利公开号cn101768513b，公开日2012年06月13日，专利名称为“物料和溶剂分离的制备烟用香料的方法及提取装置”，该申请公开的提取装置含有冷凝器、挥发油提取分离器、加热器，加热器内壁中上部设置有2-12层孔径为10-100目的网孔搁板，加热器底部设置有加热套，加热套是油浴加热的双层玻璃加热套，加热套与数显控制仪相连通，挥发油提取分离器的上升管上设置有保温套，上升管与收集管的夹角度数为30-40度。该专利公开的提取装置采用水上蒸馏法，并设计了回流管路将收集管内的冷凝水回流到加热器中，可同时对多层物料进行提取，但是冷凝水通过蒸汽出口回流进入加热器中，蒸汽出口正好位于多层搁板的正上方，冷凝水回流时流经多层搁板会带走待提取物料中的部分挥发性较差的物质，如糖、氨基酸等，并流入溶剂中，长期加热，易发生不饱和脂肪酸、萜类等物质的氧化，酯的水解，美拉德反应等，从而生成新物质，导致精油风味及品质变化。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供植物精油蒸馏提取装置，采用水上蒸馏与回流相结合的方式提高精油得率，通过导流机构将样品盘滴落的液滴导出蒸馏锅体，减少蒸馏过程中发生的反应，有效提高精油风味及品质。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

植物精油蒸馏提取装置，包括加热机构、蒸馏锅体、冷凝管和油水分离器，所述蒸馏锅体设置在加热机构上，所述蒸馏锅体内安装有样品盘支架，所述样品盘支架将蒸馏锅体内分为上下两层，所述样品盘支架上安装有用于盛放蒸馏原料的样品盘，所述蒸馏锅体的锅盖上设置有连通蒸馏锅体内部的蒸汽出口，所述蒸汽出口密封且插接有导流管，所述蒸馏锅体通过导流管与油水分离器的上部连通，所述油水分离器的上端口与冷凝管的下端口连通，所述油水分离器的下端安装有阀门，所述油水分离器于阀门的上方连接有与蒸馏锅体下层连通的回流管。

采用上述技术方案的提取装置，通过加热机构加热蒸馏锅体内部的水，使其蒸发形成水蒸汽，水蒸汽上行由下而上穿过样品盘，提取蒸馏物料中的挥发精油，形成携带有挥发精油的水蒸汽，随后通过蒸汽出口经导流管上升至冷凝管中冷凝形成液滴，并落入油水分离器中进行分离，形成位于上层的挥发精油和位于下层的水，下层的水经回流管直接流入蒸馏锅体的下层内，循环使用。本发明采用水上蒸馏与回流相结合的方式提高精油得率，且经回流管回流的液体直接导入蒸馏锅体下层蒸发，避免回流液体流经蒸馏物料携带物料中的部分成份，在一定程度上减少了蒸馏过程中发生的反应，提高精油品质。

进一步，所述提取装置还包括导流机构，所述导流机构包括相互连通的接液器和引流管，所述接液器位于样品盘正下方并将样品盘的底部全覆盖，所述引流管的出口端连接有集液管。

在蒸馏过程中，随着蒸汽上行至样品盘中，样品盘中的物料不可避免的会逐渐累积水汽，形成液滴滴落在溶剂中，液滴中必定含有物料中的部分成份，样品盘滴落的液滴在溶剂中长期加热会发生反应，生产新物质，影响精油风味和品质。而导流机构的设置可以通过接液器将样品盘中的液滴进行收集，并通过引流管导出蒸馏锅体外，避免样品盘中的液滴进入溶剂中再加热发生反应，进一步提高精油品质。

进一步，所述接液器为锥形漏斗，所述引流管与锥形漏斗的出口端连接。

作为接液器结构设计的另外一种优选方案，所述接液器为顶部敞开、底部呈圆锥形的筒体，所述引流管与筒体的最低处连接。

进一步，所述蒸馏罐体内还安装有不锈钢支架，所述不锈钢支架包括支撑杆和安装架，所述接液器安装在安装架上。

进一步，所述支撑杆的一端与安装架连接，另一端与样品盘支架连接。

或者所述支撑杆的一端与安装架连接，另一端与蒸馏锅体的锅底连接。

进一步，所述样品盘为顶部敞开、底部安装筛网的圆筒，所述筛网的目数为40～100目。

进一步，所述圆筒的圆周外壁上成型有凸出的圆环，所述圆环卡设在样品支架盘上。

进一步，所述蒸汽出口位于样品盘的正上方。

本发明的蒸馏提取装置采用水上蒸馏与回流相结合的方式来提高精油得率，且经回流管回流的液体直接流入溶剂层中，进行加热蒸发，循环使用，避免回流液直接与样品盘中的蒸馏物料接触，减少蒸馏过程中发生的反应，提高精油品质；本发明的蒸馏提取装置还设置了用于将样品盘中滴落的液滴收集导出蒸馏锅体外的导流机构，避免含有蒸馏物料部分成份的液滴滴入溶剂层中长期加热发生反应，进一步减少蒸馏过程中发生的反应，进一步提高精油风味和品质。

附图说明

图1是实施例1描述的植物精油蒸馏提取装置的结构示意图；

图2是实施例2描述的植物精油蒸馏提取装置的结构示意图；

图3是图2中的安装架的结构示意图；

图4是实施例3描述的植物精油蒸馏提取装置的结构示意图；

图5是实施例4描述的植物精油蒸馏提取装置的结构示意图；

其中，蒸馏锅体1、冷凝管2、油水分离器3、加热机构4、样品盘支架5、水位观察窗6、安装圆环7、样品盘8、卡环10、蒸汽出口11、导流管12、换料口13、密封门14、阀门15、回流管16、接液器171、引流管172、集液管18、支撑杆191、安装架192、大圆环201、小圆环202、连接杆203。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

实施例1

本实施例的植物精油蒸馏提取装置，包括蒸馏锅体1、冷凝管2、油水分离器3，以及用于加热蒸馏锅体1的加热机构4，加热机构4可以是电磁炉、电陶炉或者油浴锅等常用的加热装置，用于加热蒸馏锅体1内部的水蒸发形成水蒸汽。蒸馏锅体1的内壁上一体成型有安装圆环7，安装圆环7上安装有样品盘支架5，样品盘支架5将蒸馏锅体1内分为蒸汽层、溶剂层上下两层，样品盘支架5上安装有用于盛放蒸馏原料的样品盘8，样品盘8为顶部敞开、底部安装筛网的圆筒，筛网能够防止蒸馏物料漏出，筛网的目数选择以能够使水蒸汽通过为准，优选范围为40～100目，样品盘8的圆周外壁上还一体成型有卡环10，用于安装样品盘8。

样品盘支架5呈圆锥台结构，其顶部开设有圆孔，圆孔的直径略大于样品盘8的直径，方便将样品盘8卡设在圆孔内，且基本无缝隙，并通过卡环10卡设在圆孔上，避免样品盘8掉落。样品盘支架5的下圆直径尺寸与蒸馏锅体1的内径尺寸相同，样品盘支架5可通过卡在安装圆环7上或通过螺钉固定在安装圆环7上，迫使水蒸汽经过样品盘8，从而提高蒸馏提取效率。

蒸馏锅体1的锅盖上设置有连通蒸馏锅体1内部的蒸汽出口11，蒸汽出口11位于样品盘8的正上方，以便携带有挥发精油的水蒸汽能够直接快速从蒸汽出口11流出，蒸汽出口11采用密封塞密封，密封塞上插接有导流管11，蒸馏锅体1通过导流管12与油水分离器3连通，导流管12上套设有保温层，减少导流管12内部与外界的热交换，油水分离器3的上端口与冷凝管2的下端口连通，冷凝管2的上端口封闭，冷凝管2上靠近油水分离器3的冷凝水接口为冷凝水入口，远离油水分离器3的冷凝水接口为冷凝水出口。油水分离器3的下端安装有阀门15，油水分离器3的下部连接有与蒸馏锅体1下层连通的回流管16，回流管16用于将油水分离器3下部的水回流进入溶剂层中加热蒸发。

蒸馏锅体1于样品盘支架5上方开设有换料口13，换料口13上铰接有密封门14。换料口13的设置方便蒸馏结束后，取出样品盘8，更换蒸馏物料。蒸馏过程中，密封门14将换料口13密封，避免挥发精油泄露。

蒸馏锅体1于样品盘支架5下方设置有水位观察窗6。水位观察窗6用于观察水位，以便在缺水时采取补水措施，保证蒸馏过程的持续进行。

另外，蒸馏锅体1于样品盘支架5下方安装有进水管，进水管上安装有阀门，以便随时向蒸馏锅体1内部补水，保证蒸馏持续稳定进行。

实施例2

如图2所示，本实施例的植物精油蒸馏提取装置包括了实施例1的所有结构，并在实施例1的结构基础上，增加了导流机构，导流机构包括相互连通的接液器171和引流管172，接液器171位于样品盘8正下方并将样品盘8的底部全覆盖，用于接收样品盘8滴落的液滴，引流管172的出口端连接有集液管18，用于收集样品盘8滴落的液滴，集液管18中装有溶液，且引流管172的出口端位于液面下方，用于稳定蒸馏锅体1内部压力，集液管18也可以设计为密封的管体，在管体上安装有压力表和放气结构，以便随时观察集液管18内部压力，采取对应措施。

其中的接液器171以能够完全接收样品盘8滴落的液滴为准，本实施例设置为锥形漏斗，引流管172与锥形漏斗的出口端连接，如图2所示。

此外，蒸馏罐体1内还安装有不锈钢支架，用于支撑导流机构，不锈钢支架包括支撑杆191和安装架192，锥形漏斗安装在安装架192上。此处的安装架192以能够支撑固定锥形漏斗为准，如图3所示，本实施例的安装架包括大圆环201和小圆环202，大圆环201和小圆环202之间焊接有连接杆203，小圆环202套设在锥形漏斗外，支撑杆191的一端焊接在大圆环201上，另一端可以焊接在样品盘支架5上，也可以焊接在蒸馏锅体1的锅底上。

实施例3

如图4所示，本实施例的植物精油蒸馏提取装置与实施例2不同的结构在于，接液器171为顶部敞开、底部呈圆锥形的筒体，引流管172与筒体的最低处连接，收集到的液体均流向筒体的最低处，并经引流管172导出。本实施例中用于支撑固定导流机构的不锈钢支架也包括支撑杆191和安装架192，筒体安装在安装架192上，安装架192的结构可以设置实施例2描述的结构，也可以是与筒体底部配合的锥台结构，以便能够更好的支撑安装筒体。同样，支撑杆191的一端与安装架192焊接，另一端可以与样品盘支架5焊接，也可以与蒸馏锅体1的锅底焊接接。其他结构均与实施例2相同。

实施例4

本实施例为现有的水上蒸馏提取装置，如图5所示，其未设置本发明的回流结构和导流机构。

采用实施例1、2、4的植物精油提取装置进行精油蒸馏提取实验，分别向各个提取装置的样品盘中加入100g薰衣草和100g烟末的混合物作为蒸馏原料，蒸馏2小时，蒸馏结束后计算各个装置的精油得率，如表1所示，并用gc-ms分析精油成份，计算乙酸芳樟酯的相对百分含量和糠醛的相对百分含量，如表1所示。乙酸芳樟酯的含量与酯的水解反应相关，糠醛含量与美拉德反应相关，用这两个物质的相对百分含量来表征蒸馏过程中发生反应的轻重程度，由此可以看出，本发明的提取装置可以有效减少蒸馏过程中所发生的反应，提高精油品质。

表1

表1的数据对比表明，实施例1和实施例2的蒸馏装置设置了回流结构后，精油得率显著提高，实施例1的蒸馏装置精油得率与实施例4相比，相对提高了24.64％，实施例2的蒸馏装置精油得率与实施例4相比，相对提高了20.29％，说明回流结构的设计能够有效提高精油得率；实施例1和实施例2的数据对比，实施例2的糠醛相对百分含量较实施例1的相对变化了-19.05％，说明增加导流机构后，美拉德反应也在一定程度上得以减少。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。