一种多功能挥发油提取分离系统的制作方法

1.本发明涉及药品、食品、化妆品、化工产品制备技术领域，具体而言，涉及一种多功能挥发油提取分离系统。


背景技术：

2.挥发油又称精油，是一类不与水混溶的挥发性油状液体的总称，常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏，多数具有芳香气味，在植物界分布很广，具有抗菌、抗病毒、抗真菌、抗虫害等功能，被广泛应用于医药、食品、卫生、化妆品等多个领域。现代医药学研究发现，挥发油多是小分子物质，能被机体快速吸收，作用十分广泛，在心脑血管系统、中枢神经系统、呼吸系统、胃肠道系统、抗菌、抗炎、抗癌、抗病毒、促进药物吸收等多方面都具有应用价值。
3.目前的挥发油提取分离系统对于相对密度与水接近的挥发油、以及轻油和重油同时存在的挥发油的提取是较为困难，因此导致原料利用率低，能耗大，成本高、提取不到挥发油等问题。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本发明提供了一种多功能挥发油提取分离系统，旨在解决原料利用率低，能耗大，成本高，提取不到挥发油的问题。
5.本发明是这样实现的：本发明提供一种多功能挥发油提取分离系统包括：提取罐，用于对植物产物所含挥发性成分蒸馏提取。
6.蒸汽过滤器，与所述提取罐连接，以对蒸汽中的杂质进行过滤。
7.冷凝器，与所述提取罐相连，用于冷凝所述提取罐内蒸馏出的二次蒸汽、平衡系统气压。
8.冷却器，与所述冷凝器相连，用于降低所述冷凝器中产生冷凝液的温度。
9.气液分离器，与所述冷却器相连，用于排除冷凝液在所述冷却器产生的不凝气体。
10.挥发油收集器，与所述气液分离器和冷凝器相连，用于轻油、重油的收集。
11.双联过滤器，与所述提取罐相连，用于过滤所述提取罐中的提取液。
12.在本发明的一种实施例中，所述提取罐的底盖外部具有夹套，所述底盖内部具有蒸汽分布器，所述夹套、所述蒸汽分布器分别与所述提取罐的外部的蒸汽管道连接，所述蒸汽过滤器设置在与所述蒸汽分布器连接的蒸汽管道上。
13.在本发明的一种实施例中，所述蒸汽分布器为碟形腔体结构，且所述蒸汽分布器的侧壁设有若干小孔。
14.在本发明的一种实施例中，所述挥发油收集器包括第一锥形部、柱形部和第二锥形部，所述第一锥形部与所述第二锥形部分别设置在所述柱形部的两侧，其中，所述第二锥形部具有重油收集阀以及延伸至所述柱形部内的回流管道，所述回流管道具有轻油收集阀和回流阀。
15.在本发明的一种实施例中，所述柱形部内部设有套管，所述套管顶部连接有支撑
杆，所述支撑杆可穿过所述第一锥形部。
16.在本发明的一种实施例中，所述套管的顶端为锥形结构，底端为开口结构，且底端具有向外弯曲的倒角。
17.在本发明的一种实施例中，所述冷凝器的出口具有三通球阀，所述三通球阀的一端与所述冷却器相连，另一端通过主管道与所述挥发油收集器相连。
18.在本发明的一种实施例中，所述气液分离器与所述挥发油收集器均设有排空冷凝管。
19.在本发明的一种实施例中，所述冷凝器与所述三通球阀之间具有第一温度显示仪表，所述冷却器与所述气液分离器之间具有第二温度显示仪表，所述第一温度显示仪表与所述第二温度显示仪表均被配置为测量冷凝液的温度。
20.在本发明的一种实施例中，所述冷凝器呈竖直放置，且所述冷凝器还具有二次蒸汽入口与排空口，所述二次蒸汽入口与所述提取罐管道连接，所述排空口处设有排空阀。
21.本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种多功能挥发油提取分离系统，使用时，向提取罐投入待提取的原料，并向罐内加入所需体积的饮用水，浸泡至工艺所需的时间，然后进行加热蒸馏操作或直通蒸汽蒸馏操作，提取罐内蒸馏出的二次蒸汽通过冷凝器冷凝形成冷凝液，然后由冷却器控制冷凝液的温度，接着气液分离器排除冷凝液在冷却器进一步冷却时产生的不凝气体，以平衡系统内压力，避免压力波动导致挥发油收集器内的液面不稳定造成的挥发油提取效率低的问题，然后通过挥发油收集器进行轻油或重油的收集，在提取结束后，通过双联过滤器可对罐内提取液进行过滤操作；
22.本公开的方案还具有以下优点：
23.1、通过竖直冷放置、底部进二次蒸汽顶部排空的冷凝器设计，可获得温度较高的含挥发油的冷凝液(约60℃到80℃)，并可通过管路和阀门控制温度较高的冷凝液直接进入挥发油收集器进行挥发油分离收集，或经冷却器冷却后再进入挥发油收集器，结合管道上设置的温度显示仪表，达到了灵活控制冷凝液温度的技术效果，可满足不同种类挥发油由于冷凝温度不同导致在水中的分散特性不同而产生的对冷凝液温度的不同工艺需求。
24.2、挥发油收集器锥形的上盖设计使冷凝液出口与容器壁平缓过渡，可使含挥发油的冷凝液平稳向下流动，避免了冷凝液滴落、砸向液面时造成的挥发油分散、乳化现象，有利于挥发油平稳地在液面富集、凝聚，可达到缩短油水分离时间、提高挥发油提取效率的技术效果。
25.3、挥发油收集器中的可升降的套管设计在降下时将套管外侧富集挥发油的液面与回流管口隔离，可有效避免液面上漂浮的挥发油随水流进入回流管口的问题，套管较大的管径和下部向外延伸的倒角设计，可有效避免重油下沉时被吸入回流管口的问题，套管升起时隔离解除，又可以实现轻油收集；挥发油收集器锥形的底部设计有利于油水分离和重油聚集，可减少收取重油时水的引入、提高收取重油纯度。以上设计达到了在不更换任何部件的前提下，可收集轻油，也可收集重油，还可以同时收集轻油和重油的技术效果。
26.4、冷凝器、气液分离器、挥发油收集器及冷凝液主管路的设计充分考虑了系统压力平衡和尾气排放损耗问题，竖直放置、顶部排空的冷凝器设计、第一冷凝管和第二冷凝管的设计，冷凝液主管路较大的管径dn50设计，都可以有效排放不凝气体、降低排放尾气温度，达到了平衡系统压力、减少尾气挥发性成分损耗的技术效果。
27.5、提取罐底部蒸汽分布器的设计可使直通蒸汽在提取罐内均匀分布，可避免由于蒸汽分布不均匀导致蒸汽不能有效穿透物料造成的挥发油提取效率低的问题，且直通蒸汽经过蒸汽过滤器过滤，可避免蒸汽中的杂质污染挥发油及提取物产品，达到了可根据工艺需求选择使用底部加热或直通蒸汽两种方式提取挥发油，且挥发油和提取物不受蒸汽中铁锈、泥沙杂质污染的技术效果。
28.6、即可以满足挥发油提取的需求，也可满足一般的煎煮、回流提取需求；既可以收集轻油，也可以收集重油；既可以使用加热蒸馏，也可以使用直通蒸汽蒸馏；既可以控制较高的冷凝液温度，也可以控制较低的冷凝液温度。体现出该系统的多功能特性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1是本发明实施方式提供的一种多功能挥发油提取分离系统整体结构示意图；
31.图2为本发明中图1的a处放大图；
32.图3为本发明实施方式提供的一种多功能挥发油提取分离系统中轻油收集状态的结构示意图；
33.图4为本发明实施方式提供的一种多功能挥发油提取分离系统中蒸馏提取状态的结构示意图。
34.图中：100-提取罐；110-底盖；111-夹套；112-蒸汽分布器；200-蒸汽过滤器；300-冷凝器；310-三通球阀；311-主管道；312-第一温度显示仪表；320-二次蒸汽入口；330-排空口；400-冷却器；410-第二温度显示仪表；500-气液分离器；510-排空冷凝管；600-挥发油收集器；610-第一锥形部；620-柱形部；621-套管；6211-支撑杆；630-第二锥形部；631-重油收集阀；632-回流管道；6321-轻油收集阀；6322-回流阀；700-双联过滤器。
具体实施方式
35.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.实施例
43.请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种多功能挥发油提取分离系统包括：提取罐100，用于对植物产物所含挥发性成分蒸馏提取。具体的，提取罐100的底盖110外部具有夹套111，底盖110内部具有蒸汽分布器112，夹套111与蒸汽分布器112分别与所述提取罐100外部的蒸汽管道连接，用于实现底盖110加热功能与直通蒸汽功能的单独控制，满足不同的工艺需求。蒸汽分布器112为一碟形腔体，底部与提取罐100外部穿透底盖110的蒸汽管道连接，侧壁密布小孔，用于实现直通蒸汽在提取罐100内的均匀分布，避免由于蒸汽分布不均匀导致提取罐100内物料不能被有效穿过而造成的挥发油提取效率低的问题。
44.蒸汽过滤器200，与提取罐100连接，与底盖110内部的蒸汽分布器112连通，以对直通蒸汽中的杂质进行过滤。提取罐100与蒸汽过滤器200之间的管道上依次设置直通蒸汽罐底阀、u型弯、止回阀，直通蒸汽罐底阀用于外部管道出现故障时随时进行检修，u型弯用于排尽罐内残余提取液，止回阀用于避免蒸汽压力低时，罐内提取液倒流入蒸汽管道导致污染和损失。提取罐100与蒸汽过滤器200之间的管道、管件应使用不锈钢材质。
45.冷凝器300，与提取罐100相连，用于冷凝提取罐100内蒸馏出的二次蒸汽、平衡系统气压。具体的，冷凝器300的出口具有三通球阀310，三通球阀310的一端与冷却器400相连，另一端通过主管道311与挥发油收集器600相连，冷凝器300呈竖直放置，且冷凝器300还具有二次蒸汽入口320与排空口330，二次蒸汽入口320与提取罐100管道连接，排空口330处设有排空阀，通过竖直放置、底部进二次蒸汽顶部排空的冷凝器300设计，可获得温度较高的含挥发油的冷凝液(约60℃到80℃)，并可通过管路和阀门控制温度较高的冷凝液直接进入挥发油收集器600进行挥发油分离收集，或经冷却器400冷却后再进入挥发油收集器600，
结合管道上设置的第一温度显示仪表312以及第二温度显示仪表410，达到了灵活控制冷凝液温度的技术效果，可满足不同种类挥发油由于冷凝温度不同导致在水中的分散特性不同而产生的对冷凝液温度的不同工艺需求。
46.冷却器400，与冷凝器300相连，用于降低冷凝器300中产生冷凝液的温度。冷凝器300与三通球阀310之间具有第一温度显示仪表312，冷却器400与气液分离器500之间具有第二温度显示仪表410，第一温度显示仪表312与第二温度显示仪表410均被配置为测量冷凝液的温度，在提取过程中，可通过观察第一温度显示仪表312的示数来判断冷凝液的温度，如果冷凝液温度高于工艺规定的温度，可将三通球阀310切换至与冷却器400连通，接通冷却器400及排空冷凝管510冷却水，开启气液分离器500出液阀，使冷凝液通过冷却器400进一步冷却，并通过气液分离器500平衡压力，最后通过挥发油收集器600、回流阀6322流回提取罐100内。
47.气液分离器500，与冷却器400相连，用于排除冷凝液在冷却器400产生的不凝气体。具体的，气液分离器500与挥发油收集器600均设有排空冷凝管510，其中，冷凝器300、气液分离器500、挥发油收集器600及冷凝液主管道311的设计充分考虑了系统压力平衡和尾气排放损耗问题，竖直放置、顶部排空的冷凝器300设计、通过排空冷凝管510的设计，冷凝液主管道311较大的管径dn50设计，都可以有效排放不凝气体、降低排放尾气温度，达到了平衡系统压力、减少尾气挥发性成分损耗的技术效果。
48.挥发油收集器600，与气液分离器500和冷凝器300相连，用于轻油、重油的收集。
49.请参阅图1、图3和图4，挥发油收集器600包括第一锥形部610、柱形部620和第二锥形部630，第一锥形部610与第二锥形部630分别设置在柱形部620的两侧，其中，第二锥形部630具有重油收集阀631以及延伸至柱形部620内的回流管道632，该回流管道632在柱形部620的一端设置为斜口结构。回流管道632具有轻油收集阀6321和回流阀6322，第一锥形部610使冷凝液出口与容器平缓过渡，可使含挥发油的冷凝液平稳向下流动，避免了冷凝液滴落、砸向液面时造成的挥发油分散、乳化现象，有利于挥发油平稳地在液面富集、凝聚，可达到缩短油水分离时间、提高挥发油提取效率的技术效果。
50.请参阅图1、图3和图4，柱形部620内部设有套管621，套管621顶部连接有支撑杆6211，支撑杆6211可穿过第一锥形部610，向上拉动或向下推动支撑杆6211，可使套管621在柱形部620中进行升降作业，以此实现轻油、重油的收集，而且支撑杆6211和第一锥形部610之间通过硅胶圈形成密封结构。套管621的顶端为锥形结构，底端为开口结构，且底端具有向外弯曲的倒角，套管621较大的管径和下部向外延伸的倒角设计，可有效避免重油下沉时被吸入回流管道632的问题。
51.双联过滤器700，与提取罐100相连，用于过滤提取罐100中的提取液，提取过程中，可通过输送泵和循环管路循环提取罐100内提取液，使提取液加热均匀。提取至规定时间后，关闭提取罐100蒸汽阀，通过双联过滤器700过滤后，经输送泵和出液管路将提取液输送至储罐或下一工序。
52.具体的，该多功能挥发油提取分离系统的工作原理：使用时，向提取罐100投入待提取的原料，并向罐内加入所需体积的饮用水，浸泡至工艺所需的时间，然后进行加热蒸馏操作或直通蒸汽蒸馏操作，提取罐100内蒸馏出的二次蒸汽通过冷凝器300冷凝形成冷凝液，然后由冷却器400控制冷凝液的温度，接着气液分离器500排除冷凝液在冷却器400进一
步冷却时产生的不凝气体，以平衡系统内压力，避免压力波动导致挥发油收集器600内的液面不稳定造成的挥发油提取效率低的问题，然后通过挥发油收集器600进行轻油或重油的收集，在提取结束后，通过双联过滤器700可对罐内提取液进行过滤操作；
53.挥发油收集器600中的可升降的套管621设计，通过拉动支撑杆6211来对套管621进行控制，在降下时，将套管621外侧富集挥发油的液面与回流管道632的一端隔离，可有效避免液面上漂浮的挥发油随水流进入回流管道632的问题，套管621较大的管径和下部向外延伸的倒角设计，可有效避免重油下沉时被吸入回流管道632的问题，套管621升起时隔离解除，又可以实现轻油收集；挥发油收集器600锥形的底部设计有利于油水分离和重油聚集，可减少收取重油时水的引入、提高收取重油纯度。以上设计达到了在不更换任何部件的前提下，可收集轻油，也可收集重油，还可以同时收集轻油和重油的技术效果；
54.在使用直通蒸汽蒸馏提取挥发油时：
55.关闭提取罐100的底盖110，经提取罐100的投料口加入待提取原料，根据工艺需求通入少量饮用水润湿或浸泡待提取原料，开启直通蒸汽蒸汽阀、直通蒸汽罐底阀，蒸汽经蒸汽过滤器200过滤除去铁锈、泥沙等杂质，避免蒸汽中的杂质污染产品的问题，然后经过滤的蒸汽进入提取罐100底部的蒸汽分布器112，通过蒸汽分布器112侧壁的小孔进入提取罐100内，使蒸汽在提取罐100内均匀分布，向上穿过待提取的原料，使原料中的挥发油随水蒸气蒸馏出来，避免由于蒸汽分布不均匀导致提取罐100内物料不能被有效穿过而造成的挥发油提取效率低的问题。直通蒸汽蒸馏过程，提取罐100与蒸汽过滤器200之间的管路上设置的单向阀可避免蒸汽管路内的压力降低时，提取罐100内的提取液倒吸入蒸汽管路，造成提取液污染及损失。
56.在进行密度与水接近的挥发油收集时：
57.提取罐100内原料中的挥发油随二次蒸汽或直通蒸汽蒸馏出来，进入冷凝器300壳程，与管程流动的冷却水发生热交换后，冷凝至液态，在冷凝液向下流动的过程中，与刚进入冷凝器300的二次蒸汽产生对流，发生热交换，使冷凝液在向下流出冷凝器300时，温度可保持在约60℃到80℃，同时，冷凝器300的顶部排空口330还可将尾气降低到较低温度后排放，达到平衡系统内压力、减少尾气中挥发性成分损耗的效果。以川芎挥发油为例来说明：由于川芎挥发油的密度与水接近，易分散在水中，温度较高时其密度相对低一些，易在液面聚集，因此这种可保持系统压力平衡、可减少尾气挥发性成分损耗、可保持冷凝液处于较高温度的冷凝设备设计，更适于提取川芎等密度与水接近的挥发油，在提取这类挥发油时，控制三通球阀310，使冷凝器300冷凝液出口与冷凝液主管道311连通，关闭挥发油收集器600排气阀、轻油收集阀6321、重油收集阀631，开启回流阀6322，使温度较高的冷凝液进入挥发油收集器600，挥发油即可在液面聚集、析出。此时，将套管621降下，使套管621处于蒸馏提取状态，将液面产生的挥发油与回流管道632进行一定程度的隔离，挥发油在套管621外侧聚集、析出，水则向下翻越套管621，从套管621内侧进入回流管道632，避免液面形成的挥发油直接随水流流入回流管道632，造成损失，同时也将轻油锁定在套管621外侧。由于川芎挥发油的表面张力和粘附特性，在液面聚集、析出的川芎挥发油不会与水分层、平整的漂浮在水面上，而是由小到大凝聚成团块，在挥发油团块增大的过程中，温度会有所降低，密度也略有升高，挥发油团块增大到一定程度后，水的表面张力和浮力不足以支撑其继续漂浮在液面，加上向下流动的冷凝液的作用，这些挥发油团块开始下沉，最后在挥发油收集器600
的底部聚集成重油。提取结束后，通过开启重油收集阀631即可收取重油；关闭回流阀6322，然后将套管621升起，使套管621处于轻油收集状态，液面与回流管道632的隔离解除，液面的轻油可直接进入回流管道632，最后开启轻油收集阀6321，即可收取轻油。
58.在挥发油提取过程中，如果提取罐100内进入冷凝器300的二次蒸汽量较大，相应的冷凝液的流量也较大，可能产生由于气压不平衡原因导致冷凝液无法进入挥发油收集器600的情况，此时可开启挥发油收集器600排气阀，接通挥发油收集器600上的排空冷凝管510的冷却水，可达到平衡系统内气压的同时，降低尾气温度，减少尾气中挥发性成分损耗的目的。
59.需要说明的是，提取罐100、蒸汽分布器112、蒸汽过滤器200、冷凝器300、冷却器400、气液分离器500、挥发油收集器600和双联过滤器700具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
60.提取罐100、蒸汽分布器112、蒸汽过滤器200、冷凝器300、冷却器400、气液分离器500、挥发油收集器600和双联过滤器700的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
61.以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。