一種芳香植物精油提取方法與流程
2023-05-16 21:04:36
本發明涉及精油提取領域，具體涉及一種芳香植物精油提取方法。
背景技術：
香料植物如薰衣草、肉桂、八角是一類能夠散發出芳香氣味的，其香氣成分能夠通過物理或化學的方法提取出來，並能在香精香料、醫藥保健、食品加工、園藝、化妝品產業領域得到利用的植物的總稱。據統計，全球 3600 多種香料植物中只有 11%被開發利用。芳香植物多數都含有芳樟醇、烯類元素、萜類和 Vc、Fe 等營養元素，從芳香植物的種植到加工並提煉成精油，芳香植物具有多年生、季季青、多功能等特徵，已經被廣泛應用於日化、美容、醫療、保健、心理治療等多個領域，對人們的生產、生活和生態具有非常的重要意義。在歐美國家，芳香產物已建立了成熟的產業鏈,而以初級原料出口為主的中國香料產業，總體的生產水平比較低，發展潛力比較大，還處於探索發展階段。
目前，芳香植物精油的提取方法有很多，如壓榨法、水蒸氣蒸餾法、溶劑浸提法、吸收法、二氧化碳超臨界萃取法、連續亞臨界水萃取以及多種技術的綜合應用等方法，其中水蒸氣蒸餾法是最常用的方法。
國內外關於芳香植物精油的提取多停留在水蒸氣蒸餾法的層面上，並且水蒸氣蒸餾法是國內中小企業採用的主要方法。但現在的水蒸氣蒸餾法的蒸餾方法和設備存在許多弊端如：提取時間長，提取率低，精油產品的質量不高，能耗高等等一系列的問題。而本發明的工藝採用熱水循環法提取植物精油，以提取率高、時間短、能耗低、產品質量高等優點優於傳統的提取手段，是未來精油提取行業發展的方向。
技術實現要素：
為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種能耗低、提取效率高和提取時間短的芳香植物精油提取方法。
實現本發明目的的技術方案為：
本發明採用熱水循環法提取芳香植物精油。
一種芳香植物精油的提取方法，包括如下步驟：
1）蒸餾：將粉碎過的至少一種植物原料裝入包含至少一個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開每個蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向其中注滿帶壓力的某一溫度的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，根據提取精油的品種，將蒸餾鍋組的溫度加熱到餾出溫度最低的精油品種的餾出溫度，待餾出完畢後，逐步升溫加熱到下一個餾出溫度次低的精油品種的餾出溫度，如此往復，由低到高，直至將所有精油餾出，得到混合精油提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將提取液通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中。
進一步的，所述提取方法的總提取時間控制在65-260min，優選100-200min。
進一步的，所述步驟1）中帶壓力的某一溫度的熱水的溫度為50-180℃，優選50-100℃；壓力為12.3KPa-1MPa，優選12.3KPa-0.5MPa。
進一步的，所述步驟2）中提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為40-45℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為20-30℃，出口溫度為45-100℃。
更進一步的，所述步驟1）中將粉碎過的至少一種植物原料分別裝入包含至少一個蒸餾鍋的鍋組中，打開每個蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向其中注滿帶壓力的某一溫度的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，根據提取精油的品種，將每個蒸餾鍋的溫度加熱到每個蒸餾鍋所蒸餾精油品種的餾出溫度，將所有蒸餾鍋內的精油餾出後，得到混合精油提取液。
再進一步的，本發明的一種芳香植物精油的提取方法還包括如下步驟：
4）冷水槽中的冷卻水，用泵輸送到換熱器中，作為換熱器的冷凝水，對來自蒸餾鍋組的提取液進行冷卻，而冷凝水自身的溫度升高；
5）換熱器中經過換熱的冷凝水，經管線輸送到預熱器中加熱，加熱溫度到50-180℃；
6）預熱器預熱的熱水，再通過泵重新輸送回到蒸餾鍋組中，對蒸餾鍋組中的植物原料進行提取，形成熱水的循環利用。
有益效果：
1、傳統的芳香植物精油提取廣泛採用水蒸氣蒸餾法，水蒸氣蒸餾法只能提取某一定溫度如120℃的芳香植物精油，因此提取得到的精油香味唯一。本發明的方法能提取至少兩種精油的混合液，香味更加豐富，滿足人們的多種需求。
2、本發明的芳香植物精油的提取系統和方法在提高芳香植物精油質量的同時，也由於提取壓力和溫度的提高而使芳香植物精油的收率得到明顯提高。
3、傳統水蒸氣蒸餾法用巨大的能量消耗來進行相變，本發明的芳香植物精油提取系統和方法在不產生相變的前提下提取精油，更能節能降耗。
4、本發明的芳香植物精油提取系統採用循環利用熱水的手段，使得水和熱能同時在系統內循環，進一步實現水資源和熱能的高效利用，也達到了節能降耗的目的。
5、本發明芳香植物精油提取方法中未使用任何化學試劑，因此製備得到的植物精油是純天然的綠色產品。
具體實施方式
實施例1：
一種芳香植物精油的提取方法，包括如下步驟：
1）蒸餾：將經過切片分絲後的肉桂枝、肉桂葉、八角枝和八角葉裝入包含1個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向其中注滿溫度為50℃，壓力為12.3KPa的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，先將溫度加熱到100℃，待八角精油餾出完畢後，將溫度提高到180℃，將肉桂精油餾出，得到八角精油和肉桂精油的混合提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將提取液通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為40℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為200℃，出口溫度為100℃；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中。
總提取時間控制在260min。
實施例2：
1）蒸餾：將經過切片分絲後的肉桂枝、肉桂葉、八角枝和八角葉裝入包含2個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向其中注滿溫度為100℃，壓力為0.5MPa的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，先將溫度維持在100℃，待八角精油餾出完畢後，將溫度提高到120℃，將肉桂精油餾出，得到八角精油和肉桂精油的混合提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將提取液通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為45℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為30℃，出口溫度為45℃；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中；
總提取時間控制在100min；
4）冷水槽中的冷卻水，用泵輸送到換熱器中，作為換熱器的冷凝水，對來自蒸餾鍋組的提取液進行冷卻，而冷凝水自身的溫度升高；
5）換熱器中經過換熱的冷凝水，經管線輸送到預熱器中加熱，加熱溫度到50-180℃；
6）預熱器預熱的熱水，再通過泵重新輸送回到蒸餾鍋組中，對蒸餾鍋組中的植物原料進行提取，形成熱水的循環利用。
實施例3：
1）蒸餾：將經過切片分絲後的肉桂枝、肉桂葉、八角枝和八角葉按照精油品種的不同分別裝入包含2個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向其中注滿溫度為180℃，壓力為1MPa的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，先將溫度維持在180℃，得到八角精油和肉桂精油的混合提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將提取液通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為42℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為25℃，出口溫度為80℃；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中；
總提取時間控制在65min；
4）冷水槽中的冷卻水，用泵輸送到換熱器中，作為換熱器的冷凝水，對來自蒸餾鍋組的提取液進行冷卻，而冷凝水自身的溫度升高；
5）換熱器中經過換熱的冷凝水，經管線輸送到預熱器中加熱，加熱溫度到50-180℃；
6）預熱器預熱的熱水，再通過泵重新輸送回到蒸餾鍋組中，對蒸餾鍋組中的植物原料進行提取，形成熱水的循環利用。
實施例4：
1）蒸餾：將經過切片分絲後的肉桂枝、肉桂葉、八角枝和八角葉按照精油品種的不同分別裝入包含2個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向裝有肉桂枝和肉桂葉的蒸餾鍋中注滿溫度為80℃，壓力為25KPa的熱水，向裝有八角枝和八角葉的蒸餾鍋中注滿溫度為100℃，壓力為0.5MPa的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，將裝有肉桂枝和肉桂葉的蒸餾鍋的溫度加熱到100℃，裝有八角枝和八角葉的蒸餾鍋的溫度加熱到120℃，分別餾出精油，得到八角精油和肉桂精油的混合提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將提取液通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為43℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為24℃，出口溫度為80℃；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中；
總提取時間控制在200min；
4）冷水槽中的冷卻水，用泵輸送到換熱器中，作為換熱器的冷凝水，對來自蒸餾鍋組的提取液進行冷卻，而冷凝水自身的溫度升高；
5）換熱器中經過換熱的冷凝水，經管線輸送到預熱器中加熱，加熱溫度到50-180℃；
6）預熱器預熱的熱水，再通過泵重新輸送回到蒸餾鍋組中，對蒸餾鍋組中的植物原料進行提取，形成熱水的循環利用。
實施例5：
1）蒸餾：將經過切片分絲後的肉桂枝、肉桂葉、八角枝和八角葉按照精油品種的不同分別裝入包含2個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向其中注滿溫度為180℃，壓力為1MPa的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，先將溫度維持在180℃，分別得到得到八角精油和肉桂精油的提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將八角精油和肉桂精油提取液分別通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為45℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為30℃，出口溫度為100℃；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中；
總提取時間控制在65min；
4）冷水槽中的冷卻水，用泵輸送到換熱器中，作為換熱器的冷凝水，對來自蒸餾鍋組的提取液進行冷卻，而冷凝水自身的溫度升高；
5）換熱器中經過換熱的冷凝水，經管線輸送到預熱器中加熱，加熱溫度到50-180℃；
6）預熱器預熱的熱水，再通過泵重新輸送回到蒸餾鍋組中，對蒸餾鍋組中的植物原料進行提取，形成熱水的循環利用。
實施例6
1）蒸餾：將經過切片分絲後的肉桂枝、肉桂葉、八角枝和八角葉按照精油品種的不同分別裝入包含2個蒸餾鍋的蒸餾鍋組中，打開蒸餾鍋的放空閥和進水閥，向裝有肉桂枝和肉桂葉的蒸餾鍋中注滿溫度為80℃，壓力為100KPa的熱水，向裝有八角枝和八角葉的蒸餾鍋中注滿溫度為100℃，壓力為0.5MPa的熱水，保證注滿水的蒸餾鍋內的空氣排空，關閉放空閥和進水閥，將裝有肉桂枝和肉桂葉的蒸餾鍋的溫度加熱到120℃，裝有八角枝和八角葉的蒸餾鍋的溫度加熱到120℃，分別餾出精油，分別得到得到八角精油和肉桂精油的提取液；
2）換熱：分步開啟蒸餾鍋組與換熱器之間的閥門，將八角精油和肉桂精油提取液分別通過管線輸送到換熱器中進行換熱，降低提取液的溫度；提取液經過換熱後在換熱器的出口溫度為40℃；換熱器中冷凝水的進口溫度為20℃，出口溫度為100℃；
3）油水分離：換熱後的提取液經管線輸送到油水分離器中，進行油和水的分離，油與水分離後收集混合精油，水匯集到冷水槽中；
總提取時間控制在150min；
4）冷水槽中的冷卻水，用泵輸送到換熱器中，作為換熱器的冷凝水，對來自蒸餾鍋組的提取液進行冷卻，而冷凝水自身的溫度升高；
5）換熱器中經過換熱的冷凝水，經管線輸送到預熱器中加熱，加熱溫度到50-180℃；
6）預熱器預熱的熱水，再通過泵重新輸送回到蒸餾鍋組中，對蒸餾鍋組中的植物原料進行提取，形成熱水的循環利用。
採用高效液相色譜法測定各實施例精油的純度，精油的得率=精油質量（mg）÷原料質量（g）×100%。
上述實施例與傳統水蒸氣蒸餾法的得率與純度對比試驗結果如下：
實施例1-4的對比試驗：
實施例5和6的對比試驗：
隨機抽取實驗人員，進行人體感官實驗，得到上述實施例與傳統水蒸氣蒸餾法的香氣對比試驗結果如下：
實施例1-4的對比試驗：
實施例5和6的對比試驗：
上述實施例僅為本發明具體實施例,但並不局限於實施例,凡在不脫離本發明構思的情況下,依本申請所做的等效修飾和現有技術添加均視為本發明技術範疇。