[发明专利]挥发性成分精馏-萃取耦合的提取装置及其提取方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及化学工程中的精馏、萃取技术领域，尤其涉及植物或中药材中挥发性成分的提取装置，是一种挥发性成分精馏-萃取耦合提取装置及其提取方法。

背景技术

    本发明所称的“挥发性成分”是指植物或中药材在常温下能挥发的或可随水蒸汽蒸馏出来的挥发性油状液体的总称。该“挥发性成分”大多具有特殊而强烈的香味，但通常含量较低，而且成分复杂。挥发性油状液体因其具有独特的药理活性以及香味特征而被广泛地应用于医药、香精香料、化妆品、食品、烟酒制品、清洗用品等各种行业的制品中。

目前的工业生产通常采用提取蒸馏装置来收集“挥发性成分” 。提取蒸馏装置在提取一些不溶于水且与水的密度相差较大的挥发性成分时比较成功，但是对于与水的密度接近且微溶于水又很黏稠的挥发性成分在提取蒸馏过程中往往会存在以下问题：（1）挥发性成分溶解于水中不易析出；（2）挥发性成分分散粘在油水分离器视盅内壁上无法收集；（3）挥发性成分析出后被冷凝液砸碎，重新回流进入提取罐。这些问题直接导致挥发性成分提取时间加长，得率下降，成本具高不下，且珍贵的植物资源或中药材得不到充分地利用，给生产企业的经济效益产生很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构精巧、适于工业化制造和安装、能高效富集“挥发性成分”的提取装置；本发明的第二个目的是，提供一种利用所述的提取装置进行提取的方法，它具有适用面广、收率高、适于规模化生产的优点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种挥发性成分精馏-萃取耦合的提取装置，含有提取罐、加热装置、精馏塔、冷凝器、油水分离器和连接管路，提取罐的上方开有装料口，下方设有卸料口，在提取罐的上方设有蒸汽出口和压力表；其特征是，在提取罐下方设有均匀打孔的隔板下面设置第一加热装置、超声棒和排液管，在提取罐的侧壁设置第二加热装置；第一加热装置和第二加热装置上都设有温度表； 

在提取罐与冷凝器之间设置有变径精馏塔，变径精馏塔由两段精馏塔与变径塔连接构成；所述的变径塔为底宽顶窄的筒状结构，其下部塔内自下而上设置有均匀打孔的隔板和冷凝盘管，在隔板和冷凝盘管上设有导液管，在导液管上部位置的变径塔上设有排液管；在提取罐与第一段精馏塔、第一段精馏塔与变径塔、变径塔与第二段精馏塔、第二段精馏塔与冷凝器的连接中设有法兰； 

冷凝器上设有导气管，冷凝器的底端设有油水分离器，油水分离器由第一支管口、冷凝管、出水口、进水口和第二支管口构成，油水分离器的下端通过回流装置与第二段精馏塔第四法兰上端的塔体连接。

在提取罐的排液管与第一段精馏塔的底部之间设有液位视盅。

所述的精馏塔内部填充有填料，外部包裹有隔热材料；所述的填料包括拉西环或鲍尔环、或鞍形环、或θ网环。

所述的第一段精馏塔与第二段精馏塔的内径比在1:1～1:5之间，理论塔板数均为1～20。理论塔板数是精馏塔的一个设备参数，确定了理论塔板数之后，就可以根据理论塔板数设计精馏塔所需的填料以及精馏塔的高度。这里虽然叫“理论”塔板数，但这一参数却是在设计时必需的一个参数。理论塔板数是根据分离的目标来确定的；对于一定的精馏体系、回流比，理论塔板数是由填料塔填料、塔高来确定的。 

所述的冷凝器采用列管冷凝器。

所述的回流装置为 U形管结构，其上端连接冷凝器，下端连接第二段精馏塔第四法兰上端的塔体。

所述的油水分离器上设有视盅，视盅上部和下部分别设置带有阀门的支管，油水分离器的外面包裹有冷凝管，冷凝管上设有进水口和出水口。

为实现本发明的第二个目的，本发明采取的技术方案是：

一种挥发性成分精馏-萃取耦合的提取方法，其特征是，利用挥发性成分精馏-萃取耦合的提取装置进行提取，其主要步骤为：

（1）将含挥发性成分的芳香植物或中药材配以5～30倍重量的水投入提取罐中，如需隔水精馏，则先加水并控制水的加入量不要淹没隔板；

（2）根据芳香植物或中药材的特性设定浸泡时间及浸泡温度；

（3）开启提取罐底部的第一加热装置和侧壁的第二加热装置，打开各个冷凝装置的冷凝水开关；

（4）在精馏过程中，当油水分离器收集的冷凝液到达第二支管口的高度时，在油水分离器的第一支管口内加入油水分离器视盅体积1/10～1/5的萃取剂，由于油水分离器视盅外层设有冷凝管，能防止萃取剂的挥发；

（5）当达到设定的挥发性成分提取的时间时，打开油水分离器第二支管口收集挥发性成分。