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精油蒸馏法,看拥有国家专利专家跟你分享

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精油蒸馏法,看拥有国家专利专家跟你分享

发布日期:2020-07-06 编辑: 点击:


本文由中国连续蒸馏设备专利授权者,国产第一套鲜花固定式萃取设备设计者、高级工程师王渭川老师撰写,并征得王老师同意发布。


划重点

文中编辑“题外的话”是技术关键点,重要内容读三遍!


精油从植物的枝杆、叶子、花朵、果皮、种子、根部等部位,多以蒸馏法分离提炼而得。根据植物生长气候、土壤条件、海拔高度等不同生长情况,有着不同的获取方法。

其中,蒸馏法及冷压法等得到的产物称为精油,溶剂萃取法、脂吸法等萃取产物则称为净油(又称之为“原精”)及浸膏。


精油获取法

蒸馏法:

蒸馏法分为水蒸汽蒸馏法、水中蒸馏法;其中水蒸汽蒸馏法是最常用的蒸馏获取精油的方式。 

水蒸汽蒸馏法-根据挥发性成分有各自相应蒸汽压的原理(道尔顿分压定律),在蒸馏过程中,将水放置于植物下方加热或直接通入蒸汽,使水蒸汽向上通过植物后,将精油在同一温度下蒸馏出来,带有精油的水蒸汽再经过冷凝器冷凝成液体,通过在水中溶解度和比重的差异可将其分离成油层与水层,油层即是精油,水层即是纯露。


水蒸汽蒸馏精油的一般工艺流程总结为:原料→(浸泡)→水蒸汽蒸馏→馏出液静置→分油→粗制精油。


一些精油的质量级数会根据蒸馏次数、出油时间分定,以依兰依兰精油为例,根据蒸馏次数由少到多,分为特级、一级、二级等,以及将各阶段精油产物混合在一起称为完全依兰。但大多数天然香料蒸馏都是一次性的。


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注意:

水蒸汽蒸馏法:适合用于提取在水中溶解度不大、耐高温的挥发性成分。此方法具有设备简单、易操作、成本低、产量大的优点,但若加热到水的沸点温度时间较长时,可能会使精油中热敏性成分发生热分解、聚合、水解及原料焦化等。

蒸馏法对蒸馏设备温度、技术具有苛刻的要求。温度不够高,水蒸汽少,有效成分提取效率降低,香气不完整;达到沸点温度时间过长,可能会破坏精油的化学成分。

要想得到优良的精油还是选择大型蒸馏设备工厂由专家把关蒸馏的精油,才能让精油的品质有所保障。极少数品种会采用加压高温蒸馏。


以下先容国内主流天然香料,水蒸汽蒸馏的设备形式:

单锅水蒸汽蒸馏法:

这是最传统的蒸馏方式,单锅容积1.25立方米至6、7立方米。蒸锅密封由水封到法兰垫圈密封、直接火加热到通入蒸汽,如下图: 


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这些设备目前都现存于国内天然香料提取精油的各个地区。它们用于各种不同的原材料,提取各种不同的精油。尽管各自都有各种大大小小的缺陷,但是它们都在使用,在此不一一先容。


单锅水中蒸馏法:

水中蒸馏法是把原料浸泡到水里,然后用蒸汽加热沸腾(也有用直接火加热的),将溢出的蒸汽冷却成常温液体,精油析出,水层就是纯露。玫瑰花提取精油和纯露就是采用这种工艺。

采用这种方法蒸馏芳香植物,是原料本身特点决定的,大多数花卉,都采用水中蒸馏。如花卉类的玫瑰。在这里也给出一些较流行的设备图片共享:


精油水中蒸馏

水中蒸馏技术玫瑰花纯露YS垣鑫


题外的话

在此要提一句的是,在医药植物提取行业,有一种设备叫“提取罐”可以用于芳香植物的水中蒸馏提取,但需要根据物料性状进行较大的改动,不可盲目采购。该种设备的有效成分在水里,不是在蒸馏过程的蒸汽里,通过冷凝蒸汽获得终端产品。


车载蒸馏

车载蒸馏特点是可以节省大量的蒸馏装料、出料的人工;处理量大,日处理百吨成为可能。缺点也是显而易见的,由于“蒸馏釜”的形状决定了蒸馏的不彻底性,以损失小量得率为代价,节省人工和加大处理量是车载蒸馏的特点。


连续蒸馏

这种蒸馏方法是国内近二年直接蒸汽蒸馏最新、最先进的蒸馏方法,它不再是单锅2-6立方米设备蒸馏,而是机械化、自动化连续蒸馏芳香植物,一台设备一天可处理40-60吨原料,具有蒸汽耗量低(单锅蒸馏的四分之一)、人员少、蒸馏受热均匀、处理量大、自动化程度高、得率高、精油品质好的特点。


连续蒸馏局限性在于只能进行直接蒸汽蒸馏。对于蒸馏后萎缩率较大的嫰杆植物操作要求比较高。该设备国内已经有了3套。


题外的话

蒸馏是目前获取精油的主要方式,作为从事多年天然香料提取工艺、设备研究、设计的从业人员,对于要进行某种芳香植物进行精油的蒸馏提取,采用最简单的单锅蒸馏的话,要进行的步骤与大家分享如下:


1---第一步

被提取芳香植物的拉丁文名,并由此查阅“精油手册”,确定适宜生长地区、传统提取方式、得率、GB/T及ISO标准指标、用途等初步资料。确定产品中最不耐热组分是那些,蒸馏时间长是否会影响精油质量。


2---第二步

该种植物收获时性状如:木质化程度、单棵植物长度、允许切碎可能性、蒸馏后萎缩率、估算蒸馏初期及终点时密度、持液量、孔隙率的特点。


3---第三步

根据资料或100升实验设备测定的蒸馏精油得率曲线确定最大空塔气速(蒸馏速度),综合各种因素确定设备的密封形式,以及最大允许的直径和高度。希望得到最短蒸馏时间和最大设备容积。


4---第四步

进行化工单元操作的冷凝器、冷却器、油水分离器的设计计算和设备设计。


5---第五步

根据收获季节总量确定日处理量及单锅数量。进行整体水电气配套。


敬告想做芳香植物蒸馏提取精油的各位,不要去买蒸馏酒的设备去蒸芳香植物,起码它的蒸馏、冷凝配套性就不适合蒸馏芳香植物。


因为乙醇的汽化潜热约200千卡/公斤。而蒸馏芳香植物的水蒸汽汽化潜热约535千卡/公斤,差了2.5倍多,同样的蒸馏速度冷凝面积远远不够,不得已降低蒸馏速度会使芳香植物受热时间过长,纯露有”煮熟气”,精油质量毫无疑问受到影响。



封面位置.png


编辑:王渭川

?曾任陕西省轻工业研究院日用化工研究所 日化二室主任 

?曾任几家大型企业技术顾问、副总工程师、技术总监

?1984年 主持设计国内第一套鲜花固定式萃取的工业化装置

?2016年 研究设计开发天然香料连续蒸馏工业装置

?2017年 取得新型天然香料连续蒸馏工业装置实用新型专利授权



未完待续……


注:本文仅代表编辑观点,如有探讨可联系平台交流。若需转载请与我方联系并注明出处,私自转载者,我方保留追究法律权利。


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