[发明专利]用于制备精油和水溶胶的简单可携带的小型蒸馏装置

说明书

本发明涉及一种简单、方便、可携带的小型蒸馏装置，该装置用于制备精油和水溶胶。

该装置可通过水蒸馏、水和蒸汽蒸馏、以及选择性地也可以在大气压下以及稍高或稍低于大气压下进行的蒸汽蒸馏，从新鲜干燥的植物原料如叶子、花、根和根茎中蒸馏出精油和水溶胶，如玫瑰水和ajowain水。所述装置可以在砖土熔炉中利用少量农业废物、厨用液化石油气(LPG)加热，也可以用电加热炉或煤油/柴油燃烧器等加热，并且在操作过程中只需稍加注意即可。由于该装置由不锈钢和玻璃制成，同实验室中使用玻璃的克莱文氏(Clevenger)型装置蒸馏得到的油相比，该装置蒸馏得到的精油质量更好。

用于蒸馏精油的实验室装置称为克莱文氏(Clevenger)型装置，如本说明书的附图1所示。克莱文氏型装置可参见J.F.，“确定挥发油分的装置”(Apparatus for the determination of volatile oil)，J.Amer.Pharrn.Assoc.，17，pp.346(1928)，其中装置(I)连到球形玻璃容器a上，通过开口b向球形容器内加入比例为1∶2的植物原料和水，而开口b还用于在过程结束后排出混合物。整个系统放置在加热套c中，该加热套配有能量调节器d，用于控制温度。几分钟后，内部原料开始沸腾。所形成的蒸汽经过长的竖直玻璃管f后通过立式冷凝器e。环绕冷凝器管的冷水通过入口g和出口h进行循环。冷凝后的馏出液被收集在量管i中，量管连在冷凝器的出口上，并在冷凝器的出口处装有一个与大气相通的空气出口j。由于密度上的差异，油比水轻，挥发性油分作为上层与馏出液分离。为了循环馏出液的水相部分，回流管k连接在量管i和竖直管f之间。打开旋塞阀1在出口处收集油分。

该装置的主要缺点在于它的设计只能在正常大气压下利用水蒸馏来蒸馏植物原料。有几种芳香的植物原料只能用蒸汽蒸馏而不能用水蒸馏，其原因在于当容器中有过多的水存在时，某些挥发性成分会发生水解。该装置既不按照蒸汽蒸馏的原理也不按照水和蒸汽蒸馏的技术工作。克莱文氏型装置通常局限于实验室内进行精油评估，而不能用于制备质量较高的精油。由于系统只是利用电热套c进行加热，只有批量很小的原料加入到容器a中，竖直玻璃管f和冷凝器e由玻璃制成，这要求小心操作，并且不能在没有电的情况下加热，而电对于边远地区只拥有少量土地的农场主来说是有困难的。在这种玻璃的克莱文氏型装置中蒸馏得到的精油的回收率和质量都是较差的，油的颜色通常要比工业上蒸馏得到的油淡，这在市场上是不受欢迎的。由于油是从其它原料/污染物得到的，因此纯粹的蒸馏是不可能的。

这里有利用水和蒸汽蒸馏法操作的蒸馏装置。水和蒸汽蒸馏法包括蒸馏罐，蒸馏罐带有一个活底，并且在底部有或没有Calendria。回流蒸馏管在其顶部与冷凝器和馏出液收集器相连。植物原料由进料孔加入，然后密封。在加入植物原料之前，将一些淡水加入到罐中，并且采取一些预防措施控制水平面不会触及活底。通过将收集在收集器中的馏出液循环回到罐中或者将淡水连续或间歇地加入到罐中，来保持水位。通过直接燃烧炉膛下边的农业废物来加热蒸馏罐。该方法的目的是为了减少精油的水解效应，因为这些精油在与过量的水连续接触时会进行水解。几分钟后，水蒸汽开始形成，从植物原料中提取出精油，并且携带着精油到达冷凝器，在冷凝器中冷凝成为液体馏出液。这些馏出液被收集在收集器中，并在其中被分离成两部分，一部分为精油，另一部分为饱和水层。对精油进行分离、净化并按照通常采用的方法进行贮存。

该装置的主要缺点在于它不能利用蒸汽蒸馏来蒸馏植物原料。部分芳香草本植物如柏木、檀香木优选利用蒸汽蒸馏法进行蒸馏，以得到更好的回收率及质量。同样地，由于系统是在大气压下操作，不能作为封闭系统操作，这些装置不能在减压或加压下蒸馏植物原料。在工业规模下，这些装置是不可携带的系统，因此难以将它们带到可以得到植物原料的边远地区，这样就不可能在这类系统中蒸馏新鲜原料，而这是影响精油质量的主要参数之一。作为工业规模的装置，它们需要更多的人力、操作成本等，但边区农场主承受不了购买这些工业规模的蒸馏装置。

在香精油工业中广泛采用的水上蒸馏法(hydro-distillation)是蒸汽蒸馏。