一种快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的方法及装置，属于天然产物化学萃取技术领域。
【背景技术】
[0002]天然植物精油和纯露往往采用传统的压榨、水浸泡蒸馏或水蒸气蒸馏法获得，水溶剂通过外部加热至沸点，物料中挥发性芳香物质(即精油成分)在共沸点随着水蒸气一起通过冷凝管，最后统一收集，所得萃取物上层为精油，下层为纯露;无溶剂微波萃取法适用于任何含精油的天然植物新鲜或干物料，通过微波辐射对天然新鲜植物原料内部水分进行加热，使油腺细胞内部压力超过细胞壁所能承受的压力，从而使细胞膨胀破裂，挥发性物质随着水蒸气被一起带出；经过冷凝作用与收集后分层，植物中的非水溶性天然挥发性物质聚集在一起，浮于水分上方，即天然植物精油，萃取出的水分即天然植物纯露或花水，其中含有水溶性活性成分和少量精油。
[0003]中国专利申请号CN201510091729.9的专利，公开了一种超声波辅助无溶剂微波萃取野菊花精油的方法;该方案的步骤为:对野菊花鲜花进行真空冷冻干燥处理，使水分的质量百分量低于5%—对干燥后的野菊花进行粉碎处理得到粉末—对粉末进行喷雾加水，使样品水分的质量百分量为50%?90%—对样品进行超声波细胞破碎预处理—处理后的样品进行微波萃取—所得产物的油层即为野菊花精油；该发明并未具体介绍所采用的微波萃取装置;并且，该发明要求对样品进行很复杂的前处理，包含冷冻干燥、粉碎、超声波细胞破碎，同时，该方案称为无溶剂微波萃取并不准确，因为其在前处理过程中，仍然使用了水作为溶剂进行喷雾加水处理。
[0004]天然植物精油和纯露的常用传统萃取工艺需要耗费大量的时间，能量和溶剂(水)才能完成，长时间与水溶剂混合的高温萃取易使相关热敏性的成分发生水解变化，影响产品的最终品质，同时，能耗高、品质低、废渣处理等问题在一定程度上限制了植物挥发性活性成分的开发与利用。
【发明内容】
[0005](— )要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提出了一种快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的方法及装置，缩短萃取时间，效率更高，绿色节能，所得精油和纯露纯度高，气味更接近植物本香。
[0006](二)技术方案
本发明的快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的方法，包括以下步骤:
第一步，将天然植物新鲜原料洗净沥干后放置于萃取设备的微波反应器中；
第二步，微波发生器内部产生微波，对天然植物新鲜原料内部水进行加热，使植物油腺细胞内部受热膨胀，受压膨胀导致细胞壁破裂，细胞内部挥发性天然芳香物质会随水蒸气一起被释放出来； 第三步，含有植物原料水分及挥发性天然物质的蒸汽通过加热形成的对流，向上流动进入冷凝管;在冷凝管中，含有挥发性天然物质的蒸汽遇冷后液化，顺着管壁留下；
第四步，经过萃取回流装置，在精油收集装置中聚集、静置稳定后，通过控制活塞阀门对所得到的萃取液体进行收集;所得的液体中，上层富含挥发性物质的液体为天然植物精油，下层以水分为主的液体为天然植物纯露。
[0007]进一步地，使用物料为干料，则在第一步中将干料浸润后放置于萃取设备的微波反应器中；需水或有机溶剂萃取进行实验比较，上述方法同样适用。
[0008]本发明的快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的装置，包括微波发生器，及通过固定支撑架固定于微波发生器内部的微波反应器，及与微波反应器通过连接管连接的萃取回流装置，及与萃取回流装置连接的冷凝管，及通过活动支撑架放置于萃取回流装置下方的纯露接收瓶;微波反应器和冷凝管通过连接管和萃取回流装置紧密连接，形成一个封闭的系统，以防止所萃取的物质被系统外部的物质污染，保证产物的纯度;所述微波反应器内装有天然植物物料;所述萃取回流装置包括上部流通管和下部溢流管，及设置于上部流通管和下部溢流管之间的精油收集装置，及开设于精油收集装置与上部流通管之间的上部通气口 ；所述精油收集装置其底部开口处安装有活塞阀门；水蒸气夹杂着天然植物挥发性成分遇到温度较低的冷凝管后，能够凝结成很小的液滴，顺着管壁流到冷凝管底部，通过萃取回流装置上部流通管流入精油收集装置中，在精油收集装置中静置分层后，将纯露接收瓶置于精油收集装置下部，通过控制活塞阀门实现精油和纯露分离与收集;另外，封闭系统内的压力也可将精油收集装置中冷凝出较多的纯露由下部溢流管推送回微波反应器中再循环利用，从而使萃取回流装置上部流通管流入的冷凝萃取物在精油收集装置中不断聚集保留，防止微波反应器中的植物原料过早干燥，另外，微波反应器容量大小可根据使用物料多少进行调整。
[0009]进一步地，所述纯露接收瓶放置于精油收集装置正下方。
[0010]进一步地，所述上部流通管和下部溢流管一端与精油收集装置连接;所述上部流通管和下部溢流管另一端分别连接至冷凝管下方和连接管上方。
[0011 ]作为优选的实施方案，所述微波发生器内安装有红外温控装置，可对微波反应器中的温度进行监测，防止微波反应器中温度过高导致产物品质发生变化。
[0012]作为优选的实施方案，所述微波发生器内置有摄像头，可在线观察微波反应器中物料变化。
[0013]作为优选的实施方案，所述萃取回流装置内添加辅助冷凝装置，可根据需要重新设计，可对萃取回流装置进行修改尺寸或添加辅助冷凝装置等，促进气体对流，并防止蒸汽因快速通过一次冷凝，造成反应不完全。
[0014]作为优选实施方案，所述微波发生器内安装有搅拌装置，不但可以增大天然植物物料与蒸馏水等溶剂的接触面，还可以增大微波辐射面积，使加热更均匀。
[0015](三)有益效果
与现有技术相比，本发明的快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的方法及装置，无需加入任何溶剂，仅使用物料自身含有的水分即可，利用微波加热原理采用由内向外的传热方式，升温时间短，加热效率更高，且能耗低，物料受热相对均匀，大大缩短萃取时间的同时能够很好地保护植物原料中的天然活性成分，在不降低产品得率的情况下保证了精油和纯露质量，环境污染少。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的整体结构示意图。
[0017]附图中的部件标注为:1_微波发生器，2-微波反应器，3-活塞阀门，4-固定支撑架，5-天然植物物料，6-连接管，7-冷凝管，8-萃取回流装置，9-精油收集装置，10-纯露接收瓶，11-活动支撑架，12-上部通气口，13-下部溢流管，14-上部流通管，15-精油收集装置其底部开口。
【具体实施方式】
[0018]本发明的快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的方法，包括以下步骤:
第一步，将天然植物新鲜原料洗净沥干后放置于萃取设备的微波反应器中；
第二步，微波发生器内部产生微波，对天然植物新鲜原料内部水进行加热，使植物油腺细胞内部受热膨胀，受压膨胀导致细胞壁破裂，细胞内部挥发性天然芳香物质会随水蒸气一起被释放出来；
第三步，植物原料内含水分及挥发性天然物质的蒸汽通过加热形成的对流，向上流动进入冷凝管;在冷凝管中，含有挥发性天然物质的蒸汽遇预冷后液化，顺着管壁留下；
第四步，经过萃取回流装置，在精油收集装置中聚集、静置稳定后，通过控制活塞阀门对所得到的萃取液体进行收集;所得的液体中，上层富含挥发性物质的液体为天然植物精油，下层以水溶性活性成分和少量精油为主的液体为天然植物纯露。
[0019]如图1所示的快速无溶剂萃取天然植物精油和纯露的装置，包括微波发生器I，及通过固定支撑架4固定于微波发生器I内部的微波反应器2，及与微波反应器2通过连接管6连接的萃取回流装置8，及与萃取回流装置8连接的冷凝管7，及通过活动支撑架11放置于萃取回流装置8下方的纯露接收瓶10;微波反应器2和冷凝管7通过