一种实验用柑橘果皮挥发油提取装置
技术领域
本实用新型属于挥发油提取技术领域，具体涉及一种实验用柑橘果皮挥发油提取装置。
背景技术
柑橘挥发油又称柑橘精油，主要分布于柑橘果皮、枝叶等组织，在医药、农药、食品、环境研究领域均有应用。柑橘挥发油呈现油状液体，具有挥发、折光等特性；易溶于乙醇等有机溶剂，难溶于水，主要由单萜和倍半萜烯碳氢化合物及其含氧衍生物组成，其中柠檬烯是柑橘挥发油的主要成分，不同品种的挥发油成分种类略有差异。
挥发油的提取方法一般包括水蒸气蒸馏法、挤压法、冷浸法和有机溶剂萃取法。目前，实验室提取柑橘挥发油主要采用《中国药典》2015年版第四部通则2204挥发油测定方法中的提取装置，该提取装置的结构包括蒸馏器、冷凝管和提取器，提取器包括空腔室、连接在空腔室底部的挥发油收集管、连接在蒸馏器顶部的垂直主蒸汽导管、两端分别连通垂直主蒸汽导管和空腔室的倾斜主蒸汽导管、两端分别连通垂直主蒸汽导管和挥发油收集管的分支回流导管。使用时将柑橘果皮浸泡在蒸馏器的蒸馏水里，加热使得蒸汽和精油溢出，并在冷凝管中液化，最后在挥发油收集管中收集挥发油。这种提取装置在实际挥发油提取过程中存在以下问题：
1.经冷凝管冷凝的冷凝液沿着空腔室内壁流下时，容易在倾斜主蒸汽导管的上壁形成回流而不能有效流入挥发油收集管中，从而导致提取效率降低，提取周期延长。
2.随着挥发油提取时间的增加，倾斜主蒸汽导管内壁也会冷凝形成冷凝液，而这部分冷凝液会沿着倾斜主蒸汽导管和垂直主蒸汽导管重新回流至蒸馏器中，同样会导致提取效率的降低和提取周期的延长。
3.蒸馏器在加热过程中，柑橘果皮长时间浸泡在蒸馏水里，挥发油中的热敏性成分会受到破坏，从而导致挥发油中的物质品种损耗。
因此，有必要发明一种新型的柑橘果皮挥发油提取装置，避免提取过程中挥发油成分的降解，缩短实验周期，提高提取效率。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述技术问题中的至少一个。
为了解决上述第1个技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种挥发油提取装置，在其空腔室与倾斜主蒸汽导管的连通处上方的空腔室内壁上设有一个导流片，通过导流片能够将空腔室与倾斜主蒸汽导管的连通处上方沿着空腔室内壁流下的冷凝液引流至挥发油收集管中，避免冷凝液通过倾斜主蒸汽导管的上壁形成回流。
作为导流片的优化方案，本实用新型将导流片进一步设为扇形导流片，并将导流片与空腔室内壁的夹角设为25°-35°之间，以便更好地汇集冷凝液。
为了解决上述第2个技术问题，本实用新型提供的技术方案是：将分支回流导管分设为上分支回流导管和下分支回流导管；上分支回流导管用于将在倾斜主蒸汽导管内壁冷凝滑落的冷凝液引流至挥发油收集管，其上端连通倾斜主蒸汽导管的下端，其下端连通挥发油收集管；下分支回流导管用于保证整个挥发油提取装置的完整水循环，其上端连通垂直主蒸汽导管且连通处高度低于上分支回流导管与挥发油提取管的连通处高度，其下端连通挥发油收集管。
为了解决上述第3个技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种挥发油提取装置，其蒸馏器包括：可密封组装的分离式蒸馏烧瓶上壳体和分离式蒸馏烧瓶下壳体，以及可拆卸地设置在分离式蒸馏烧瓶上壳体底部的筛孔档板。
将本实用新型用于实验室提取柑橘果皮挥发油或者其他同类挥发油，能够取得以下技术进步：
1.分离式蒸馏烧瓶满足了水上蒸馏提取柑橘挥发油的技术要求，有效避免柑橘果皮长时间浸泡在沸水中导致挥发油中热敏性成分受到破坏，同时避免柑橘果皮水溶液长时间加热引起暴沸冲顶污染挥发油，此外还方便柑橘果皮的取放，减少柑橘果皮的前期处理时间和挥发油损耗。
2.挥发油提取器的下分支回流导管可以保证整个装置的水循环，使得装置基本处于一种稳定状态，避免提取过程中的水含量损失。上分支回流导管可以起到引流倾斜主蒸汽导管中的油水冷凝液进入到挥发油收集管中，减少挥发油损耗。
3.倾斜主蒸汽导管与空腔室结合部位正上方位置设置的扇形导流片，可以有效避免冷凝液贴壁回流到倾斜主蒸汽导管中，使冷凝液直接滴落到挥发油收集管中，提升挥发油提取效率。
4.本实用新型所采用的冷凝管为球形冷凝管，经过冷凝形成的油水混合液顺着内壁流至挥发油收集管中，避免直接高处滴落引起油层液面的震荡，进而降低油水乳化的风险，提高油水分离效率。
附图说明
图1为本实用新型所述的挥发油提取装置的整体结构示意图；
图2为空腔室与扇形导流片、倾斜主蒸汽导管和挥发油收集管的结构示意图。
图3为图2的左视图；
图4为图2的俯视图；
图5为筛孔挡板的俯视图；
其中附图标记为：1、分离式蒸馏烧瓶下壳体，2、筛孔挡板，3、分离式蒸馏烧瓶上壳体，4、垂直主蒸汽导管，5、倾斜主蒸汽导管，6、空腔室，7、扇形导流片，8、球形冷凝管，9、冷却水进口；10、冷却水出口，11、挥发油收集管，12、上分支回流导管，13、下分支回流导管，14、旋塞。
具体实施方式
下文将使用本领域技术人员向本领域的其他技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本实用新型的技术方案。然而，本实用新型的技术方案可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本申请中所述的实施例。提供下述实施例是为了使本实用新型的内容更详尽和完整，并且向本领域的技术人员完整传达其包括的范围。在不脱离本实用新型范围的情况下，可以用多种多样的备选和/或等同实现方式替代所示出和描述的特定实施例。本实用新型旨在覆盖本申请论述的实施例的任何修改或变型。对于本领域的技术人员而言明显可以仅使用所描述的方面中的一些方面来实践备选实施例。本申请出于说明的目的，在实施例中描述了特定的数字、材料和配置，然而，本领域的技术人员在没有这些特定细节的情况下，也可以实践备选的实施例。在其他情况下，可能省略或简化了众所周知的特征，以便不使说明性的实施例难于理解。
本实用新型所述的柑橘挥发油提取装置，其结构如图1-图5所示，从上至下依次为球形冷凝管8、空腔室6、上分支回流导管12、挥发油收集管11、下分支回流导管13、旋塞14。球形冷凝管8包含有冷却水进口9和冷却水出口10，用于冷却蒸汽混合物。空腔室6内壁设有扇形导流片7，用于引流油水冷凝液越过倾斜主蒸汽导管5直接流入挥发油收集管11。上分支回流导管12用来引流倾斜主蒸汽导管5上所产生的冷凝液流入挥发油收集管11中，下分支回流导管13用来保持整个装置的水循环。
本实用新型所述的柑橘挥发油提取装置的结构尺寸可以参照制作：分离式蒸馏烧瓶整体容积为500ml，上壳体容积比下壳体容积大；筛孔挡板2直径为70mm、孔径3mm，由耐高温透明玻璃材质制成；垂直主蒸汽导管4长度为130mm、内径10mm，倾斜主蒸汽导管5长度为100mm，内径10mm，空腔室6长度100mm、内径40mm，扇形导流片7与垂直内壁呈30o夹角，球形冷凝管8长度300mm，挥发油收集管11长度140mm、内径8mm，上分支回流导管12长度110mm、内径5mm，下分支回流导管13长度140mm、内径5mm，所有磨砂接口均为标准型号(24/25)。
本实用新型所述的柑橘挥发油提取装置的使用方法如下：首先在分离式蒸馏烧瓶下壳体1中添加适量蒸馏水，将新鲜或风干的块状柑橘果皮放置于筛孔挡板2上，并与分离式蒸馏烧瓶上壳体3通过螺纹口结合固定，然后将分离式蒸馏烧瓶上壳体3和下壳体1组装，并确保蒸馏烧瓶密封完好，蒸馏水的高度不超过筛孔挡板2的位置。将各结构部件按照图1组装，在冷却水进口9和冷却水出口10的位置分别连接冷却水的进口和出口，接通冷却水。打开加热装置，分离式蒸馏烧瓶下壳体1中的蒸馏水沸腾产生蒸汽，穿过筛孔挡板2的空隙进入分离式蒸馏烧瓶上壳体3中，将柑橘果皮中的挥发油置换出来形成油水混合蒸汽，并经过垂直主蒸汽导管4和倾斜主蒸汽导管5进入空腔室6中，最后上升到球形冷凝管8中进行冷却降温，形成的油水液滴随着冷凝管8内壁缓缓流入空腔室6中，靠近倾斜主蒸汽导管5的一侧，空腔室6的内壁形成的油水液滴在向下滑落过程中由于扇形导流片7的存在，避免了回流进入倾斜主蒸汽导管5中的可能性，扇形导流片7直接将其上方内壁上滑落的油水液滴引流滴至空腔室最下方，最终滑落至挥发油收集管11中储存。从分离式蒸馏烧瓶中溢出的油水混合蒸汽经垂直主蒸汽导管4向上垂直传输，并在倾斜主蒸汽导管5的位置上发生了传输方向上的改变，随着挥发油提取时间的增加，在倾斜主蒸汽导管5的位置上会有大量的油水液滴形成并贴着内壁滑落，经过上分支回流导管12的引流最后进入挥发油收集管11中，有效减少了倾斜主蒸汽导管5中形成的油水液滴回流至垂直主蒸汽导管4和分离式蒸馏烧瓶中，而降低挥发油提取效率。随着挥发油提取时间的增加，挥发油收集管11中的液面高度会逐渐的增加，基于连通器原理，挥发油收集管11和下分支回流导管13中的液面高度始终相同，当液面达到下分支回流导管13右侧最高点时，蒸馏水回流至分离式蒸馏烧瓶中，再次受热产生水蒸汽，保证整个挥发油提取装置的完整水循环。由于下分支回流导管13右侧最高点始终低于上分支回流导管12左侧最低点，这一设计保证挥发油收集管11中的液面高度始终低于上分支回流导管12左侧最低点，从根源上避免挥发油收集器11中液面过高阻塞上分支回流导管12中油水回流，进而保证倾斜主蒸汽导管5中的油水液滴可以顺利通过上分支回流导管12流入挥发油收集器11中收集。当挥发油收集管11中的挥发油液面高度基本不再发生改变时，停止加热，待温度稍低时慢慢打开旋塞14，先将油水分离层下层的蒸馏水缓缓放出，最后放出挥发油，装入棕色小瓶，低温密封冷藏保存。
