一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置及实验方法
技术领域
本发明涉及精油提取的技术领域，特别是涉及一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置及实验方法。
背景技术
众所周知，植物精油是从植物体内提取的一种具有挥发性芳香气味的次生代谢物，由分子量较小的简单化合物组合而成的油状液体，植物精油的原材料来源主要是樟科、菊科、伞形科、唇形科、芸香科及桃金娘科等植物的科属植物的叶、枝、根、果皮、籽粒中。目前在制药、杀虫、抑菌、食品添加剂、日用化妆品中都有广泛的应用。
橙皮精油是植物精油的一种，又称桔皮精油，橙皮桔油，柠檬精油，青皮油等等，是从鲜甜橙皮、桔皮、柚皮中提取的芳香味混合物，属于植物精油的一类，它的主要成分是D-柠檬烯，占橙皮精油有效成分的80％以上，其次为芳樟醇、柠檬醛、香茅油等。柠檬烯在医学上用作溶石、利胆药，清洁领域用作油污清洗剂，是天然有机溶剂，能够溶解各类结石、蜡质、油脂等；并且橙皮精油在农药领域的应用前景非常广泛，一是因为它的柠檬烯能够溶解害虫体表蜡质层，缺少蜡质层的保水作用的昆虫会迅速自然脱水死亡；二是溶解病菌孢子的磷脂层，没有磷脂层细胞膜保护的病菌孢子细胞液将自然流失，干燥而死；三是作为农药助剂，利用柠檬烯强大的渗透与扩展性，让常规农药快速渗透吸收，减小阴雨天的药液损失，提高防效。
大部分的研究机构普遍认为植物精油的应用前景广阔，特别是橙皮精油，对昆虫有较强的触杀、引诱、趋避、拒食、杀菌及增效等活性，具有优化成为高效、靶标性强、安全环保的植物源农药的应用前景。柑橘类精油的原料来源广、价格低廉、提取工艺简单、成本低，且对环境污染小，这也是促使其在农药领域应用发展的重要原因。
现有的橙皮精油的提取方法一般为传统的水蒸气蒸馏法、压榨法和溶剂提取法，水蒸气蒸馏法提取橙皮精油是最为常见的一种提取方法，但是传统的水蒸气蒸馏法一般采用澳苯、苯胺、苯甲醛或斗辛醇等作为实验原料，但是这几种药物不仅有毒且具有难闻的气味，不仅会对操作人员的身体造成损害，还会污染环境，并且其操作方法繁琐，耗能多，不符合绿色化学的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可以减少对操作人员身体损害，减少对环境的污染，并且操作方便，减少耗能，符合绿色化学要求的改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置；
本发明的另一个目的在于提供一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置的实验方法。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，包括加热箱、多组加热棒、加热罐、密封盖、传输管、球形冷凝管、三通连接头、接收瓶、流通管、接液漏斗和回流管，所述加热箱内设置有加热腔，并在加热箱顶部设置有安装口，安装口与加热腔相通，所述加热罐底部通过安装口插入至加热箱中，并且加热罐与安装口内壁固定连接，所述多组加热棒均安装在加热箱内壁上，并在加热箱与加热罐之间填充加热介质，并在加热箱内壁上设置有温度传感器，所述加热罐内设置有加热腔，并在加热罐顶部设置有加料口，加料口与加热腔相通，所述密封盖可拆卸安装在加热罐顶部，并在密封盖上设置有出气孔，所述传输管输入端与出气孔内壁固定连接，并且传输管另一端与三通连接头连通，所述球形冷凝管底端和接收瓶顶部分别与三通连接头连通，并在球形冷凝管入水口和出水口处分别连接进水管和出水管，所述流通管顶部与接收瓶底部连通，并在流通管上设置有开关阀，所述接液漏斗位于流通管下方区域，所述回流管两端分别与接液漏斗底部和加热罐连通，并在回流管上设置有控制阀。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括换气管、换气罐、密封塞、固定弹簧和固定架，所述换气罐内设置有换气腔，并在换气罐顶部设置有换气口，换气口与换气腔相通，所述换气管两端分别与加热箱左侧壁和换气管底部连通，并在换气管上设置有启闭阀门，所述密封塞塞于换气口处，所述固定架安装在换气罐顶部，所述固定弹簧两端分别与固定架和密封塞连接。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括限位轴和限位块，所述固定架上设置有限位孔，所述限位轴底端穿过限位孔并与密封塞连接，并且限位轴顶端与限位块连接。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括两组固定杆和限位环，所述两组固定杆两端分别与限位环和加热箱顶部左半区域连接，并且限位环套装至换气罐上，所述限位环内壁上设置有防滑垫，所述防滑垫与换气罐外壁接触。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括底座、支撑杆和支撑环，所述底座安装在加热箱底部，所述支撑杆两端分别与支撑环和底座顶部右半区域连接，所述支撑环套装至回流管上。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括定位杆和两组夹具，所述定位杆安装在底座顶部右半区域，所述两组夹具均安装在定位杆上，所述球形冷凝管和接收瓶分别通过连通夹具夹装固定。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置的实验方法，包括以下步骤：
S1、原料准备：将所需要进行提取精油的橘皮清洗干净，去除其表面的杂质，并将其切成3cm*3cm的小块；
S2、投料：将切好的橘皮放入加热罐中，并向其中加入蒸馏水和沸石，闭合密封盖，并将各部分连接好，通过两组夹具加装固定球形冷凝管和接收瓶的位置；
S3、通入冷却水：通过进水管向球形冷凝管中通入冷却水，冷却水流通球形冷凝管，并将冷却水通过出水管排出；
S4、加热蒸发：将多组加热棒通电，使多组加热棒发热，并对加热箱中的加热介质进行加热，使其温度升高并均匀的对加热罐以及其中的物质进行加热，通过温度传感器实时测量加热介质的温度，当加热介质的温度升高至110℃～120℃时，暂停加热棒的通电，当加热介质的温度降低至110℃以下时，继续对加热棒通电，使加热介质温度升高，从而使水分蒸发并携带精油成分通过传输管排出；
S5、冷凝回流：水蒸气与橘皮中的精油通过传输管以及三通连接头进入至球形冷凝管中进行冷凝，水蒸气冷凝液化成水并与精油一同滴落至接收瓶中，并随着不断滴落，水分与精油分成，精油浮于表层；
S6、水分回流：定期打开开关阀，通过流通管将接收瓶中下层的水分导入至接液漏斗中，并打开控制阀，将接收瓶中下层的水分通过回流管导回至加热箱中，继续进行橘皮精油的提取，对水分可以进行重复利用；
S7、回收精油：当提取完成后，停止加热，并将各部分分离，将接收瓶中的橘皮精油抽出即可。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置的实验方法，所述步骤S4中，当对加热介质进行加热时，需要打开启闭阀门，加热介质会发生热胀冷缩现象，压力的变化可以使密封塞的位置发生变化，使空气进行流通，以便保持气压的平衡。
与现有技术相比本发明的有益效果为：采用本装置对橘皮精油进行提取时，只需要采用蒸馏水和橘皮作为原料即可，不使用其他化学试剂，从而在对精油进行提取过程中，可以减少对操作人员身体损害，减少对环境的污染，并且其只需将各部分安装完成即可进行精油提取，操作方便，并且可以方便控制加热温度，减少耗能，符合绿色化学要求，其可以对蒸馏水蒸发出的水分进行回收再利用，从而可以减少水分的损失，从而可以减少是水分的损失，节约资源。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A部的局部放大图；
图3是图1中B部的局部放大图；
图4是限位环和防滑垫的连接示意俯视图；
附图中标记：1、加热箱；2、加热棒；3、加热罐；4、密封盖；5、传输管；6、球形冷凝管；7、三通连接头；8、接收瓶；9、流通管；10、接液漏斗；11、回流管；12、加热介质；13、温度传感器；14、进水管；15、出水管；16、开关阀；17、控制阀；18、换气管；19、换气罐；20、密封塞；21、固定弹簧；22、固定架；23、启闭阀门；24、限位轴；25、限位块；26、固定杆；27、限位环；28、防滑垫；29、底座；30、支撑杆；31、支撑环；32、定位杆；33、夹具。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图4所示，本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，包括加热箱1、多组加热棒2、加热罐3、密封盖4、传输管5、球形冷凝管6、三通连接头7、接收瓶8、流通管9、接液漏斗10和回流管11，所述加热箱1内设置有加热腔，并在加热箱1顶部设置有安装口，安装口与加热腔相通，所述加热罐3底部通过安装口插入至加热箱1中，并且加热罐3与安装口内壁固定连接，所述多组加热棒2均安装在加热箱1内壁上，并在加热箱1与加热罐3之间填充加热介质12，并在加热箱1内壁上设置有温度传感器13，所述加热罐3内设置有加热腔，并在加热罐3顶部设置有加料口，加料口与加热腔相通，所述密封盖4可拆卸安装在加热罐3顶部，并在密封盖4上设置有出气孔，所述传输管5输入端与出气孔内壁固定连接，并且传输管5另一端与三通连接头7连通，所述球形冷凝管6底端和接收瓶8顶部分别与三通连接头7连通，并在球形冷凝管6入水口和出水口处分别连接进水管14和出水管15，所述流通管9顶部与接收瓶8底部连通，并在流通管9上设置有开关阀16，所述接液漏斗10位于流通管9下方区域，所述回流管11两端分别与接液漏斗10底部和加热罐3连通，并在回流管11上设置有控制阀17。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括换气管18、换气罐19、密封塞20、固定弹簧21和固定架22，所述换气罐19内设置有换气腔，并在换气罐19顶部设置有换气口，换气口与换气腔相通，所述换气管18两端分别与加热箱1左侧壁和换气管18底部连通，并在换气管18上设置有启闭阀门23，所述密封塞20塞于换气口处，所述固定架22安装在换气罐19顶部，所述固定弹簧21两端分别与固定架22和密封塞20连接；当密封塞在压力作用下上下移动用于进行调整加热箱内外气压平衡时，在调整完成后，可以通过固定弹簧的弹力使密封塞回到换气口处。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括限位轴24和限位块25，所述固定架22上设置有限位孔，所述限位轴24底端穿过限位孔并与密封塞20连接，并且限位轴24顶端与限位块25连接；当密封塞上下移动时，可以通过限位轴在限位孔处的上下移动方便限定密封塞的移动方向，从而可以保证密封塞可以准确的回到初始位置。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括两组固定杆26和限位环27，所述两组固定杆26两端分别与限位环27和加热箱1顶部左半区域连接，并且限位环27套装至换气罐19上，所述限位环27内壁上设置有防滑垫28，所述防滑垫28与换气罐19外壁接触；可以通过固定杆限定限位环的位置，从而可以方便对换气罐的位置进行限定，并且可以通过防滑垫增强限位环与换气罐之间的摩擦力。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括底座29、支撑杆30和支撑环31，所述底座29安装在加热箱1底部，所述支撑杆30两端分别与支撑环31和底座29顶部右半区域连接，所述支撑环31套装至回流管11上；可以通过支撑杆固定支撑环的位置，从而可以通过支撑环对回流管起到一定的支撑和限定作用。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置，还包括定位杆32和两组夹具33，所述定位杆32安装在底座29顶部右半区域，所述两组夹具33均安装在定位杆32上，所述球形冷凝管6和接收瓶8分别通过连通夹具33夹装固定。
本发明的一种改进的水蒸气蒸馏提取橙皮精油实验装置的实验方法，包括以下步骤：
S1、原料准备：将所需要进行提取精油的橘皮清洗干净，去除其表面的杂质，并将其切成3cm*3cm的小块；
S2、投料：将切好的橘皮放入加热罐3中，并向其中加入蒸馏水和沸石，闭合密封盖4，并将各部分连接好，通过两组夹具33加装固定球形冷凝管6和接收瓶8的位置；
S3、通入冷却水：通过进水管14向球形冷凝管6中通入冷却水，冷却水流通球形冷凝管6，并将冷却水通过出水管15排出；
S4、加热蒸发：将多组加热棒2通电，使多组加热棒2发热，并对加热箱1中的加热介质12进行加热，使其温度升高并均匀的对加热罐3以及其中的物质进行加热，通过温度传感器13实时测量加热介质12的温度，当加热介质12的温度升高至110℃～120℃时，暂停加热棒2的通电，当加热介质12的温度降低至110℃以下时，继续对加热棒2通电，使加热介质12温度升高，从而使水分蒸发并携带精油成分通过传输管5排出，对加热介质12进行加热时，需要打开启闭阀门23，加热介质12会发生热胀冷缩现象，压力的变化可以使密封塞20的位置发生变化，使空气进行流通，以便保持气压的平衡；
S5、冷凝回流：水蒸气与橘皮中的精油通过传输管5以及三通连接头7进入至球形冷凝管6中进行冷凝，水蒸气冷凝液化成水并与精油一同滴落至接收瓶8中，并随着不断滴落，水分与精油分成，精油浮于表层；
S6、水分回流：定期打开开关阀16，通过流通管9将接收瓶8中下层的水分导入至接液漏斗10中，并打开控制阀17，将接收瓶8中下层的水分通过回流管11导回至加热箱1中，继续进行橘皮精油的提取，对水分可以进行重复利用；
S7、回收精油：当提取完成后，停止加热，并将各部分分离，将接收瓶8中的橘皮精油抽出即可。
采用本装置对橘皮精油进行提取时，只需要采用蒸馏水和橘皮作为原料即可，不使用其他化学试剂，从而在对精油进行提取过程中，可以减少对操作人员身体损害，减少对环境的污染，并且其只需将各部分安装完成即可进行精油提取，操作方便，并且可以方便控制加热温度，减少耗能，符合绿色化学要求，其可以对蒸馏水蒸发出的水分进行回收再利用，从而可以减少水分的损失，从而可以减少是水分的损失，节约资源。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
