一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法及系统

技术领域

本发明涉及植物蒸馏技术领域，尤其涉及一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法及系统。

背景技术

传统植物蒸馏提取过程为：加满一罐料，待蒸馏提取结束后关闭蒸汽阀放掉含水残渣，完成一次蒸馏循环，然后再进行后一次的加料蒸馏循环，其中，含水的残渣运至烘干设备中烘干后制成生物燃料。传统植物蒸馏提取方法的缺点是需要人工进料和排料，耗费人工、效率低下，基本上料和放料的时间占去了整个生产环节的1/3时间，植物有效成分提取率不高。具体地，由于在蒸馏罐体内进行蒸馏的植物碎料因蒸汽由下至上对植物碎料进行加温蒸馏，析出植物碎料中含有的有效成分，最先受热析出有效成分的是罐体最下面的植物碎料，最后进入有效成分析出阶段的是罐体上部的植物碎料，接下来也是罐体下部的植物碎料最先完成其自身有效成分的基本完全析出，最后结束有效成分析出阶段的是植物罐体上部的植物碎料，在实践中这个时间差在30分钟—35分钟，也就是说在罐底下部的植物碎料完成有效成分的析出后罐体中部植物碎料开始进入有效成分析出，而且用水煮法分析残渣有效成分残留数据分析，下部残渣含量为20ppm-35.5ppm；中部残渣含量为33.7ppm-52.1ppm；上部残渣有效成分残余为49.3ppm-89.2ppm，也就是说在传统的一次蒸馏循环完成后蒸馏罐上部残渣有效成分残余是下部残渣有效成分残余的4.5倍左右，造成了资源浪费同时也减低了企业利润。

同时，原来每个蒸馏循环蒸汽都要都要停30分钟左右进行排进料，蒸馏罐体也随之冷却，在下一次蒸馏循环的时候重新供气加温，而且在蒸馏罐体内温度整体达到100℃(实测为22分钟)，在这个过程中蒸馏系统是不会有植物有效成分析出，而在多个蒸馏循环中，这样的无效加温的时间逐渐增加，造成了能源的浪费和企业生产成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中植物蒸馏的不足，提供了一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

第一方面，主要提供一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述方法包括：

依次在蒸馏罐体的侧壁上设置多个物位传感器，将蒸馏罐体分成上中下三层；根据物位传感器的测量结果进行分层蒸馏，所述分层蒸馏包括：

S1、蒸馏前，先将植物碎料一次性加满蒸馏罐体，其中，通过上层的物位传感器检测植物碎料是否加满；

S2、蒸馏时，蒸汽设备持续向蒸馏罐底部供气，蒸馏后的废料从蒸馏罐体的底部排出；

S3、当中层或下层的物位传感器检测到物位下降时，向蒸馏罐体中自动补充植物碎料。

开启蒸馏时，蒸汽设备持续向装满植物碎屑原料的蒸馏罐底部供气；当罐内下层植物碎屑原料有效成分蒸馏完成后底部废料从蒸馏罐体的底部自动排出上层的原料也随之下降；在下降至中层物位传感器位置时停止底蒸馏罐底部螺旋输送机停止排料；蒸馏罐顶部的送料螺旋机开始工作向罐内补充新鲜原料，新补充的植物原料堆积至上部感应器位置时感应器上部传感器位置时上部螺旋输送机停止工作完成向蒸馏罐体中自动补充植物碎料；在这期间蒸馏工作不停止，直至上层的物料析出结束一轮蒸馏。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述向蒸馏罐体中自动补充植物碎料，包括：

通过螺旋进料机自动加料；

当上层的物位传感器检测到物位时，停止加料。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述物位传感器为激光式物位传感器。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述蒸汽设备包括蒸汽发生器。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述分层蒸馏还包括：

将蒸馏后的废料烘干、粉碎后形成生物质燃料。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述分层蒸馏还包括：

将蒸馏罐体中形成的蒸馏气体输送到蒸汽发生器中循环利用。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述循环利用，包括：

将蒸馏气体依次进行冷凝、蒸馏、油分分离后形成纯露。

第二方面，主要提供一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，所述系统包括：

检测模块，依次在蒸馏罐体的侧壁上设置多个物位传感器，将蒸馏罐体分成上中下三层；

分层蒸馏模块，配置为根据物位传感器的测量结果进行分层蒸馏控制。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，所述检测模块通过上层的物位传感器检测植物碎料是否加满；通过中层或下层的物位传感器检测到物位是否下降。

作为一优选项，一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，所述分层蒸馏模块控制蒸汽设备持续向蒸馏罐底部供气，并控制蒸馏后的废料从蒸馏罐体的底部排出；当中层或下层的物位传感器检测到物位下降时，分层蒸馏模块发出向蒸馏罐体中自动补充植物碎料的控制信号。

需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本发明有益效果是：

(1)本发明通过在蒸馏罐体的侧壁上设置多个物位传感器，将蒸馏罐体分成上中下三层；根据物位传感器的测量结果进行分层蒸馏，蒸馏时，蒸汽设备持续向蒸馏罐底部供气，蒸馏后的废料从蒸馏罐体的底部排出；当中层或下层的物位传感器检测到物位下降时，向蒸馏罐体中自动补充植物碎料。本发明能够持续不间断地进行蒸馏，省去了开罐排加料的时间；节约了热能，不需要重新供气加温，节约能源和成本；节省了人工，在实际生产过程中原生产工艺需要两个工人协同进行蒸馏罐的进排料，改进后不仅直接节约了这两个人工工效，而且提高了整个生产的安全系数；同时提高了蒸馏提取的产出率，增加了企业效益。

(2)在一个示例中，将蒸馏后的废料烘干、粉碎后形成生物质燃料，可以直接进入锅炉房作为生物质燃料燃烧，进行综合利用。

(3)在一个示例中，由于原设备工艺放料过程中，高温湿润的废料异味在高温蒸汽的作用下会向周围迅速扩散，造成空气污染，给企业带来不小的环保压力，本发明将蒸馏罐体中形成的蒸馏气体输送到蒸汽发生器中循环利用，减少企业环保压力。

附图说明

图1为本发明实施例示出的分层蒸馏流程示意图；

图2为本发明实施例示出的蒸馏罐体的结构示意图；

图3为本发明实施例示出的一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统的结构示意图；

图4为本发明实施例示出的供料装置部分示意图。

图中：1、螺旋上料机；2、螺旋进料机；3、蒸馏罐体；4-1、上层物位传感器；4-2、中层物位传感器；4-3、下层物位传感器；5、冷凝器；6、螺杆输送压榨机；8、油水分离器；9、蒸汽发生器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在一示例性实施例中，提供一种自动分层连续式植物蒸馏提取方法，所述方法包括：

依次在蒸馏罐体的侧壁上设置多个物位传感器，将蒸馏罐体分成上中下三层；根据物位传感器的测量结果进行分层蒸馏，参照图1，所述分层蒸馏包括：

S1、蒸馏前，先将植物碎料一次性加满蒸馏罐体，其中，通过上层的物位传感器检测植物碎料是否加满；

S2、蒸馏时，蒸汽设备持续向蒸馏罐底部供气，蒸馏后的废料从蒸馏罐体的底部排出；

S3、当中层或下层的物位传感器检测到物位下降时，向蒸馏罐体中自动补充植物碎料。其中，通过螺旋进料机自动加料；当上层的物位传感器检测到物位时，停止加料。

具体地，结合图2的示例性结构说明分层蒸馏的具体过程。

在蒸馏罐体3上安装三个物位传感器(图中4-1/4-2/4-3)，将蒸馏罐体3分为上中下三层/段，在最初加料时先将植物碎料一次性加满蒸馏罐体3，在接下来蒸馏罐体3内植物碎料完成第一轮蒸馏后放料的过程中先开动蒸馏罐底部的螺杆输送压榨机6抽取蒸馏罐体3下部的蒸馏残渣，这时蒸馏罐体3底部的蒸馏废料也会随之下降，当下降至物位传感器4-2时说明原蒸馏罐底部的蒸馏残渣已经全部排出，剩在罐内的就是原罐体中上部有效成分残留量33.7ppm-89.2ppm的中上部残渣，这时系统自动启动罐体上部的螺旋上料机1和螺旋进料机2将新料输入蒸馏罐内填充空出来的上部腔体，在到植物碎料堆积到物位传感器4-1时，物位计信号发至控制系统停止进料螺旋机进料，在这个过程中蒸汽设备持续向蒸馏罐体3底部供气，整个系统继续着蒸馏提取工作，如此往复直至整批原料或阶段的完成。

进一步地，整个系统继续蒸馏提取工作，接下来的排加料过程按整个蒸馏时间和蒸馏罐上中下分层进行。实际中，假设传统的蒸馏过程为1.5小时，本发明的方法一是能够节约时间，省去了开罐排加料的时间，整个时间占整原一蒸馏循环的1/3时间也就是30分钟，原来六个蒸馏循环9个小时排加料的时间就用去了3个小时，而按改进后的设备流程在9个小时内完成8个蒸馏循环；二是节约了热能，原来每个蒸馏循环蒸汽都要都要停30分钟进行排进料，蒸馏罐体3也随之冷却，在下一次蒸馏循环的时候重新供气加温，而且在蒸馏罐体3内温度整体达到100℃(实测为22分钟)在这个过程中蒸馏系统是不会有植物有效成分析出，而6个蒸馏循环这样的无效加温的时间为2.2个小时，造成了能源的浪费和企业生产成本的提高；三是节省了人工、在实际生产过程中原生产工艺需要两个工人协同进行蒸馏罐的进排料，采用改进后的设备流程不仅直接节约了这两个人工工效，而且提高了整个生产的安全系数；四是提高了蒸馏提取的产出率，因为每次排除的废渣都是位于蒸馏罐体下部蒸馏最彻底有效成分残留最彻底部分，能将植物有效成分析出率从原来的2.5％提高至2.8％，增加了企业效益。

进一步地，所述蒸馏罐体3的底端还连接有螺杆输送压榨机6，通过螺杆输送压榨机6对蒸馏罐体3底部产生的废料进行处理。

较优地，所述物位传感器为激光式物位传感器或其他可实现本发明物位检测的传感器。

较优地，所述蒸汽设备包括蒸汽发生器。

进一步地，所述分层蒸馏还包括：

将蒸馏后的废料烘干、粉碎后形成生物质燃料，可以直接进入锅炉房作为生物质燃料燃烧，进行综合利用，

进一步地，所述分层蒸馏还包括：

将蒸馏罐体3中形成的蒸馏气体输送到蒸汽发生器9中循环利用。由于原设备工艺放料过程中，高温湿润的废料异味在高温蒸汽的作用下会向周围迅速扩散，造成空气污染，给企业带来不小的环保压力，本发明将蒸馏罐体3中形成的蒸馏气体输送到蒸汽发生器9中循环利用。具体地，所述蒸馏罐体3的顶端连接有冷凝器5，冷凝器5的另一端连接有油水分离器8，所述油水分离器8还与蒸汽发生器9连接。将蒸馏气体依次进行冷凝、蒸馏、油分分离后形成纯露。由于原设备工艺放料过程中，高温湿润的废料异味在高温蒸汽的作用下会向周围迅速扩散，造成空气污染，给企业带来不小的环保压力，本发明将蒸馏罐体3中形成的蒸馏气体输送到蒸汽发生器中循环利用，减少企业环保压力。

其中，所述循环利用，包括：

将蒸馏气体依次进行冷凝、蒸馏、油分分离后形成纯露。

在另一示例性实施例中，提供一种自动分层连续式植物蒸馏提取控制系统，所述控制系统包括：

检测模块，依次在蒸馏罐体的侧壁上设置多个物位传感器，将蒸馏罐体分成上中下三层；

分层蒸馏模块，配置为根据物位传感器的测量结果进行分层蒸馏控制。

进一步地，所述检测模块通过上层的物位传感器检测植物碎料是否加满；通过中层或下层的物位传感器检测到物位是否下降。

进一步地，一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，所述分层蒸馏模块控制蒸汽设备持续向蒸馏罐底部供气，并控制蒸馏后的废料从蒸馏罐体的底部排出；当中层或下层的物位传感器检测到物位下降时，分层蒸馏模块发出向蒸馏罐体中自动补充植物碎料的控制信号。

参照图3-图4，在另一示例性实施例中，提供一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，(图中蒸馏罐体未标出物位传感器，应理解为图2中的蒸馏罐体)，包括前述的自动分层连续式植物蒸馏提取装置，还包括供料装置，所述供料装置包括依次连接的切屑机17和螺旋上料机18，所述螺旋上料机18与所述螺旋进料机2连接，能够实现自动进料，节省人力，提升效率。

进一步地，还包括废料处理装置，所述废料处理装置包括依次连接的废料输送机、烘干机12、粉碎机13以及燃料制粒机14，所述废料输送机与螺杆输送压榨机6连接，所述燃料制粒机14与所述蒸汽发生器9连接。能够将蒸馏后的废料烘干、粉碎后形成生物质燃料，可以直接进入锅炉房作为生物质燃料燃烧，为蒸汽发生器9燃烧供能，进行综合利用。

进一步地，一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，所述烘干机为旋窑式全封闭烘干机，可根据实际需求设置多个蒸馏罐体3。

进一步地，通过工业制冷机11为蒸馏罐体3提供低温气体，使得异味蒸汽冷却吸附在废料表面，随着螺杆输送压榨机6进入废料处理装置中进行处理。

进一步地，一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，还包括空气净化器10，所述空气净化器10与所述蒸汽发生器9连接，通过空气净化器10对蒸汽发生器9中产生的燃烧废气进行净化，进一步避免环境污染。

进一步地，一种自动分层连续式植物蒸馏提取系统，还包括控制15和管道泵16，其中，所述控制阀15设置在系统的气体管道中，如图2中蒸汽发生器9的输送管道上，管道泵16设置在油水分离器8的管道上，实现对系统蒸汽供应以及其他气体/液体输送的精确控制，保证系统的稳定性。

以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。