一种基于柑橘的精油提取方法与流程

1.本发明涉及一种精油提取方法，具体涉及一种基于柑橘的精油提取方法。


背景技术：

2.柑橘精油是柑橘深加工重要的天然产物，有着广泛的用途，在医药中，可以作为抗氧化剂，预防人体氧化过激带来的疾病，并且已有医学证明了柑橘精油有抑制癌细胞的作用，将来有极大可能代替癌症的化疗，同时还可以作为食品化妆品天然香精等各种用途。
3.柑橘精油作为柑橘的重要加工产物，其主要由萜烯烃和不足5％含氧萜烯类化合物组成，萜烯烃对香味贡献小且容易发生降解反应，如聚合反应形成树脂，暴露在空气、光和热中发生氧化，是柑橘精油发臭变质的主要因素之一；冷榨法是一种机械提取精油的方法，该方法所消耗的能量较少，且提取的精油香气最接近原材料本身的香气，是工业上提取柑橘精油最简单常用的方法，但此法获得的精油得率较低，且含有较多的杂质，主要为柑橘皮、橘络等，没有及时将上述杂质过滤掉，经过其他加工工艺后，上述杂质会变得非常细小，后期过滤很难过滤出来，而这些杂质在一段时间后会变坏，影响柑橘精油开封后的保存时间，也是柑橘精油发臭变质的主要因素之一。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是柑橘精油中含有大量的杂质及萜烯烃，造成柑橘精油短时间内发臭变质，保质期短，目的在于提供一种基于柑橘的精油提取方法，解决柑橘精油开封后保质期短的问题。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.一种基于柑橘的精油提取方法，包括如下步骤：
7.s1、获取新鲜的柑橘皮，对柑橘皮进行消毒、清洗后，将柑橘皮浸泡在40-50℃的温水中，浸泡10-15分钟后，再采用冷榨机对柑橘皮进行冷榨，获得粗柑橘精油；
8.s2、采用洗涤过滤一体化装置对粗柑橘精油进行纯化，洗涤过滤一体化装置对粗柑橘精油过滤获得滤液及滤渣，再用盐水对粗柑橘精油的滤渣进行多次洗涤，洗涤过滤一体化装置所用的盐水是浓度为1.5-2％的nacl溶液，多次洗涤后得到洗液，洗液与滤液混合静置4-8小时至油水分层，获得上层油相；
9.s3、采用油水离心机对步骤s2中的油相进行油水分离，获得精制柑橘精油；
10.s4、在具有搅拌功能的混料器中将四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1-1.2的比例混合，温度60摄氏度下搅拌三小时，然后在25摄氏度的条件下静置一小时，液液分相，分别为四丁基氯化铵与芳樟醇形成低共熔溶剂相、柠檬烯相；
11.s5、用水作为反萃取剂对低共熔溶剂相进行反萃取，得到无萜精制柑橘精油和四丁基氯化铵，回收四丁基氯化铵。
12.本发明结合影响柑橘精油品质的两个主要因素，一是柑橘精油冷榨后产生的柑橘皮、橘络等杂质，二是柑橘精油中含有的萜烯烃，就是柠檬烯；本发明采用多级过滤、盐水洗
涤的方式，对冷榨后的粗制柑橘精油进行除杂，在避免柑橘精油大量浪费的情况下能够有效去除粗制柑橘精油中的杂质；本发明在对粗制柑橘精油进行除杂后，还以四丁基氯化铵作为氢键受体，柑橘精油中的含氧萜烯类化合物含有羟基，作为氢键供体，他们之间相互作用形成了低共熔溶剂，从而将柑橘精油中的萜烯烃和含氧萜烯类化合物分离，去除了柑橘精油中的大部分萜烯烃；柑橘精油在除杂、除萜后其开封后的保质期显著提升，解决了现有技术中的问题。
13.现有技术中，对粗制柑橘精油过滤后，大量的柑橘精油会粘附在过滤器及滤渣上，造成柑橘精油的浪费；本发明在对粗制柑橘精油除杂时，使用了洗涤过滤一体化装置，在过滤后采用盐水对滤渣及过滤器进行洗涤，滤渣及过滤器上残留的柑橘精油会在盐水冲洗下混入盐水中最后与滤液混合进行静置，避免柑橘精油浪费，而且粗制柑橘精油与盐水混合，有利于柑橘精油油与水的分层，能够加快柑橘精油与水的分层速度，减少柑橘精油的含水量，柑橘精油中的含水量少，也有助于减少其腐败速率，延长其保质期；过滤器及滤渣的表面会形成油层，部分较小的杂质会粘附在油层上，本发明用盐水冲洗油层，在水流冲击下能够将油层打散形成油滴混合在水中，那么粘附在油层上的杂质在油层被打散后，要么进入盐水中被下一级过滤结构过滤掉，要么直接粘附在该级过滤结构上，本发明提高过滤后柑橘精油回收率的情况下，能够有效取出柑橘精油中含有的体积较小的杂质。
14.现有技术中的柑橘精油几乎均未除萜且用有机溶剂提取，精油纯度降低，蕴含化学物质危害人体健康，另外有机溶剂挥发到空气中严重污染了环境，还易引起爆炸，存在较大安全隐患，本发明中四丁基氯化铵作为氢键受体，柑橘精油中的含氧萜烯类化合物含有羟基，作为氢键供体，他们之间相互作用形成了低共熔溶剂，从而将柑橘精油中的萜烯烃和含氧萜烯类化合物分离，再用水作为反萃取剂，得到无萜精油和回收重复使用的四丁基氯化铵，以平价的有机盐取代了传统的有机溶剂，环保健康。
15.低共熔溶剂是指由氢键受体和氢键供体组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，其凝固点显著低于各个组分纯物质的熔点。根据化学式可以看出芳樟醇(柑橘精油中的含氧萜烯类化合物)含有一个醇羟基，氢键和电负性极强的氧原子相连接，表明其能作为氢键供体，柠檬烯全为碳氢结构的非极性物质，有机盐自身电负性极强，则可作为氢键受体，芳樟醇与有机盐之间的氢键作用力极为可能形成低共熔溶剂，从而芳樟醇与柠檬烯分离。
16.步骤s2中所用的洗涤过滤一体化装置包括顶部开口的静置桶，静置桶上方设置有过滤器，所述过滤器包括多个过滤盘，所有过滤盘在竖直方向上逐一平行排列，所有过滤盘的中心轴重合，相邻过滤盘之间通过多根均匀分布的连接杆连接固定，从上至下过滤盘的滤孔孔径逐渐变小，静置桶上方设置有一根与过滤盘同轴的转轴，转轴沿着其轴向方向依次穿过所有的过滤盘并且转轴与过滤盘转动连接，转轴的顶部连接有驱动转轴旋转的电机，电机与最上方的过滤盘侧壁通过支撑架连接固定，位于最上方过滤盘上方的转轴上连接有水平放置的支撑板，支撑板上安装有竖直放置的盐水箱，盐水箱内部装有浓度为1.5-2％的nacl溶液，盐水箱的下方连通有水平放置的出水管，出水管与支撑板连接规定，出水管上连通有多个沿着其轴向方向均匀分布的喷头，喷头的出水口朝向其下方的过滤盘，最下方的过滤盘通过短轴与静置桶侧壁连接固定，短轴与静置桶侧壁可拆卸连接，最上方过滤盘上的滤液从上至下依次穿过所有过滤盘后落入静置桶内。
17.本发明设置了洗涤过滤一体化装置，在粗制柑橘精油过滤后，能够对过滤盘等结
构进行盐水冲洗，采用盐水的原因是因为盐水能够促进柑橘精油与水的分层，有助于较少柑橘精油中的含水量；本发明中静置桶用于收集滤液、洗涤液，使得滤液与洗涤液混合后静置，进行油水初步分离；过滤盘相当于是圆形的过滤板，主要的过滤结构；电机、转轴相当于是使得喷头旋转的动力机构，喷头旋转能够对滤渣进行多次洗涤。
18.优选地，每个过滤盘的顶部均设置有碾压辊，碾压辊与转轴连接固定。在冲洗滤渣是，碾压辊碾压滤渣，出尽滤渣二次出油，也利于将藏在滤渣中的柑橘精油压出来，提高过滤后的柑橘精油量。
19.步骤s2的具体内容如下：
20.a、在盐水箱内部配置浓度为1.5-2％的nacl溶液，再将短轴与与静置桶侧壁连接固定；
21.b、将s1中获取粗柑橘精油均匀倒在最上方的过滤盘上，粗柑橘精油从上至下穿过所有的过滤盘进入下方的静置桶内，粗柑橘精油进入静置桶内的为滤液，粗柑橘精油中的固体渣滓滞留在对应孔径的过滤盘上，过滤盘上的渣滓为滤渣，所有过滤盘对粗柑橘精油进行多级过滤；
22.c、开启电机及所有喷头，通过转轴，所有喷头向最上方过滤盘上的滤渣进行洗涤，洗涤水从上至下穿过下方的过滤盘时对下方过滤盘上的滤渣进行洗涤，所有洗涤水最后汇聚于静置桶内与滤液混合，转轴旋转带动盐水箱及所有喷头旋转，对过滤盘上的滤渣反复冲洗；
23.d、洗涤结束后，静置桶内的滤液与洗涤液混合静置，液液分相，获得上层油相。
24.本发明采用洗涤过滤一体化装置对粗制柑橘精油进行过滤、洗涤，在减少柑橘精油过滤时的浪费量的同时，能够对柑橘精油有效除杂，还能够促进粗制柑橘精油中柑橘精油与水的分离，使得柑橘精油中的含水量减少，利于延长柑橘精油的保质期。
25.优选地，s2中洗涤过滤一体化装置所用的盐水是浓度为2％的nacl溶液。盐水含量过少对油水分离的影响小，盐水含量大，会有部分无机盐进入柑橘精油中，因此，本发明优选了盐水的浓度，既没有无机盐进入柑橘精油中，对柑橘精油与水分离的影响又比较显著。
26.优选地，s4中四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1的比例混合。
27.优选地，短轴与静置桶侧壁通过螺钉可拆卸连接。
28.优选地，过滤盘为圆盘，相邻过滤盘中处于下方位置的过滤盘的直径大于其上方过滤盘的直径。
29.下方位置的过滤盘的直径大于其上方过滤盘的直径，才能够保证上方过滤盘过滤下的滤液能够全部穿过下方过滤盘。
30.优选地，所述过滤盘顶部边缘均设置有与过滤盘形状匹配的围挡。围挡避免油水等液相物质从过滤盘边缘流走，起到了阻挡作用。
31.优选地，转轴与每个过滤盘均通过滚动轴承转动连接。滚动轴承减少转轴的磨损，提高转轴的使用寿命。
32.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
33.1、本发明一种基于柑橘的精油提取方法采用低共熔溶剂对柑橘精油进行除萜，获得无萜精油，有效延长了柑橘精油的保质期；
34.2、本发明一种基于柑橘的精油提取方法对冷债后的粗制柑橘精油进行了过滤及
洗涤，在减少柑橘精油浪费的情况下，对柑橘精油进行有效除杂；
35.3、本发明一种基于柑橘的精油提取方法采用盐水对过滤后的柑橘精油滤渣进行洗涤，能够促进柑橘精油与水的分离，减少柑橘精油中含有的水量。
附图说明
36.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
37.图1为本发明结构示意图。
38.附图中标记及对应的零部件名称：
39.1-静置桶，2-过滤盘，3-连接杆，4-转轴，5-电机，6-支撑架，7-支撑板，8-盐水箱，9-出水管，10-喷头，11-连接杆，12-碾压辊，13-围挡。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
41.实施例1
42.如图1所示，本发明一种基于柑橘的精油提取方法，包括如下步骤：
43.s1、获取新鲜的柑橘皮，对柑橘皮进行消毒、清洗后，将柑橘皮浸泡在40-50℃的温水中，浸泡10-15分钟后，再采用冷榨机对柑橘皮进行冷榨，获得粗柑橘精油；
44.s2、采用洗涤过滤一体化装置对粗柑橘精油进行纯化，具体内容如下：
45.a、在盐水箱8内部配置浓度为1.5％的nacl溶液，再将短轴11与与静置桶1侧壁连接固定；
46.b、将s1中获取粗柑橘精油均匀倒在最上方的过滤盘2上，粗柑橘精油从上至下穿过所有的过滤盘2进入下方的静置桶1内，粗柑橘精油进入静置桶1内的为滤液，粗柑橘精油中的固体渣滓滞留在对应孔径的过滤盘2上，过滤盘2上的渣滓为滤渣，所有过滤盘2对粗柑橘精油进行多级过滤；
47.c、开启电机5及所有喷头10，通过转轴4，所有喷头10向最上方过滤盘2上的滤渣进行洗涤，洗涤水从上至下穿过下方的过滤盘2时对下方过滤盘2上的滤渣进行洗涤，所有洗涤水最后汇聚于静置桶1内与滤液混合，转轴旋转带动盐水箱8、碾压辊12及所有喷头10旋转，对过滤盘2上的滤渣反复冲洗；
48.d、洗涤结束后，静置桶1内的滤液与洗涤液混合静置，液液分相，获得上层油相；
49.s3、采用油水离心级对步骤s2中的油相进行油水分离，获得精制柑橘精油；
50.s4、在具有搅拌功能的混料器中将四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1.2的比例混合，温度60摄氏度下搅拌三小时，然后在25摄氏度的条件下静置一小时，液液分相，分别为四丁基氯化铵与芳樟醇形成低共熔溶剂相、柠檬烯相；
51.s5、用水作为反萃取剂对低共熔溶剂相进行反萃取，得到无萜精制柑橘精油和四丁基氯化铵，回收四丁基氯化铵。
52.步骤s2中所用的洗涤过滤一体化装置包括顶部开口的静置桶1，静置桶1上方设置
有过滤器，所述过滤器包括多个过滤盘2，所有过滤盘2在竖直方向上逐一平行排列，所有过滤盘2的中心轴重合，相邻过滤盘2之间通过多根均匀分布的连接杆3连接固定，从上至下过滤盘2的滤孔孔径逐渐变小，静置桶1上方设置有一根与过滤盘2同轴的转轴4，转轴4沿着其轴向方向依次穿过所有的过滤盘2并且转轴4与过滤盘2转动连接，转轴4的顶部连接有驱动转轴4旋转的电机5，电机5与最上方的过滤盘2侧壁通过支撑架6连接固定，位于最上方过滤盘2上方的转轴4上连接有水平放置的支撑板7，支撑板7上安装有竖直放置的盐水箱8，盐水箱8内部装有浓度为1.5％的nacl溶液，盐水箱8的下方连通有水平放置的出水管9，出水管9与支撑板7连接规定，出水管9上连通有多个沿着其轴向方向均匀分布的喷头10，喷头10的出水口朝向其下方的过滤盘2，最下方的过滤盘2通过短轴11与静置桶1侧壁连接固定，短轴11与静置桶1侧壁可拆卸连接，最上方过滤盘2上的滤液从上至下依次穿过所有过滤盘2后落入静置桶1内；
53.每个过滤盘2的顶部均设置有碾压辊12，碾压辊12与转轴4连接固定；
54.短轴11与静置桶1侧壁通过螺钉可拆卸连接；
55.过滤盘2为圆盘，相邻过滤盘2中处于下方位置的过滤盘2的直径大于其上方过滤盘2的直径；
56.所述过滤盘2顶部边缘均设置有与过滤盘2形状匹配的围挡13；
57.转轴4与每个过滤盘2均通过滚动轴承转动连接。
58.实施例2
59.基于实施例1，与实施例1不同的是，s2中洗涤过滤一体化装置所用的盐水是浓度为2％的nacl溶液。
60.实施例3
61.基于实施例1，与实施例1不同的是，s2中洗涤过滤一体化装置所用的盐水是浓度为1.75％的nacl溶液。
62.实施例4
63.基于实施例2，s4中四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1的比例混合。
64.实施例5
65.基于实施例2，s4中四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1.1的比例混合。
66.对比例1
67.与实施例4不同的是，不进行步骤s2，包括如下步骤：获取新鲜的柑橘皮，对柑橘皮进行消毒、清洗后，将柑橘皮浸泡在40-50℃的温水中，浸泡10-15分钟后，再采用冷榨机对柑橘皮进行冷榨，获得粗柑橘精油；采用油水离心机对粗柑橘精油进行油水分离，获得精制柑橘精油；在具有搅拌功能的混料器中将四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1的比例混合，温度60摄氏度下搅拌三小时，然后在25摄氏度的条件下静置一小时，液液分相，分别为四丁基氯化铵与芳樟醇形成低共熔溶剂相、柠檬烯相；用水作为反萃取剂对低共熔溶剂相进行反萃取，得到无萜精制柑橘精油和四丁基氯化铵，回收四丁基氯化铵。
68.对比例2
69.基于实施例1，与实施例1不同的是，s2中洗涤过滤一体化装置所用的盐水是浓度为1％的nacl溶液。
70.对比例3
71.基于实施例1，与实施例1不同的是，s2中洗涤过滤一体化装置所用的盐水是浓度为3％的nacl溶液。
72.对比例4
73.与实施例2不同的是，不进行步骤s4、s5，包括以下具体内容：
74.s1、获取新鲜的柑橘皮，对柑橘皮进行消毒、清洗后，将柑橘皮浸泡在40-50℃的温水中，浸泡10-15分钟后，再采用冷榨机对柑橘皮进行冷榨，获得粗柑橘精油；
75.s2、采用洗涤过滤一体化装置对粗柑橘精油进行纯化，具体内容如下：
76.a、在盐水箱8内部配置浓度为2％的nacl溶液，再将短轴11与与静置桶1侧壁连接固定；
77.b、将s1中获取粗柑橘精油均匀倒在最上方的过滤盘2上，粗柑橘精油从上至下穿过所有的过滤盘2进入下方的静置桶1内，粗柑橘精油进入静置桶1内的为滤液，粗柑橘精油中的固体渣滓滞留在对应孔径的过滤盘2上，过滤盘2上的渣滓为滤渣，所有过滤盘2对粗柑橘精油进行多级过滤；
78.c、开启电机5及所有喷头10，通过转轴4，所有喷头10向最上方过滤盘2上的滤渣进行洗涤，洗涤水从上至下穿过下方的过滤盘2时对下方过滤盘2上的滤渣进行洗涤，所有洗涤水最后汇聚于静置桶1内与滤液混合，转轴旋转带动盐水箱8、碾压辊12及所有喷头10旋转，对过滤盘2上的滤渣反复冲洗；
79.d、洗涤结束后，静置桶1内的滤液与洗涤液混合静置，液液分相，获得上层油相；
80.s3、采用油水离心级对步骤s2中的油相进行油水分离，获得精制柑橘精油。
81.对比例5
82.与实施例4不同的是，采用纯水代替s2中洗涤过滤一体化装置所用的盐水，对滤渣进行洗涤。
83.对比例6
84.与实施例4不同的是，采用现有技术中简单的过滤板或是过滤网对粗柑橘精油进行一次过滤并用盐水多次洗涤。
85.对比例7
86.与实施例4不同的是，基于洗涤过滤一体化装置对粗柑橘精油进行多级过滤，对滤渣不进行洗涤。
87.对比例8
88.与实施例4不同的是，s4中四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:0.9的比例混合。
89.对比例9
90.与实施例4不同的是，s4中四丁基氯化铵与精制柑橘精油按照摩尔比1:1.3的比例混合。
91.试验例
92.实施例1-5及对比例1-9中所用的原料品质、种类一致，除了上述表述的区别点外，其余条件控制一致，对实施例1-5及对比例1-9得到的柑橘精油进行性能检测，主要对柑橘精油的颜色、透明度、纯度、开封后的保质期、香味、产率进行检测对比，测量透明度时，轻微摇晃柑橘精油瓶后观察其透明度，产率是指除萜之前的柑橘精油的产率，结果如表1。
93.表1柑橘精油性能检测结果
[0094] 颜色透明度纯度保质期/月香味产率/％实施例1淡黄透明97.5％10橘香浓郁1.4实施例2淡黄透明98.3％10橘香浓郁1.5实施例3淡黄透明98.1％10橘香浓郁1.4实施例4淡黄透明99.6％12橘香浓郁1.6实施例5淡黄透明98.2％11橘香浓郁1.4对比例1淡黄轻微浑浊97.8％6橘香浓郁1.5对比例2淡黄透明96％8橘香浓郁1.5对比例3淡黄透明95.8％10橘香浓郁1.4对比例4淡黄透明99％4橘香浓郁1.6对比例5淡黄透明96％5橘香浓郁1.3对比例6淡黄轻微浑浊96.2％5橘香浓郁1.4对比例7淡黄透明96％4橘香浓郁1.2对比例8淡黄透明99.5％12橘香浓郁1.5对比例9淡黄透明99.2％8橘香浓郁1.5
[0095]
综上所述，本技术中在测量柑橘精油纯度时主要以柑橘精油中柑橘精油的量与其含水量为计算指标，柑橘精油中包括了柠檬烯，去除柠檬烯后脱萜柑橘精油与含萜柑橘精油相比产率会相对降低，但是脱萜柑橘精油开封后的保质期明显延长，除去的柠檬烯还可再利用；结合用于洗涤滤渣的盐水浓度，盐水浓度影响了柑橘精油中的含水量，浓度越低，对油水分离效果影响小，柑橘精油中的含水量对相对较高，盐水浓度过高，会影响柑橘精油的纯度，有部分无机盐会与柑橘精油混合，而且盐水含量过高不仅效果不好，还会造成原料浪费，四丁基氯化铵的加量明显高于柑橘精油的量，产生的效果不会明显增加，但是四丁基氯化铵的加量低于柑橘精油的量，会影响柑橘精油开封后的保质期；粗制柑橘精油过滤后不洗涤滤渣，精制柑橘精油的产率会降低；结合表1的数据，本的发明中实施例4为最佳制备方法。
[0096]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。