專利名稱：一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法
技術領域：
本報告中的發(fā)明專利，說明書和權利要求書的應用，涉及以下應用領域:萃取植物油，生產(chǎn)卵磷脂或其他應用，如提純那些使用溶劑所萃取的植物油。該創(chuàng)造性方案具有質的優(yōu)勢，表現(xiàn)在，將提純過程移至萃取過程的油水混合階段。通過設計一個如下的工藝流程，開辟了一個新境界:該方案是基于所發(fā)展出的使用離心力進行分離的技術，然后對仍然溶解于油水混合物中的植物油進行清潔，從而獲得提純的植物油。通過這些離心過濾操作從而使得處于油水混合物階段的植物油得以提純，用于多種目的，包括卵磷脂的生產(chǎn)。
背景技術：
為了使導論框架里所解釋的內(nèi)容更加真實，將對現(xiàn)有工藝的水平做一個簡要說明，對本領域普通技術人員來說，將會認識到它的局限性，后續(xù)將介紹本發(fā)明所要求保護的新工藝方法所新增加的技術好處。對油水混合物的提純，當前使用一些過濾技術，如采用水力旋流器，壓濾機或者其他種類的封閉過濾器，該封閉過濾器配備有由金屬篩網(wǎng)所組成的過濾元器件?？紤]到這些設備自身尺寸，以及一個處于“待機”狀態(tài)下的并需要周期性的頻繁清潔該設備的系統(tǒng)，這就要求在萃取的工廠中有可用的實體空間，所述的清潔方式可以是逆流清洗。相對于本發(fā)明申請?zhí)岢龅姆椒?，當前使用的技術在部署階段成本大大增加，因為以下過程都需要增加花費:增加實體空間，用于放置處于“待機”狀態(tài)的設備，在操作過程中，針對該工藝流程的材料和供給，由于操作的需要和不斷的清潔而要求使用更多的勞動力?，F(xiàn)有技術也產(chǎn)生了固體廢物，有可能會引發(fā)這些環(huán)境問題的關注:合理報廢或者再使用。現(xiàn)有的卵磷脂提純，或者其他用來提純包含在油水混合物(植物油與溶劑的混合物)里面的油，同時移除其中的固體廢棄物的工藝流程，是通過水力旋流器或者過濾器，或者上述兩種設備組合來完成的。在植物油原油階段實施的卵磷脂的提純工藝流程是通過各種過濾器或者通過使用離心機來實現(xiàn)。水力旋流器的使用并不能保證充分地去除油水混合物中的固體物。不需要保留的(廢棄的)固體廢物在后續(xù)流程的設備(脫水器、熱交換器等)內(nèi)部形成沉積物，降低了它們的工作效率，并導致需要增加生成飽和水蒸氣的能源需求。上述方法因為需要通過生產(chǎn)廠的鍋爐獲得飽和水蒸汽，這就意味著增加操作成本，并且，主要是增加了工藝流程的溫度，從而導致了最終產(chǎn)品的質量更黑更低劣、商業(yè)價值更低。比起水力旋流器，過濾器一般來講，安全度較高，并且應該完全閉合，從而似乎顯得能更充分地移除固體物。然而，由于需要使用特定的澄清助劑，或絲網(wǎng)織物，用以對其進行操作、周期性清潔或逆流沖洗，因此，也妨礙了整個流程。過濾器可以用于在油水混合物階段和原油階段中分離固體物。在任何這些情形中他們似乎能更充分地移除固體物。然而，他們不完全有效。因此，當在油水混合物階段使用，即使只是超過了一點點的時間，也會出現(xiàn)相同的問題，即水垢結殼，逐漸增加飽和水蒸氣的消耗，流程溫度升高并破壞最終產(chǎn)品的質量。更進一步，在油水混合物階段，所需過濾器極大，極昂貴，因為需要過濾大量的液體。當只應用在對植物油原油進行分離和提純流程的最終階段，在油和溶劑分離處理流程之后，過濾器將固體廢物移除，這樣所述的操作問題在溶劑的蒸餾過程中仍然存在:固體物繼續(xù)存在，甚至使得最終產(chǎn)品的質量更糟糕。另外，可以將上述兩種設備結合使用:水力旋流器用于在油水混合物階段去除大一點的顆粒，過濾器用以對植物油原油(非脫膠)進行實質提純，由于在達到飽和需要清潔之前的提純過濾流程增加了，從而提供(相對的)優(yōu)勢。然而，上述的兩種設備的結合也結合了兩種工藝流程的弊處和局限，并且改善的空間有限。除了已提到的上述技術中的不足之外，還需要指出:
在工業(yè)廠房里，需要具有可用的實體空間用于安裝設備；-需要同時安裝兩個系統(tǒng)，這需要很多的投資，因為一個系統(tǒng)必須處于“待機”狀態(tài)，當另一個系統(tǒng)因為過濾器已達到飽和而處于癱瘓狀態(tài)，需要清洗時(通常情況下，清潔間隔周期大約是24個小時)，隨時進入運作中；當只有一個系統(tǒng)運作，在去除塊狀沉積物和清潔過濾器的時候，必須使用一個儲存肺槽來存放油水混合物。在專利文獻中，能找到的一個對比文件，申請?zhí)枮镻10509684-7，申請日是2005年04月07日，專利名稱為“水解卵磷脂產(chǎn)品的酶法生產(chǎn)〃(ENZYMATIC PRODUCTION OFhydrolysed lecithin PRODUCTS)。這個專利文獻涉及生產(chǎn)水解產(chǎn)品的實施方法,所述的水解產(chǎn)品包含水解磷脂，單甘酯和雙甘酯。所述方法包括以下步驟:在一個水溶液或者有機溶劑介質中，攪拌一個初始材料，例如卵磷脂，其含有一個磷脂成分和一個甘油三酸酯成分，加入可以有效水解磷脂的第一種酶，然后充分攪拌，對該階段的產(chǎn)物加入第二種酶，來有效水解甘油三酸酯。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，無論是在初始投資還是實施過程都是節(jié)約經(jīng)濟型的，因為它占用的區(qū)域較小，利用的設備較少。還有在工業(yè)生產(chǎn)成本上也是節(jié)約經(jīng)濟型的，因為它不僅不需要使用澄清劑，也不需要在操作時增加人力。另一個相對于傳統(tǒng)工藝來說的好處就是，新工藝不會產(chǎn)生固體廢物。離心分離方法在油水混合物階段對于固體廢物處理方面明顯地更有效，顯著地減少了設備的污垢處理問題，減少了操作成本，并更大地保證了最終產(chǎn)品具有更好質量和更大商業(yè)價值。
圖1是在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法的流程圖。
具體實施例方式為了界定本發(fā)明，申請人在下面段落中展示了本方法的一個具體實施例，需要指出，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。豆油的工業(yè)化萃取是以使用溶劑來實現(xiàn)的，該溶劑通常是一種含碳氫化合物的混合物，其主要成分是己烷。過濾萃取器，特別是固液萃取器，可以持續(xù)操作并且是逆流交換，提供一種優(yōu)化萃取方式并有著良好性能。萃取(I)產(chǎn)生兩種流體:第一種流體是油和己烷的混合，就是油水混合物；第二種流體是麥麩和己烷的混合，也叫燕麥麩。第一種流體會產(chǎn)生植物油，所述植物油是通過預蒸發(fā)過程(10)，接著是蒸餾(2)后產(chǎn)生的；第二種流體會產(chǎn)生白麥麩，所述白麥麩是用飽和水蒸氣進行蒸發(fā)和褐化(3)產(chǎn)生的。在這個階段產(chǎn)生的白麥麩可用來喂養(yǎng)動物。在蒸餾(2)和褐化(3)所回收的溶劑是氣態(tài)的，應該加以冷凝，以便在萃取階段再使用?？紤]到氣體(蒸氣)和冷卻水之間的能量交換，冷凝(4)是有可能的。冷凝(4)流出的熱水應加以冷卻以備將來再使用。在冷卻過程(5)中使用的設備是冷卻塔，里面的熱交換通過直接跟空氣接觸來實現(xiàn)。因蒸發(fā)阻力所損耗的水應該被補充，以保證設備的良好運作。在蒸餾步驟中，油水混合物必須被提純，以保證穿過萃取器篩網(wǎng)的細小固體顆粒也能被去除。移除這些固體，除了使得植物油和卵磷脂產(chǎn)物的質量提升之外，也使得設備在蒸餾過程中不產(chǎn)生水垢。通過離心過濾(6)對油水混合物進行澄清，與前面提到的傳統(tǒng)方法(水力旋流器和過濾器)相比有很多優(yōu)勢。為了使離心過濾法具有可行性，也使用預蒸發(fā)
(10)來調整油水混合物濃度，達到離心過濾(6)的理想條件。從離心過濾(6)去除掉的固體又重新回到萃取器。離心分離提純的操作需要一些實用工具，比如:軟化水、清潔并干燥的壓縮空氣和用于覆蓋隔離操作的氮氣。由被移除的固體組成的重相，將從離心機返回到萃取器，所以，沒有給重相安裝出口。通過萃取(I)所得的油水混合物到達預濃縮(10)，其輸出用于供給離心過濾(6)的澄清離心機；同時，被提純后回到蒸餾(2)的油水混合物構成輕相輸出。提純了的油水混合物然后回到它的正常流程序列，直到蒸餾結束。在蒸餾(2)得到的原油，已經(jīng)沒有固體物質，被送到一個二次步驟離心過濾脫膠
(7)，在這個步驟中，膠被分離出來并且被送到負責生產(chǎn)卵磷脂(8)的設備。這種脫膠離心在操作上也需要軟化水和壓縮空氣。氮氣覆蓋隔離不是必須的，因為所有溶劑在蒸餾(2)中已經(jīng)被移除。已分離出的膠含有大約50%的水分，質量已有所提高。下一步是干燥處理，該過程中水分降低到0.05%到2.00%的范圍內(nèi)，以獲得一種食品級磷脂。步驟離心過濾脫膠(7)中脫膠油的質量也有所提高，并且被送到負責精煉油生產(chǎn)
(9)的設備，也叫精煉設備。該精煉油生產(chǎn)步驟基本上是由物理或堿性中和，澄清(漂白)和脫臭以及過濾這些過程所構成的，通過所述步驟，獲得一種有更好質量和更少斷裂的油。在此裝置中所生產(chǎn)的油已可用來供人類消費。應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，用于豆油的工業(yè)萃取，其特征在于， 使用一種溶劑，最好是一種含碳氫化合物的混合物，所述溶劑的主要成分是己烷；在過濾萃取器持續(xù)運作并逆向流動下，通過優(yōu)化的萃取(I )，所述溶劑產(chǎn)生兩股流體:第一股流體為油和己烷的混合，也叫油水混合物，第二股流體為己烷和麥麩的混合，麥麩也叫低萃取產(chǎn)物； 所述第一股流體將提供植物油，通過預蒸發(fā)過程(10 )，接著提純(6 )和蒸餾(2 )過程產(chǎn)生； 所述第二股流體將提供白麥麩，所述白麥麩通過飽和水蒸氣進行蒸發(fā)和褐化(3)所產(chǎn)生。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于， 在步驟預蒸發(fā)(10)、蒸餾(2)、蒸發(fā)和褐變(3)中所回收的溶劑是氣態(tài)(蒸氣)，應該加以冷凝，以便在萃取階段重新使用； 考慮到氣體(蒸氣)和冷卻水之間的能量交換，冷凝(4)是有可能的，冷凝(4)流出的熱水應加以冷卻以備將來使用； 在冷卻過程(5)中使用的設備是冷卻塔，冷卻塔里面的能量交換是直接通過跟空氣接觸來實現(xiàn)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于， 在階段預蒸發(fā)(10)，油水混合物必須被提純，以保證可以去除那些穿過了萃取器篩網(wǎng)的細顆粒固體； 從油和溶劑的混合物中，在蒸餾(2)之后的油相復原之前，在真空條件下進行“剝離”，以提純通過離心過濾(6)得到的油水混合物。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于， 在步驟離心過濾(6)去除的固體又回到萃取器； 澄清離心機需要一些實用工具，比如:軟化水、用于操作的干凈且干燥的壓縮空氣和用于覆蓋隔離的氮氣，通過步驟萃取(I)所得的油水混合物在步驟預蒸發(fā)(10)中被預濃縮，并且構成所述澄清離心機的動力，而回到步驟蒸餾(2)的油水混合物輸出的為輕相成分，然后，油水混合物繼續(xù)其正常流轉程序，直到蒸餾和脫溶劑結束。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于， 在步驟蒸餾(2)得到的原油，已經(jīng)完全從固體和溶劑中脫離出來，在加水進行水合作用之后，被送到一個二次離心過濾步驟，在該步驟中膠被分離開，并被送到負責生產(chǎn)卵磷脂(8)的設備，所述脫膠離心機也需要軟化水和壓縮空氣來進行操作。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于，通過隨后的干燥處理，使得產(chǎn)品所含的水分減少至0.05%到.2.00%的范圍,從而獲得一種食品級卵磷脂。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于， 來自步驟離心分離脫膠(7)中的脫膠油被送到負責精煉油生產(chǎn)(9)的設備，也叫精煉設備，所述步驟煉油生產(chǎn)(9)包括物理、堿性中和、澄清(漂白)、脫臭和過濾過程。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，其特征在于，不管是對于食品生產(chǎn)、生物燃料、技術產(chǎn)品或者目標或產(chǎn)品，所述步驟萃取(I)、蒸餾(2)、蒸發(fā)和褐變(3)、冷凝(4)可以與步驟冷卻(5)、離心分離(6)、加水(7)相結合，或者不 結合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在油水混合物階段通過離心分離去除固體廢物以提純植物油的方法，含有植物油的工業(yè)萃取，包括通過使用一種溶劑獲得豆油，所述溶劑通常含有一種碳氫化合物的混合物，其主要成分是己烷，過濾萃取器持續(xù)運作并且逆流交換，提供了一種優(yōu)化的萃取和良好的性能,通過在油和溶劑的混合物(油水混合物)中的離心過濾分離方法替代了傳統(tǒng)油水混合物的提純過程，在離心分離方法中把包含在油水化合物中的固體去除，讓它回到萃取器后產(chǎn)生的最終產(chǎn)品是有更好質量的油和卵磷脂，同時通過避免在熱交換器和溶劑蒸餾器中產(chǎn)生污垢，從而為工藝流程提供更好的性能，減少停機時間和降低燃料消耗，導致更低的生產(chǎn)成本。
文檔編號B01D11/02GK103189115SQ201180046422
公開日2013年7月3日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權日2010年8月2日
發(fā)明者胡安·迪亞戈·費雷斯·戴拉彼亞內(nèi), 喬斯·安特羅·卡塔尼奧·佩洛索 申請人:格萊諾爾工商貿(mào)易出口公司