本發(fā)明涉及一種適用于水媒法的油脂提取裝置及其應(yīng)用，屬于食品提取工藝領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水媒法主要的分離手段為直接離心分離(液-固分離和液-液分離)來實(shí)現(xiàn)植物油的回收。大型工業(yè)離心機(jī)由于離心過程中的劇烈攪動(dòng)和長(zhǎng)距離的管道輸送，造成高油含量和高蛋白含量的提取液乳化，產(chǎn)生大量乳狀液難以破除。影響了水酶法提取植物油工藝的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明根據(jù)高油高蛋白提取液的油水界面分層速度快的特性，設(shè)計(jì)采用沉降分離代替原有的直接離心分離，并克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，避免了大量乳狀液的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了高的油提取率。但是由于水酶法提取植物油技術(shù)的發(fā)展多停留在工藝優(yōu)化等階段，適合水酶法工藝需求的相關(guān)設(shè)備的開發(fā)嚴(yán)重滯后，這也阻礙了水酶法提取植物油技術(shù)在油脂提取工藝的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明第一目的是提供一種適用于水媒法提取油脂的提取及沉降分離裝置。旨在解決大型工業(yè)離心機(jī)由于離心過程中的劇烈攪動(dòng)和長(zhǎng)距離的管道輸送，造成高油含量和高蛋白含量的提取液乳化，產(chǎn)生大量乳狀液難以破除的問題，利用適合沉降顯著的提高了清油得率，同時(shí)需要離心的料液的總體積減少。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種適用于水媒介的油脂提取裝置，包括罐體、旋轉(zhuǎn)取料裝置、超聲波發(fā)生器；所述罐體外圍具有蒸汽加熱或水浴加熱夾層；所述罐體頂部設(shè)有物料進(jìn)口；所述罐體底部具有沉淀層排出口；所述超聲波發(fā)生器位于罐體底部外壁上。

所述旋轉(zhuǎn)取料裝置與地面平行，一端伸入罐體內(nèi)，一端置于罐體外；置于罐體內(nèi)的部分為開口槽形，其縱截面為半圓形與水平面垂直，置于罐體外的部分為空心圓柱狀；所述旋轉(zhuǎn)取料裝置置于罐體內(nèi)和罐體外的部分具有相同的內(nèi)徑，內(nèi)徑為5-30cm；所述旋轉(zhuǎn)取料裝置可設(shè)置至少1個(gè)，具體數(shù)量示罐體大小設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)取料裝置能夠以圓柱形的中軸為軸心旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)空槽取料的高度。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)取料裝置設(shè)置為手動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)取料裝置設(shè)置為自動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

所述旋轉(zhuǎn)取料裝置在罐體外的部分末端設(shè)有含油乳狀液排出口。

所述罐體上端為圓柱狀，下端具有圓錐形底部；罐體高度為0.5m-3m，罐體寬高比為1:0.5-1:2之間，罐體下端錐形夾角為60°-150°。

所述油脂提取裝置既可以進(jìn)行植物油的提取，也可以在水媒法提取反應(yīng)結(jié)束后對(duì)收集的液體直接進(jìn)行沉降分離。

本發(fā)明的第二目的是提供一種應(yīng)用上述沉降分離裝置進(jìn)行提取植物油的沉降分離方法，所述沉降分離方法具體為：

(1)將提取液輸送到上述罐體中進(jìn)行沉降；沉降條件具體為：沉降溫度為20-80℃，沉降時(shí)間1-12h；沉降后的提取液將分為沉淀層、水層及含油乳狀液層，分別收集三層物質(zhì)，此三層物質(zhì)排出的順序?yàn)楹腿闋钜簩印⒊恋韺?、水層?/p>

(2)將步驟(1)中沉淀層從罐體底端的出口排出，此時(shí)為了防止沉淀在錐形底端掛壁，以超聲波輔助以防止排放過程中掛壁和穿孔；

(3)步驟(2)中所述超聲波輔助具體為：功率為0.01-0.5w/cm²,頻率為20-40KHz；其中超聲波為短時(shí)間歇式輔助沉降，間歇式的可以達(dá)到輔助沉降的效果，同時(shí)也不會(huì)因?yàn)槟芰窟^大而使得局部乳化；

(4)將步驟(1)中含油乳狀液層可通過旋轉(zhuǎn)取料裝置進(jìn)行分離；所述旋轉(zhuǎn)取料裝置位于含油乳狀液層與水層交界處，可以通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)取料的高度，以適應(yīng)含油乳狀液層與水層的高度；；

(5)步驟(1)中所述水層則在沉淀層排出后，仍由底端排料口排出；

(6)步驟(1)中所述的沉淀層排除后直接進(jìn)入臥螺離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離得到的水相進(jìn)一步進(jìn)行碟片離心，收集輕相與步驟(1)中所述含油乳狀液層合并；

(7)驟(1)中所述的水層從底端排料口排出后直接經(jīng)碟片離心，收集輕相與步驟(1)中所述的含油乳狀液層和步驟(6)所述的輕相合并，經(jīng)過破乳、離心、過濾等步驟得到清油；所有經(jīng)過碟片式離心后的水相中含油量為0.1％-1％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(1)所述提取液包括花生提取液、大豆提取液、菜籽提取液、葵花籽提取液。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述沉降溫度為20-80℃，所述沉降時(shí)間為1h-12h。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述沉降溫度為50℃，所述沉降時(shí)間為2～12h。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述沉降溫度為60℃，所述沉降時(shí)間為1～5h

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述沉降溫度為20℃，所述沉降時(shí)間為1～4h。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述沉降溫度為70℃，所述沉降時(shí)間為2～6h。

本發(fā)明的有益效果：目前，世界范圍內(nèi)尚沒有針對(duì)水媒法提取工藝而開發(fā)的專用設(shè)備，這嚴(yán)重的制約了水媒法在工業(yè)上的應(yīng)用，本發(fā)明為了解決水酶法提取植物油過程中產(chǎn)生穩(wěn)定乳狀液難以破除的問題，發(fā)明了一項(xiàng)既可以進(jìn)行植物油提取，同時(shí)也適合沉降分離的生產(chǎn)設(shè)備。首先利用沉降裝置上的可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)取料高度的裝置，可有效地將含油乳狀液層(約占總油含量的80％)分離出來，由于這部分含油乳狀液層未經(jīng)過劇烈的攪拌和離心等過程，更容易破乳得到清油。剩余約18％油則主要?dú)埩粼诔恋韺?，?jīng)過臥螺離心分離和碟片式離心分離后可以將這部分油回收，而中間的水層含油量不到總油含量的2％，因此可將這部分直接作為花生乳的基料或噴霧干燥得到蛋白粉。罐體的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)取料高度裝置的特殊設(shè)計(jì)可以通過調(diào)整自身的高度以適應(yīng)含油乳狀液層和水層的高度的變化，所以采用此設(shè)備和沉降工藝進(jìn)行植物油提取，殘?jiān)械暮土啃∮?.5％，總油提取率達(dá)到87％以上，不僅保證了植物油的提取率，同時(shí)減少了需要離心分離的總量，也為其產(chǎn)業(yè)化提供了新思路。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種沉降分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；1、進(jìn)料口；2、含油乳狀液層；3、水層；4、沉淀層；5、排渣及放料口；6、超聲波發(fā)生器；7、攪拌槳；8、罐體；9、旋轉(zhuǎn)取料裝置；10、電機(jī)。

圖2為本發(fā)明一種沉降分離裝置的可旋轉(zhuǎn)式排油裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

沉降比(PSV％)＝某時(shí)刻沉淀體積(mL)×100％/總體積

實(shí)施例1

本發(fā)明的一種沉降分離裝置結(jié)構(gòu)參閱圖1，所述罐體8上部設(shè)有進(jìn)料口1、旋轉(zhuǎn)取料裝置9，底部設(shè)置排渣及放料口5，超聲波發(fā)生器6；罐體外圍設(shè)置控溫夾層，罐體內(nèi)設(shè)置攪拌槳7，所述罐體高度為2m，其中上端直筒部位和下端錐體為1m，罐體寬度2m；所述罐體下端呈圓錐錐狀，錐形夾角為90°。。

旋轉(zhuǎn)取料裝置9，如圖2所示，所述旋轉(zhuǎn)取料裝置為半開口管狀，伸入罐體中，通過半開口管旋轉(zhuǎn)過程中，開口與液面相切時(shí)高度的變化以適應(yīng)含油乳狀液層和水層界面的高度。含油乳狀液層可通過旋轉(zhuǎn)取料裝置9進(jìn)行分離，沉淀層4和水層3通過罐體下方的排渣及放料口5進(jìn)行分離。排料的順序依次為含油乳狀液層、渣層、水層。

實(shí)施例2

與實(shí)施例1不同之處在于所設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)取料高度裝置有2個(gè)，一個(gè)位于含油乳狀液與水層界面，主要用于分離含油乳狀液層。另一個(gè)位于水層與沉淀層界面處，主要用于分離水層。以實(shí)現(xiàn)三個(gè)液面的分別分離，管道相互獨(dú)立互不干擾。每個(gè)旋轉(zhuǎn)取料裝置的工作方式和原理一致，排料的順序依次為含油乳狀液層、水層、沉淀層。

實(shí)施例3

花生經(jīng)過篩選、脫紅衣、粉碎、利用傳統(tǒng)的反應(yīng)罐進(jìn)行水酶法提取花生油，結(jié)合工業(yè)離心機(jī)(臥螺離心機(jī)、碟片離心機(jī))進(jìn)行分離后，得到的水相再經(jīng)碟片離心分離得到乳狀液相，此時(shí)得到的水相中含油量為3.6％，總的清油得率僅為66％。由于離心過程中造成提取液乳化，即使經(jīng)過離心分離，仍有大量的油殘留在水相中難以回收。

實(shí)施例4

利用如圖1所示水媒法提取及沉降分離裝置，花生經(jīng)過篩選脫皮出渣、粉碎、水酶法提取等步驟得到花生提取液，經(jīng)過本發(fā)明裝置進(jìn)行沉降1h，沉降溫度為60℃，沉降得到的含油乳狀液層的含油量為68％，經(jīng)過沉降、碟片式離心的水相中的含油量為0.4％，水相中含油量占總油量的3.7％。渣相沉降比為41.75％。殘?jiān)械暮土繛?.4％，頑固乳狀液中的含油量為2.7％，總油提取率達(dá)到92.2％。

實(shí)施例5

利用如圖1所示水媒法提取及沉降分離裝置，花生經(jīng)過篩選脫皮出渣、粉碎、水酶法提取等步驟得到花生提取液，進(jìn)行沉降2h，沉降溫度為50℃，沉降得到的含有乳狀液層的含油量為78.75％，經(jīng)過沉降、碟片式離心的水相中的含油量為0.34％，水相中含油量占總油量的3.1％。渣相沉降比為35.5％。殘?jiān)械暮土繛?.1％，頑固乳狀液中的含油量為2.5％，總油提取率達(dá)到93.3％。

實(shí)施例6

利用如圖1所示水媒法提取及沉降分離裝置，花生經(jīng)過篩選脫皮出渣、粉碎、水酶法提取等步驟得到花生提取液，進(jìn)行沉降5h，沉降溫度為60℃，沉降得到的含有乳狀液層的含油量為85.1％，經(jīng)過沉降、碟片式離心的水相中的含油量為0.29％，水相中含油量占總油量的2.7％。渣相沉降比為31.5％。殘?jiān)械暮土繛?.8％，頑固乳狀液中的含油量為2.4％，總油提取率達(dá)到93.9％。

實(shí)施例7

利用如圖1所示水媒法提取及沉降分離裝置，花生經(jīng)過篩選脫皮出渣、粉碎、水酶法提取等步驟得到花生提取液，進(jìn)行沉降4h，沉降溫度為20℃，沉降得到的含油乳狀液層的含油量為83.1％，經(jīng)過沉降、碟片式離心的水相中的含油量為0.34％，水相中含油量占總油量的3.9％。渣相沉降比為32.3％。殘?jiān)械暮土繛?.2％，頑固乳狀液中的含油量為2.5％，總油提取率達(dá)到91.2％。

實(shí)施例8

利用如圖1所示水媒法提取及沉降分離裝置，花生經(jīng)過篩選脫皮出渣、粉碎、水酶法提取等步驟得到花生提取液，進(jìn)行沉降4h，沉降溫度為70℃，沉降得到的含油乳狀液層的含油量為77％，經(jīng)過沉降、碟片式離心的水相中的含油量為0.41％，水相中含油量占總油量的4.8％。渣相沉降比為37.5％。殘?jiān)械暮土繛?.4％，頑固乳狀液中的含油量為5.5％，總油提取率達(dá)到87.3％。

實(shí)施例9

利用如圖1所示水媒法提取及沉降分離裝置，花生經(jīng)過篩選脫皮出渣、粉碎、水酶法提取等步驟得到花生提取液，進(jìn)行沉降12h，沉降溫度為50℃，沉降得到的含油乳狀液層的含油量為84.9％，經(jīng)過沉降、碟片式離心的水相中的含油量為0.21％，水相中含油量占總油量的2.4％。渣相沉降比為37.5％。殘?jiān)械暮土繛?.4％，頑固乳狀液中的含油量為2.6％，總油提取率達(dá)到92.6％。

實(shí)施例10

花生經(jīng)過篩選、脫紅衣、粉碎、利用傳統(tǒng)的反應(yīng)罐進(jìn)行水酶法提取花生油，結(jié)合工業(yè)三相臥螺分離設(shè)備進(jìn)行分離后，總的清油得率達(dá)到87.3％，水相中油含量占總油含量的10.8％。渣中的有含量占總含油量的2.4％。提取液直接采用三相臥螺分離的過程中，旋轉(zhuǎn)的旋流和轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的攪動(dòng)導(dǎo)致含油含蛋白的料液乳化，這顯著的增加了水相的含油量。使得總清油得率降低。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種的改動(dòng)和修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書中所界定的為準(zhǔn)。