本實(shí)用新型涉及一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)，具體涉及一種利用低沸點(diǎn)烷烴及其衍生物萃取油脂的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

油脂的制取方法主要有壓榨法和浸出法。壓榨法取油是借助機(jī)械外力作用，將油脂從油料中擠壓出來的取油方法，為盡可能多榨出油，通常需將油料軋胚、120℃高溫蒸炒，不僅消耗大量電力和蒸汽，而且導(dǎo)致毛油色澤深、酸值和非水化磷脂含量高，油脂氧化嚴(yán)重。浸出法提油使用的溶劑主要為“六號(hào)溶劑”，其主要成分為正已烷，其脫溶溫度高達(dá)110℃以上，導(dǎo)致餅粕蛋白品質(zhì)劣變和熱敏性營養(yǎng)素?fù)p失。超臨界CO₂萃取是一項(xiàng)新興的油脂提取技術(shù)，采用CO₂作為溶劑無毒、無味、不可燃，產(chǎn)品無有機(jī)溶劑殘留；萃取條件較為溫和，能最大限度地保留天然有效成分等優(yōu)點(diǎn)。然而，為了達(dá)到較高的油脂萃取效率，超臨界CO₂萃取壓力一般需要高于30MPa，對(duì)設(shè)備要求高、投資大，運(yùn)行能耗高。

由于現(xiàn)階段超臨界萃取技術(shù)存在的種種問題，難以應(yīng)用于規(guī)模化生產(chǎn)，因此探尋綠色、低耗和高效的油脂萃取新工藝技術(shù)，成為近年來油脂提取領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。亞臨界流體萃取技術(shù)作為一種潛在的、可替代超臨界萃取技術(shù)的方案，在國內(nèi)外科研工作者的努力下取得了不少研究進(jìn)展。亞臨界流體萃取除了具有超臨界萃取的優(yōu)點(diǎn)外(無毒、無害、環(huán)保、無污染、非熱加工，保留提取物的活性成分不破壞、不氧化)，還解決了超臨界萃取設(shè)備容積小、造價(jià)高、不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的缺陷。然而，常用的油脂萃取效率高的亞臨界溶劑主要為丁烷、丙烷等，這些亞臨界溶劑易燃易爆，而且溶劑回收過程存在相變，導(dǎo)致能耗相對(duì)較高。

R134a(1,1,1,2-四氟乙烷)作為一種惰性的、不可燃的和無毒無色的環(huán)保制冷劑在世界各國大規(guī)模應(yīng)用，對(duì)其作為萃取溶劑的研究也逐漸展開。然而，研究發(fā)現(xiàn)亞臨界R134a對(duì)油脂的溶解性較差，應(yīng)用于脂質(zhì)萃取時(shí)萃取壓力較高(6MPa～12MPa)，大大限制了其在油脂加工中應(yīng)用。R134a事實(shí)上對(duì)于大多數(shù)組分來說是一個(gè)較弱的溶劑，特別是對(duì)一些非揮發(fā)性組分。R134a可以很容易從植物基料中萃取精油，而不會(huì)溶解較多的植物基料中常伴隨存在的非揮發(fā)油。令人吃驚，我們發(fā)現(xiàn)R134a，雖然在低溫下對(duì)非揮發(fā)油和礦物油是一個(gè)不良溶劑，然而在升溫的條件下將能較大程度提高R134a的溶劑性能。針對(duì)所萃取溶質(zhì)的特性，在主萃取溶劑中添加對(duì)該溶質(zhì)萃取效果較好的夾帶劑進(jìn)行協(xié)同萃取，可大大改善亞臨界萃取性能。有研究表明R134a可作為阻燃劑能有效的減少可燃工質(zhì)的燃燒范圍或者完全抑制其燃燒。因此，向R134a中添加一定比例的丁烷協(xié)同進(jìn)行亞臨界萃取，不僅有望改善低壓力條件下R134a對(duì)脂質(zhì)的萃取性能，而且比單獨(dú)使用丁烷萃取安全性將得到很大提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有油脂萃取技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可顯著提高亞臨界流體萃取的安全性，可大幅度降低能量消耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是，一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)，包括溶劑罐、溶劑泵、預(yù)熱器、萃取罐、預(yù)冷器、沉降罐、貯油罐、殘溶回收機(jī)組和氣力輸送機(jī)組；所述的溶劑罐的頂部與底部對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)液口、出液口；所述的貯油罐的頂部與底部對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)液口、出液口；

所述的溶劑罐底部出液口經(jīng)管道和第四閥門與溶劑泵的進(jìn)液口相連，溶劑泵的出液口經(jīng)管道和第三閥門與預(yù)熱器的進(jìn)液口相連，預(yù)熱器的出液口經(jīng)管道和第二閥門與萃取罐的進(jìn)液口相連，萃取罐的出液口經(jīng)管道與預(yù)冷器的進(jìn)液口相連，預(yù)冷器的出液口經(jīng)管道和第五閥門與沉降罐的進(jìn)液口相連，沉降罐的出油口經(jīng)管道和第六閥門與貯油罐頂部進(jìn)液口相連，沉降罐的出液口經(jīng)管道和第七閥門與溶劑罐頂部進(jìn)液口相連；

萃取罐的出液口經(jīng)管道和第十閥門與殘溶回收機(jī)組相連；沉降罐的抽氣口經(jīng)管道和第十一閥門與殘溶回收機(jī)組相連；貯油罐頂部進(jìn)液口經(jīng)管道和第十二閥門與殘溶回收機(jī)組相連；

所述的氣力輸送機(jī)組經(jīng)管道和第九閥門與萃取罐的出料管相連。

所述的萃取罐包括筒體、頂蓋和底蓋，頂蓋上設(shè)有出液口，頂蓋經(jīng)法蘭與筒體上端相連，筒體內(nèi)上端設(shè)有上篩板，靠近上篩板下方左側(cè)的筒體外壁設(shè)有進(jìn)料管(進(jìn)料管與筒體內(nèi)的空腔相連通)，進(jìn)料管上設(shè)有第一閥門，筒體內(nèi)下端設(shè)有下篩板，靠近下篩板上方左側(cè)的筒體外壁設(shè)有出料管(出料管與筒體內(nèi)的空腔相連通)，進(jìn)料管和出料管之間的筒體外側(cè)覆蓋有夾套，底蓋上設(shè)有進(jìn)液口，頂蓋經(jīng)法蘭與筒體下端相連。

所述的沉降罐包括筒體、頂蓋和底蓋，頂蓋上設(shè)有抽氣口，頂蓋經(jīng)法蘭與筒體上端相連，筒體外側(cè)上端設(shè)有長條形視鏡，筒體內(nèi)側(cè)靠近視鏡設(shè)有溢油槽，溢油槽的底面上方的筒體外壁設(shè)有出油口，筒體中部外壁設(shè)有進(jìn)液口，筒體內(nèi)設(shè)有盤管，盤管從筒體中部一直延伸到下端，底蓋設(shè)有出液口，頂蓋經(jīng)法蘭與筒體下端相連，頂蓋上還設(shè)有液位計(jì)。

使用R134a(1,1,1,2-四氟乙烷)和丁烷混合作為溶劑，其溶解油脂能力隨溫度的變化很大，可利用溫度差進(jìn)行溶劑回收，回收過程無相變，可大幅度降低能量消耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。R134a具有阻燃特性，與一些易燃的溶劑混合并且質(zhì)量比占優(yōu)的情況下，如與丁烷混合，來說大大增強(qiáng)了生產(chǎn)的安全性和降低了爆炸的危險(xiǎn)性。R134a與丁烷在常溫常壓下為氣態(tài)，加壓后易液化，萃取溫度和脫殘溶溫度都很低，可最大限度的保持了物料和油脂中的活性成分。

本實(shí)用新型的有益效果是：該系統(tǒng)可顯著提高亞臨界流體萃取的安全性，溶劑回收過程不存在相變，大幅度降低能量消耗。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型萃取罐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型沉降罐的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2中：筒體1-1、頂蓋1-2、底蓋1-3、進(jìn)料管1-4、出料管1-5、夾套1-6、上篩板1-7、下篩板1-8、出液口1-9、進(jìn)液口1-10

圖3中：筒體2-1、頂蓋2-2、底蓋2-3、視鏡2-4、溢油槽2-5、出油口2-6、進(jìn)液口2-7、盤管2-8、抽氣口2-9、液位計(jì)2-10、出液口2-11

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖來描述本實(shí)用新型的優(yōu)選方案；它包含在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)，但不限制本實(shí)用新型。

如圖1-3所示，一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)，包括溶劑罐、溶劑泵、預(yù)熱器、萃取罐、預(yù)冷器、沉降罐、貯油罐、殘溶回收機(jī)組(或稱溶劑回收機(jī)組)和氣力輸送機(jī)組(或稱氣力輸送設(shè)備)；所述的溶劑罐的頂部與底部對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)液口、出液口；所述的貯油罐的頂部與底部對(duì)應(yīng)設(shè)有進(jìn)液口、出液口；

所述的溶劑罐底部出液口經(jīng)管道和第四閥門V4與溶劑泵的進(jìn)液口相連，溶劑泵的出液口經(jīng)管道和第三閥門V3與預(yù)熱器的進(jìn)液口相連，預(yù)熱器的出液口經(jīng)管道和第二閥門V2與萃取罐的進(jìn)液口1-10相連，萃取罐的出液口1-9經(jīng)管道與預(yù)冷器的進(jìn)液口相連，預(yù)冷器的出液口經(jīng)管道和第五閥門V5與沉降罐的進(jìn)液口2-7相連，沉降罐的出油口2-6經(jīng)管道和第六閥門V6與貯油罐頂部進(jìn)液口相連，沉降罐的出液口2-11經(jīng)管道和第七閥門V7與溶劑罐頂部進(jìn)液口相連，貯油罐底部出液口設(shè)有第八閥門V8；

萃取罐的出液口1-9、沉降罐的抽氣口2-9、貯油罐頂部進(jìn)液口分別經(jīng)管道和閥門(第十閥門V10、第十一閥門V11、第十二閥門V12)與殘溶回收機(jī)組相連；

所述的氣力輸送機(jī)組經(jīng)管道和第九閥門V9與萃取罐的出料管1-5相連；

所述的萃取罐包括筒體1-1、頂蓋1-2和底蓋1-3，頂蓋1-2上設(shè)有出液口1-9，頂蓋1-2經(jīng)法蘭與筒體1-1上端相連，筒體1-1內(nèi)上端設(shè)有上篩板1-7，靠近上篩板1-7下方左側(cè)的筒體1-1外壁設(shè)有進(jìn)料管1-4(進(jìn)料管與筒體內(nèi)的空腔相連通)，進(jìn)料管1-4上設(shè)有第一閥門V1，筒體1-1內(nèi)下端設(shè)有下篩板1-8，靠近下篩板1-8上方左側(cè)的筒體1-1外壁設(shè)有出料管1-5(出料管與筒體內(nèi)的空腔相連通)，進(jìn)料管1-4和出料管1-5之間的筒體1-1外側(cè)覆蓋有夾套1-6，底蓋1-3上設(shè)有進(jìn)液口1-10，頂蓋1-3經(jīng)法蘭與筒體1-1下端相連；

所述的沉降罐包括筒體2-1、頂蓋2-2和底蓋2-3，頂蓋2-2上設(shè)有抽氣口2-9，頂蓋2-2經(jīng)法蘭與筒體2-1上端相連，筒體2-1外側(cè)上端設(shè)有長條形視鏡2-4，筒體2-1內(nèi)側(cè)靠近視鏡2-4設(shè)有溢油槽2-5，溢油槽2-5的底面上方的筒體2-1外壁設(shè)有出油口2-6，筒體2-1中部外壁設(shè)有進(jìn)液口2-7，筒體2-1內(nèi)設(shè)有盤管2-8，盤管2-8從筒體2-1中部一直延伸到下端，底蓋2-3設(shè)有出液口2-11，頂蓋2-3經(jīng)法蘭與筒體2-1下端相連，頂蓋2-2上還設(shè)有液位計(jì)2-10；

殘溶回收機(jī)組、氣力輸送機(jī)組均為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)方案；殘溶回收機(jī)組由真空泵、壓縮機(jī)和冷凝器組成；氣力輸送機(jī)組由風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器和關(guān)風(fēng)器組成。

應(yīng)用實(shí)施例1(油菜壓榨餅中萃取油脂)：

如圖1-3所示，一種萃取油料中油脂的方法，包括如下步驟：

1)一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)的準(zhǔn)備：如上所述；

2)物料萃取：待萃取的物料經(jīng)除雜，軋胚或粉碎后,開啟第一閥門V1,經(jīng)進(jìn)料管1-4將物料輸送入萃取罐中，關(guān)閉第一閥門V1,開啟第二閥門V2、第三閥門V3、第五閥門V5、第十閥門V10、第十一閥門V11、第十二閥門V12，啟動(dòng)殘溶回收機(jī)組中的真空泵，將萃取罐、沉降罐和貯油罐抽真空后，再依次關(guān)閉第十閥門V10、第十一閥門V11、第十二閥門V12和真空泵；開啟第四閥門V4，由液態(tài)R134a與丁烷組成的混合溶劑從溶劑罐中放出，經(jīng)溶劑泵泵入預(yù)熱器中升高一定溫度(25～45℃)后經(jīng)進(jìn)液口1-10進(jìn)入萃取罐中，混合溶劑穿過下篩板1-8后與待萃取的物料接觸，混合溶劑和待萃取的物料在萃取罐中被夾套1-6(內(nèi)流通循環(huán)熱水)進(jìn)一步加熱到一定溫度(35～55℃)，隨著溶劑泵不斷的泵送混合溶劑，熱的混合溶劑在萃取過程中逐漸浸沒物料并穿過上篩板1-7到達(dá)出液口1-9，并流入預(yù)冷器，而物料由于受到上篩板和下篩板的限制，繼續(xù)留存在萃取罐中；

3)油與溶劑的分離：在預(yù)冷器中熱的混合溶劑被降溫后，經(jīng)進(jìn)液口2-7流入沉降罐中，經(jīng)沉降罐的盤管2-8(內(nèi)流通循環(huán)冷媒體)進(jìn)一步冷卻降低到一定溫度(-10℃～20℃)后，混合溶劑中溶解的油(油脂)開始析出浮在上層，油在上層聚集到一定程度后溢流到溢油槽2-5中，當(dāng)液位計(jì)2-10感知溢油槽2-5中的油脂液位高于預(yù)設(shè)高度時(shí)，聯(lián)動(dòng)開啟第六閥門V6，使油脂經(jīng)出油口2-6流入貯油罐中暫存，當(dāng)液位計(jì)2-10感知油脂液位低于預(yù)設(shè)高度時(shí)，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉第六閥門V6,使油脂在溢油槽2-5中積累，如此反復(fù)；與此同時(shí)已析出所溶油脂的較純的混合溶劑下沉，從視鏡2-4中可觀察情況，當(dāng)較純的混合溶劑積累到一定程度(視鏡標(biāo)高的一半)后，開啟第七閥門V7，將較純的混合溶劑從出液口2-11放入溶劑罐中循環(huán)利用；

4)油和物料殘溶脫除：當(dāng)萃取完成后，關(guān)閉第五閥門V5、第七閥門V7，反轉(zhuǎn)溶劑泵(溶劑泵反轉(zhuǎn))抽取萃取罐中殘存液態(tài)溶劑到溶劑罐中后，關(guān)閉溶劑泵、第三閥門V3、第四閥門V4，依次開啟第十閥門V10、第十一閥門V11、第十二閥門V12和殘溶回收機(jī)組，將萃取罐中的物料和貯油罐中油所含有的殘留的混合溶劑通過殘溶回收機(jī)組抽吸、壓縮和冷凝回收進(jìn)溶劑罐循環(huán)利用；殘溶脫除完成后，依次關(guān)閉第十閥門V10、第十一閥門V11、第十二閥門V12和殘溶回收機(jī)組；開啟第九閥門V9,將萃取后的物料經(jīng)氣力輸送機(jī)組抽吸出萃取罐；開啟第八閥門V8，將萃取的油脂(或稱油)放出。

按上述方案，待萃取的物料具體為油菜壓榨餅、油菜籽、葵花籽、蓖麻、花生、油茶籽、胡麻籽、火麻仁或大豆及其壓榨餅。

按上述方案，混合溶劑中R134a與丁烷混合的質(zhì)量比為1.5：1～9：1。

按上述方案，混合溶劑在萃取罐中萃取時(shí)的溫度為35～55℃，在沉降罐中沉降時(shí)的溫度為-10℃～20℃。

按上述方案，混合溶劑在萃取罐、沉降罐中的壓力均為0.1MPa～2MPa。

按上述方案，步驟2)中物料萃取：物料為粉碎的油菜壓榨餅，混合溶劑中R134a與丁烷混合的質(zhì)量比為1.5：1，溶劑在萃取罐中的萃取溫度為50℃，萃取壓力為1.8MPa,其余同上；

按上述方案，步驟3)中油與溶劑的分離：溶劑在沉降罐中沉降時(shí)的溫度為10℃,壓力為0.2Mpa。

由于可燃的丁烷只占丁烷與R134a混合溶劑的10％～40％，R134a作為阻燃劑可以有足夠的量阻止混合溶劑發(fā)生燃燒和爆炸。因此該方法及系統(tǒng)可顯著提高亞臨界流體萃取的安全性。該方法的大部分混合溶劑回收都是在呈液態(tài)回收的，其萃取過程也是在液體狀態(tài)進(jìn)行的，因此不存在相變過程，可大幅度降低能量消耗至常規(guī)相變回收過程的1/2左右。

應(yīng)用實(shí)施例2(油菜籽中萃取油脂)：

1)一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)的準(zhǔn)備：同實(shí)施例1；

2)物料萃取：物料為軋胚的油菜籽，混合溶劑中R134a與丁烷混合的質(zhì)量比為1.7：1，溶劑在萃取罐中的萃取溫度為45℃，萃取壓力為1.6MPa,其余同實(shí)施例1；

3)油與溶劑的分離：溶劑在沉降罐中沉降時(shí)的溫度為5℃,壓力為0.15MPa；

4)油和物料殘溶脫除：同實(shí)施例1。

因此該方法及系統(tǒng)可顯著提高亞臨界流體萃取的安全性。該方法的大部分混合溶劑回收都是在呈液態(tài)回收的，其萃取過程也是在液體狀態(tài)進(jìn)行的，因此不存在相變過程，可大幅度降低能量消耗至常規(guī)相變回收過程的1/2左右。

應(yīng)用實(shí)施例3(葵花籽中萃取油脂)：

1)一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)的準(zhǔn)備：同上；

2)物料萃取：物料為軋胚的葵花籽，混合溶劑中R134a與丁烷混合的質(zhì)量比為2：1，溶劑在萃取罐中的萃取溫度為55℃，萃取壓力為2MPa,其余同上；

3)油與溶劑的分離：溶劑在沉降罐中沉降時(shí)的溫度為-10℃,壓力為0.05MPa；

4)油和物料殘溶脫除：同上。

因此該方法及系統(tǒng)可顯著提高亞臨界流體萃取的安全性。該方法的大部分混合溶劑回收都是在呈液態(tài)回收的，其萃取過程也是在液體狀態(tài)進(jìn)行的，因此不存在相變過程，可大幅度降低能量消耗至常規(guī)相變回收過程的1/2左右。

應(yīng)用實(shí)施例4(蓖麻中萃取油脂)：

1)一種萃取油料中油脂的系統(tǒng)的準(zhǔn)備：同上；

2)物料萃取：物料為粉碎的蓖麻籽，混合溶劑中R134a與丁烷混合的質(zhì)量比為9：1，溶劑在萃取罐中的萃取溫度為35℃，萃取壓力為1.0MPa,其余同上；

3)油與溶劑的分離：溶劑在沉降罐中沉降時(shí)的溫度為20℃,壓力為0.5MPa；

4)油和物料殘溶脫除：同上。

因此該方法及系統(tǒng)可顯著提高亞臨界流體萃取的安全性。該方法的大部分混合溶劑回收都是在呈液態(tài)回收的，其萃取過程也是在液體狀態(tài)進(jìn)行的，因此不存在相變過程，可大幅度降低能量消耗至常規(guī)相變回收過程的1/2左右。