CN107057849A - 一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备 - Google Patents

Abstract

一种连续式超临界二氧化碳精制食用油的生产设备。主要解决了传统食用油精炼工艺效率低、易氧化、需三废处理、有溶剂残留的问题。由二氧化碳储罐，制冷系统，二氧化碳高压泵，毛油高压泵，萃取塔，分布器，分离塔，精制食用油脱气罐，负压泵组成。萃取塔内设有毛油分布器和二氧化碳分布器，实现快速互溶，当萃取塔内的二氧化碳达到超临界状态后，同时将二氧化碳和毛油泵入萃取塔内，使两相通过快速溶解，二氧化碳将溶解的食用油带入分离塔分离，精制食用油通过减压阀排出并负压作用下吸入食用油脱气罐，而不溶解的剩余物沉降至萃取塔底部排出并吸入萃取剩余物储罐。本发明结构简单，效率高，保持食用油原天然成分及风味不变，实现连续生产。

Description

一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备

技术领域

本发明属于化工机械设备领域，具体涉及一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备。

技术背景

食用油是烹调菜肴和烹炸食品的主要原料，合格食用油关乎国计民生，其品质直接影响着人们的健康。经压榨或浸出法得到的未经精炼处理的食用植物油脂中含有很多对人体有害的杂质，如油脂在加工和存放过程中混入的料垢粉末、饼渣、纤维及其它固体杂质，水份杂质，溶剂残留等。这些杂质的存在易使油脂颜色变深产生异味，促进酸败，降低油脂的品质及使用价值，不利于安全储存。经压榨或浸出法得到的毛油如果未经精炼，去除所含的杂质，对人体将产生毒害作用，影响人体的健康。

随着对食用油脂认识的不断深化，油脂的脂肪酸组成收到了越来越多的关注，尤其是不饱和脂肪酸，如亚麻酸，亚油酸等。亚麻酸和亚油酸是对人体健康具有特别重要作用的必须的脂肪酸，在人体内不能自己合成，只能通过从外界摄取获得，因此富含不饱和脂肪酸成分的油脂具有很大的开发价值。然而含不饱和脂肪酸成分的油脂在生产和储存过程中不饱和双键极易发生氧化，导致变质，影响油脂的营养成分和气味口感。

超临界二氧化碳萃取技术是一种新型分离技术，该技术适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，在生物、药物、食品等许多产物的提取中有着广泛的应用。利用超临界二氧化碳萃取得到的食用油品质较高，无溶剂残留等问题，可以减少复杂的精炼过程，节约成本，节省能源。本发明是一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，能够实现超临界二氧化碳萃取食用油，只需经过简单的过滤，即可得到口感好，品质高，氧化稳定性较好的食用油，解决了食用油易氧化、精炼过程复杂耗时等问题。

中国专利申请号：201410118758.5,发明名称：一种食用油精炼工艺，提出了一种食用油精炼方法，其采用传统的脱酸、脱色、脱臭的工艺，且不具备有连续性，生产效率较低，中国专利申请号：200510054604.5，发明名称：食用油连续过滤精炼方法；中国专利申请号：201210375077.8，发明名称：食用油半连续精炼工艺；均提出了一种具有连续生产能力的设备以及方法，但是其依然使用脱酸、脱色、脱臭的传统工艺，容易留下化学残留，影响人体健康，且容易破坏油脂中的不饱和脂肪酸，造成营养价值降低。

中国专利申请号：201420454258.4，发明名称：一种超声波强化超临界二氧化碳提取牡丹籽油的设备系统；其采用了二氧化碳萃取工艺，但是其是从植物粉末中萃取油脂，且其不具备连续性，工作效率较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单，速度快，周期短，效率高，低能耗，易操作，无三废排出，不危害身体，可保持食用油原天然成分及风味不变，可实现连续生产的超临界二氧化碳精制食用油生产设备。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，包括二氧化碳储罐，制冷系统，二氧化碳高压泵，毛油高压泵，二氧化碳预热器，毛油预热器，萃取塔，分布器，分离塔，精制食用油脱气罐，负压泵，所述的二氧化碳储罐通过管道经二氧化碳供给阀，气液分离器，制冷系统，液体二氧化碳储罐，二氧化碳高压泵及二氧化碳预热器依次串接后与萃取塔底部左侧进口相连，毛油储罐通过管道经毛油高压泵、毛油预热器与萃取塔上端左侧毛油进口相连，萃取塔内上端设有毛油分布器与萃取塔上端左侧毛油进口相连，萃取塔内下端设有二氧化碳分布器与萃取塔下端端左侧二氧化碳进口相连，萃取塔上端右侧出口通过管道经调压阀，二氧化碳溶液预热器，二氧化碳溶液截止阀与分离塔上端入口相连，萃取塔底部设有萃取剩余物排出减压阀，通过管道与萃取剩余物储罐顶端左侧进口连接，萃取剩余物储罐顶端通过管道经负压阀连接负压泵，还通过带有压力表的管道连接有放空阀E，萃取塔外壁设有萃取塔预热器，分离塔外壁设置有分离塔预热器，分离塔上端右侧出口通过管道经二氧化碳回流阀、止回阀连接气液分离器及二氧化碳储罐，分离塔底部设有精制食用油排出减压阀通过管道经精制食用油截止阀A及精制食用油截止阀B分别与精制食用油脱气罐A顶端右侧进口和精制食用油脱气罐B顶端左侧进口连接，精制食用油脱气罐A与精制食用油脱气罐B顶端通过管道分别经负压阀与负压阀连接负压泵，还通过带有压力表的管道分别连接有放空阀C及放空阀D，精制食用油脱气罐A与精制食用油脱气罐B底部分别设有精制食用油排出阀A及精制食用油排出阀B。

进一步的，所述的萃取塔的径高比根据食用油成分及极性设计，直径在Ø50mm-Ø1000mm,高度在1000mm-10000mm，材质为不锈钢。

进一步的，所述的萃取塔内的毛油分布器与二氧化碳分布器的材质由包括金属的材料制成，形状结构设计可为喷淋式、筛孔式、溢流式、喷雾式、填料式。

进一步的，所述的萃取塔的萃取塔预热器、分离塔上设置有分离塔预热器、毛油预热器、二氧化碳预热器、二氧化碳溶液预热器的加热方式，可设计为夹层水浴加热、电热带加热、碳纤维加热、电磁感应加热。

进一步的，所述的分离塔的径高比根据食用油成分及极性设计，直径在Ø50mm-Ø1000mm,高度在1000mm-10000mm，材质为不锈钢。

进一步的，所述的分离塔在整个系统中可设计成至少两个。

进一步的，所述的精制食用油脱气罐A和精制食用油脱气罐B可切换运行操作。

进一步的，所述的萃取剩余物排出减压阀和精制食用油排出减压阀为不锈钢材质，陶瓷材质，石墨材质。

本发明的优点是：通过采用本发明的技术方案

1、实现食用油与超临界二氧化碳连续液液萃取，提高设备利用率。

2、可保持食用油原天然成分、风味及口感不变。

3、精制后酸值为0.6以下，过氧化值为0.2以下。

4、温度低、速度快、效率高，精制油提取率可达95%以上。

5、无溶剂残留，不污染环境，不危害身体。

6、低能耗，降低运行成本。

7、萃取塔内上部设有食用油分布器，使食用油至上而下均匀分布，萃取塔内下部设有二氧化碳分布器，使二氧化碳至下而上均匀分布，从而增加两相各自比表面积，缩短萃取时间，增加生产能力。

8、萃取塔和分离塔底部都设有减压排油阀，可控制排油量减少二氧化碳的流逝，二氧化碳损失率为5%。

9、精制油脱气罐在负压的作用下将二氧化碳气体及食用油中异味脱出。

10、结构简单，操作方便，减少劳动强度，只需1人操作。

附图说明

图1为本发明一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备示意图。

图中 1、二氧化碳储罐 2、二氧化碳供给阀 3、气液分离器 4、制冷系统 5、液体二氧化碳储罐 6、毛油储罐 7、毛油高压泵 8、二氧化碳高压泵 9、毛油预热器 10、二氧化碳预热器 11、二氧化碳截止阀 12、毛油截止阀 13、毛油分布器 14、萃取塔 15、萃取塔预热器 16、二氧化碳分布器 17、萃取剩余物排出减压阀 18、放空阀A 19、调压阀 20、二氧化碳溶液预热器 21、二氧化碳溶液截止阀 22、分离塔 23、精制食用油排出减压阀 24、二氧化碳回流阀 25、放空阀B 26、分离塔预热器 27、放空阀C 28、负压阀A 29、精制食用油脱气罐A 30、精制食用油排出阀A 31、精制食用油截止阀A 32、精制食用油截止阀B 33、负压阀B34、精制食用油脱气罐B35、精制食用油排出阀B 36、放空阀D 37、萃取剩余物储罐 38、萃取剩余物排出阀 39、放空阀E 40、负压阀C 41、负压泵 42、止回阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

由图1所示的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，包括二氧化碳储罐，制冷系统，二氧化碳高压泵，毛油高压泵，二氧化碳预热器，毛油预热器，萃取塔，分布器，分离塔，精制食用油脱气罐，负压泵，所述的二氧化碳储罐1通过管道经二氧化碳供给阀2，气液分离器3，制冷系统4，液体二氧化碳储罐5，二氧化碳高压泵8及二氧化碳预热器10依次串接后与萃取塔14底部左侧进口相连，毛油储罐6通过管道经毛油高压泵7、毛油预热器9与萃取塔14上端左侧毛油进口相连，萃取塔14内上端设有毛油分布器13与萃取塔14上端左侧毛油进口相连，萃取塔14内下端设有二氧化碳分布器16与萃取塔14下端端左侧二氧化碳进口相连，萃取塔14上端右侧出口通过管道经调压阀19，二氧化碳溶液预热器20，二氧化碳溶液截止阀21与分离塔22上端入口相连，萃取塔14底部设有萃取剩余物排出减压阀17，通过管道与萃取剩余物储罐37顶端左侧进口连接，萃取剩余物储罐顶端通过管道经负压阀C40连接负压泵41，还通过带有压力表的管道连接有放空阀E39，萃取塔14外壁设有萃取塔预热器15；

所述的分离塔22外壁设置有分离塔预热器26，分离塔22上端右侧出口通过管道经二氧化碳回流阀24、止回阀42连接气液分离器3及二氧化碳储罐1，分离塔22底部设有精制食用油排出减压阀23通过管道经精制食用油截止阀A31及精制食用油截止阀B32分别与精制食用油脱气罐A29顶端右侧进口和精制食用油脱气罐B34顶端左侧进口连接，精制食用油脱气罐A29与精制食用油脱气罐B34顶端通过管道分别经负压阀28与负压阀33连接负压泵41，还通过带有压力表的管道分别连接有放空阀C27及放空阀D36，精制食用油脱气罐A29与精制食用油脱气罐B34底部分别设有精制食用油排出阀A30及精制食用油排出阀B35。

作为本发明的一个实施例，所述的萃取塔14的径高比根据食用油成分及极性设计，直径在Ø50mm-Ø1000mm,高度在1000mm-10000mm，材质为不锈钢。

作为本发明的一个实施例，所述的萃取塔14内的毛油分布器13与二氧化碳分布器16的材质由包括金属的材料制成，形状结构设计可为喷淋式、筛孔式、溢流式、喷雾式、填料式。

作为本发明的一个实施例，所述的萃取塔14的萃取塔预热器15、分离塔22上设置有分离塔预热器26、毛油预热器9、二氧化碳预热器10、二氧化碳溶液预热器20的加热方式，可设计为夹层水浴加热、电热带加热、碳纤维加热、电磁感应加热。

作为本发明的一个实施例，所述的分离塔22的径高比根据食用油成分及极性设计，直径在Ø50mm-Ø1000mm,高度在1000mm-10000mm，材质为不锈钢。

作为本发明的一个实施例，所述的分离塔22在整个系统中可设计成至少两个。

作为本发明的一个实施例，所述的精制食用油脱气罐A29和精制食用油脱气罐B34可切换运行操作。

作为本发明的一个实施例，所述的萃取剩余物排出减压阀17和精制食用油排出减压阀为不锈钢材质，陶瓷材质，石墨材质。

具体的，在使用时，首先关闭毛油截止阀12、二氧化碳溶液截止阀和萃取剩余物排出减压阀17，打开二氧化碳供给阀2、使二氧化碳流经气液分离器3、制冷系统4、二氧化碳储罐5、二氧化碳高压泵8、二氧化碳预热器10、二氧化碳截止阀11进入萃取塔14内，同时打开放空阀A18，将萃取塔14内的空气排除，观察放空阀A18出来为白色气体，证明萃取塔14内的空气已排空，然后关闭放空阀A18，打开二氧化碳溶液截止阀21，使二氧化碳经二氧化碳预热器20进入分离塔22内，同时打开放空阀25，将分离塔22内的空气排除，观察放空阀B25出来为白色气体，证明分离塔22内的空气已排空，然后关闭放空阀B25，打开二氧化碳回流阀24，使二氧化碳经止回阀42回流至气液分离器3内，使二氧化碳充满整个系统，系统平衡压力在4.5-5Mpa。当萃取塔14温度达到设定温度（设定温度范围为35℃-60℃），分离塔22温度达到设定温度（设定温度范围为45℃-80℃），制冷系统4温度达到5℃以下时（二氧化碳液化），关闭二氧化碳溶液截止阀21，开启二氧化碳高压泵8，使萃取塔14内压力达到设计压力（设计萃取塔压力范围为10—40MPa）后，打开二氧化碳溶液截止阀21，调节调压阀19，使萃取塔内的二氧化碳压力稳定在设定压力下动态运行，并控制二氧化碳流量在设定范围（设定流量一般在0.1 M³-10M³/h）,调节二氧化碳回流阀，使分离塔内压力控制在6-8Mpa范围。当一切稳定后，开启毛油高压泵7，使毛油通过管道经毛油预热器9、毛油截止阀12和毛油分布器13进入萃取塔14内，毛油分布器13将毛油至上而下均匀分布，与通过二氧化碳分布器16至下而上均匀分布的二氧化碳交汇，此过程彼此增加两相各自比表面积，实现快速互溶，二氧化碳将溶解的食用油带入分离塔22内，由于改变压力和温度条件，二氧化碳气化经二氧化碳回流阀24回流循环利用，被分离食用油沉降至塔底内，打开精制食用油截止阀31和负压阀28，关闭放空阀27，通过控制精制食用油排油减压阀23使精制食用油缓慢排出，并在负压作用下吸入精制食用油脱气罐A29内，同时将精制食用油内的二氧化碳和异味去除。当精制食用油脱气罐A29装满后，打开负压阀33，关闭放空阀36，打开精制食用油截止阀B32，使精制食用油吸入精制食用油脱气罐B34内（切换运行操作）。关闭负压阀28，打开放空阀27，将精制食用油脱气罐A29放空后，打开精制食用油脱气罐A29底部的精制食用油排出阀A30，既得精制食用油产品。当精制食用油脱气罐B34装满后，打开负压阀A28，关闭放空阀C27，打开精制食用油截止阀A31，使精制食用油吸入精制食用油脱气罐A29内（切换运行操作）。关闭负压阀33，打开放空阀D36，将精制食用油脱气罐B34放空后，打开精制食用油脱气罐B34底部的精制食用油排出阀B35，既得精制食用油产品。而不溶解的萃取剩余物沉降至萃取塔14底部，通过萃取剩余物排油减压阀17使萃取剩余物缓慢排出，并在负压作用下吸入萃取剩余物储罐37内，打开萃取剩余物储罐37底部的萃取剩余物排出阀38，既得萃取剩余物副产品。本发明可实现24小时连续生产，精制食用油产品得率在95%以上。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，包括二氧化碳储罐，制冷系统，二氧化碳高压泵，毛油高压泵，二氧化碳预热器，毛油预热器，萃取塔，分布器，分离塔，精制食用油脱气罐，负压泵，其特征在于：所述的二氧化碳储罐（1）通过管道经二氧化碳供给阀（2），气液分离器（3），制冷系统（4），液体二氧化碳储罐（5），二氧化碳高压泵（8）及二氧化碳预热器（10）依次串接后与萃取塔（14）底部左侧进口相连，毛油储罐（6）通过管道经毛油高压泵（7）、毛油预热器（9）与萃取塔（14）上端左侧毛油进口相连，萃取塔（14）内上端设有毛油分布器（13）与萃取塔（14）上端左侧毛油进口相连，萃取塔（14）内下端设有二氧化碳分布器（16）与萃取塔（14）下端端左侧二氧化碳进口相连，萃取塔（14）上端右侧出口通过管道经调压阀（19），二氧化碳溶液预热器（20），二氧化碳溶液截止阀（21）与分离塔（22）上端入口相连，萃取塔（14）底部设有萃取剩余物排出减压阀（17），通过管道与萃取剩余物储罐（37）顶端左侧进口连接，萃取剩余物储罐顶端通过管道经负压阀C（40）连接负压泵（41），还通过带有压力表的管道连接有放空阀E（39），萃取塔（14）外壁设有萃取塔预热器（15），分离塔（22）外壁设置有分离塔预热器（26），分离塔（22）上端右侧出口通过管道经二氧化碳回流阀（24）、止回阀（42）连接气液分离器（3）及二氧化碳储罐（1），分离塔（22）底部设有精制食用油排出减压阀（23）通过管道经精制食用油截止阀A（31）及精制食用油截止阀B（32）分别与精制食用油脱气罐A（29）顶端右侧进口和精制食用油脱气罐B（34）顶端左侧进口连接，精制食用油脱气罐A（29）与精制食用油脱气罐B（34）顶端通过管道分别经负压阀（28）与负压阀（33）连接负压泵（41），还通过带有压力表的管道分别连接有放空阀C（27）及放空阀D（36），精制食用油脱气罐A（29）与精制食用油脱气罐B（34）底部分别设有精制食用油排出阀A（30）及精制食用油排出阀B（35）。

2.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于：所述的萃取塔（14）的径高比根据食用油成分及极性设计，直径在Ø50mm-Ø1000mm,高度在1000mm-10000mm，材质为不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于：所述的萃取塔（14）内的毛油分布器（13）与二氧化碳分布器（16）的材质由包括金属的材料制成，形状结构设计可为喷淋式、筛孔式、溢流式、喷雾式、填料式。

4.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于：所述的萃取塔（14）的萃取塔预热器（15）、分离塔（22）上设置有分离塔预热器（26）、毛油预热器（9）、二氧化碳预热器（10）、二氧化碳溶液预热器（20）的加热方式，可设计为夹层水浴加热、电热带加热、碳纤维加热、电磁感应加热。

5.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于所述的分离塔（22）的径高比根据食用油成分及极性设计，直径在Ø50mm-Ø1000mm,高度在1000mm-10000mm，材质为不锈钢。

6.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于：所述的分离塔（22）在整个系统中可设计成至少两个。

7.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于：所述的精制食用油脱气罐A（29）和精制食用油脱气罐B（34）可切换运行操作。

8.根据权利要求1所述的一种连续式超临界二氧化碳精制食用油生产设备，其特征在于：所述的萃取剩余物排出减压阀（17）和精制食用油排出减压阀（23）为不锈钢材质，陶瓷材质，石墨材质。