CN110465400A - 一种浮选剂及油茶籽的分离方法 - Google Patents

一种浮选剂及油茶籽的分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种浮选剂及油茶籽的分离方法。该浮选剂以密度为0.90～0.99g/cm3的低密度液体作为浮选剂主体，并在所述浮选剂主体中分散微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为20～50μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10～1:20。此浮选剂进行油茶籽和油茶果壳高效浮选的分离时，对油茶籽原料适应性广，分离效果好，浮选速度更快，易于大规模连续生产。

Description

一种浮选剂及油茶籽的分离方法
技术领域
本发明涉及一种木本油料油茶果生产加工技术领域，特别是一种采用微纳米气泡和低密度溶液相结合的浮选剂进行油茶籽和油茶果壳高效浮选分离的方法。
背景技术
油茶是一种山茶科山茶属的重要木本油料作物，从其果实油茶果破碎并剥离出的油茶籽可以用于榨取油茶籽油(也称山茶油、茶籽油)，油茶籽油富含油酸、VE等，营养价值媲美橄榄油，长期食用对预防心脑血管疾病有帮助；剥离出油茶籽后剩余的油茶果壳(也称油茶蒲)不含油脂，含木质素、多酚和皂素，也具有抗氧化、抗肿瘤、降血脂等药用功效。能否对油茶籽和果壳高效分离，不仅影响油茶籽油的品质，还与油茶果壳的综合利用、油茶生产加工效率等密切相关。
目前工业上油茶果脱壳及油茶籽、果壳分离多采用对鲜果进行机械破碎，再用机械筛分分离的手段，也有一些专用设备如油茶果脱壳机。但由于油茶籽尺寸差异大，形状不规则，部分果壳破碎后或未被破碎的小果在大小和形态上与油茶籽类似，导致传统机械筛分分离效果不佳，后续需要手工对混在油茶籽中的果壳及混在果壳中的油茶籽进行筛选，这限制了生产自动化，增加了人力成本，严重影响油茶籽加工效率。
为了提高油茶果破碎后油茶籽、果壳的分离效果，最近几年有些企业开始尝试采用浮选技术对油茶籽和果壳进行分离，如中国专利CN201710633981.7介绍了一种浮选分离的油茶果脱壳处理方法，采用对鲜果挤压、调制，然后用水或盐水为浮选剂(或密度为1.0～1.1g/cm3的其它浮选剂)对油茶籽和果壳进行浮选分离，与此类似中国专利CN201710633974.7、CN201710633975.1也采用了类似的浮选技术；同时针对这些浮选技术也有对应的设备开发，如CN201621027096.1，CN201621028706.X，CN201710633963.9，CN201710633973.2，CN201720933000.6。但现有的浮选技术尤其是浮选剂选择对实际加工中油茶籽密度要求高，油茶籽密度必须大于1.0g/cm3甚至大于1.1g/cm3才能有效实现油茶籽和果壳通过密度差进行分离。然而由于油茶品种、成熟度、采摘时机、调制工艺等因素干扰，油茶籽密度范围跨度大，尤其是油茶籽易在晾晒和油茶果烘干加工中产生空腔导致密度小于1.0g/cm3，用密度为1.0～1.1g/cm3的浮选剂会有大量油茶籽也快速浮起，与果壳混在一起造成严重损失和浮选效率下降。因此现有的油茶籽与油茶果壳浮选分离技术对油茶籽密度要求苛刻，实际生产中对原料前期加工要求严格，生产工艺控制难度大，原料适用面比较窄。
发明内容
基于此，为解决油茶籽和果壳的分离问题，确有必要提供一种浮选剂及油茶籽的分离方法。
本发明提供一种浮选剂，以密度为0.90～0.99g/cm3的低密度液体作为浮选剂主体，并在所述浮选剂主体中分散微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为20～50μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10～1:20。
在其中一实施例中，所述微纳米气泡通过加压溶气气泡发生装置向所述浮选剂主体中施加。
在其中一实施例中，所述浮选剂主体为体积分数为6～15％的乙醇水溶液。
本发明还提供一种油茶籽的分离方法，包括如下步骤：
S1、干燥：将新鲜采摘的油茶果干燥至油茶果壳水分在55％～70％，油茶果壳密度控制在0.80～0.85g/cm3；
S2、破壳：将油茶果破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物；
S3、浮选分离：将油茶籽和油茶果壳混合物投入浮选剂中，收集下沉至浮选剂底部的油茶籽；所述浮选剂以密度为0.90～0.99g/cm3的低密度液体作为浮选剂主体，并在所述浮选剂主体中分散微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为20～50μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10～1:20。
在其中一实施例中，所述步骤S1中，采用晾晒干燥；或用隧道式烘干线干燥，其中烘干温度控制在40℃～60℃。
在其中一实施例中，所述步骤S2中，将油茶果大小分级后采用破壳机分别破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物。
在其中一实施例中，所述步骤S3中，所得油茶籽和油茶果壳混合物以1.0～2.0t/h的速率通过物料传输进入浮选设备的浮选剂中，以0.5～1.0m3/h的流速向浮选装备中通入浮选剂，控制浮选装备中浮选剂高度在0.5～1.5m，浮选剂体积在0.75～2.25m3。
在其中一实施例中，在浮选剂中，合格的油茶籽快速下沉，油茶果壳、霉变及空壳油茶籽浮在上面，通过浮选设备的上部刮片和底部刮片分别收集。
相对于传统的油茶果脱壳处理技术，本发明提供的浮选剂及油茶籽的分离方法中，采用微纳米气泡和低密度溶液相结合的浮选剂，将此种浮选剂进行油茶籽和油茶果壳的浮选分离，不仅油茶籽下沉效率和速率同时使浮选体系中密度小的油茶果壳、空壳籽、霉变籽上浮更快，从而达到分离速度更快，分离效果更佳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中提供一种浮选剂，以低密度液体作为浮选剂主体，并在所述浮选剂主体中分散微纳米气泡，显著降低了浮选剂的密度和粘度，提升了油茶籽下沉效率和速率；微纳米气泡依附于油茶果壳、空壳籽、霉变籽上，分离速度更快。
优选的，浮选剂主体的密度为0.90～0.99g/cm3，例如，采用体积分数为6～15％的乙醇水溶液。
优选的，微纳米气泡的直径为20～50μm，例如，所述微纳米气泡通过加压溶气气泡发生装置向所述浮选剂主体中施加。将浮选剂主体持续流过气泡发生装置，出气端口浸没于浮选剂主体中，将微纳米气泡注入其中。另外，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10～1:20。注入微纳米气泡过多会使得完好籽粒被上浮而清除，影响得率，注入微纳米气泡过少则分离效果不明显。
本发明的浮选剂及其应用与现有技术相比的特点如下：
1.本发明采后干燥采用晾晒或40℃～60℃低温干燥，严格控制油茶果壳水分、密度，一方面为确保油茶籽品质，另一方面是避免高温和过度干燥引发油茶籽空腔的形成，从而有效提高后续浮选的高效分离。
2.通过分析并在采后干燥合理控制油茶籽与油茶果壳的密度分布，确定采用0.90～0.99g/cm3的浮选剂主体溶液(优选体积分数6～12％的乙醇水溶液)代替水或盐水作为浮选剂主体溶液，并溶入一定比例的微纳米气泡，显著降低了浮选剂的密度和粘度，提升了油茶籽下沉效率和速率；此外，微纳米气泡的溶入一方面降低了乙醇等低密度溶剂的使用，同时使浮选体系中密度小的油茶果壳、空壳籽、霉变籽上浮更快，从而达到分离速度更快，分离效果更佳。
3.通过本发明提供的浮选技术，所得油茶籽中基本不含有油茶果壳，无需人工挑拣，易于连续化生产，工艺流程短，油茶籽活性成分保持好；而且外壳完好的霉变油茶籽也与果壳一起浮在上面被去除，进一步保障了下沉油茶籽的品质。
4.通过本发明优选的溶入微纳米气泡的乙醇水溶液作为浮选剂，由于后续冲洗和烘干过程中气泡和乙醇会彻底挥发，因此不会额外给油茶籽增加外来成分，同时溶入微纳米气泡的乙醇水溶液作为浮选剂相比盐水溶液，乙醇水溶液不腐蚀设备，浮选设备寿命更长。
实施例1
一种油茶籽和油茶果壳高效浮选分离方法，依次包括如下工艺步骤：
(1)油茶果采后干燥。将新鲜采摘的油茶果用筛分机筛分后用隧道式烘干线干燥，烘干温度40℃，烘至油茶果壳水分70％，油茶果壳密度控制在0.85g/cm3。
(2)油茶果破壳。将步骤(1)所得大小分级后的油茶果采用油茶果破壳机分别破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物，油茶籽密度分布在0.987～1.075g/cm3。
(3)浮选分离。将步骤(2)所得油茶籽和油茶果壳混合物以1.0t/h的速率通过物料传输进入浮选设备的浮选剂中，其中浮选剂由体积分数10％的乙醇水溶液(密度0.985g/cm3，20℃)的低密度液体为主体溶液，微纳米气泡直径30～50μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10，浮选剂流速0.5m3/h，浮选剂高度在1.5m，浮选剂体积1.5m3。通过浮选设备的上部刮片和底部刮片分别收集油茶果壳等上浮物和下沉的油茶籽。
(4)油茶籽冲洗。将步骤(3)所得油茶籽用水喷淋冲洗干净。
(5)油茶籽干燥。将步骤(4)所得油茶籽先通过快速翻转风干线，在60℃下风干5min至油茶籽壳表面无水渍，然后采用油茶籽烘干机进行干燥，烘干温度60～70℃，控制油茶籽水分在7.0～9.0％之间。
(6)油茶籽储藏。将步骤(5)所得干燥油茶籽存入料仓，料仓温度控制在4～10℃，相对湿度控制在50～70％，可长期保存数月用于榨取油茶籽油。
浮选分离中，下沉籽中含壳0.02％，下沉籽中无霉变籽，壳中不含籽(去除空壳籽及霉变籽后统计)。该实施例具体浮选效果与水或盐水等作为浮选剂的比较见表1，采用本实施例1所用浮选剂可以在保障籽中含壳率非常低的情况下，壳中含籽率和浮选速度方面与其他浮选剂比较具有明显优势。
表1实施例1中所用浮选剂分离籽壳效果比较
*注：A-实施例1所用浮选剂；B-水为浮选剂；C-水代替实施例1中的乙醇水溶液；D-密度1.05g/cm3的盐水为浮选剂；E-仅用实施例1中的乙醇水溶液作为浮选剂(浮选剂主体溶液中不添加微纳米气泡)
实施例2
一种油茶籽和油茶果壳高效浮选分离方法，依次包括如下工艺步骤：
(1)油茶果采后干燥。将新鲜采摘的油茶果用筛分机筛分后用隧道式烘干线干燥，烘干温度60℃，烘至油茶果壳水分55％，油茶果壳密度控制在0.80g/cm3。
(2)油茶果破壳。将步骤(1)所得大小分级后的油茶果采用油茶果破壳机分别破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物，油茶籽密度分布在0.915～1.055g/cm3
(3)浮选分离。将步骤(2)所得油茶籽和油茶果壳混合物以2.0t/h的速率通过物料传输进入浮选设备的浮选剂中，其中浮选剂由体积分数15％的乙醇水溶液(密度0.90g/cm3，20℃)的低密度液体为主体溶液，微纳米气泡直径10～20μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:20，浮选剂流速1.0m3/h，浮选剂高度在0.5m，浮选剂体积0.75m3。通过浮选设备的上部刮片和底部刮片分别收集油茶果壳等上浮物和下沉的油茶籽。
(4)油茶籽冲洗。将步骤(3)所得油茶籽用水喷淋冲洗干净。
(5)油茶籽干燥。将步骤(4)所得油茶籽先通过快速翻转风干线，在50℃下风干6min至油茶籽壳表面无水渍，然后采用油茶籽烘干机进行干燥，烘干温度70～80℃，控制油茶籽水分在6.0～6.5％之间。
(6)油茶籽储藏。将步骤(5)所得干燥油茶籽存入料仓，料仓温度控制在4～10℃，相对湿度控制在50～70％，可长期保存数月用于榨取油茶籽油。
浮选分离中，下沉籽中含壳0.01％，下沉籽中无霉变籽，壳中不含籽(去除空壳籽及霉变籽后统计)。该实施例具体浮选效果与水或盐水等作为浮选剂的比较见表2，采用本实施例2所用浮选剂可以在保障籽中含壳率非常低的情况下，壳中含籽率和浮选速度方面与其他浮选剂比较具有明显优势。
表2实施例2中所用浮选剂分离籽壳效果比较
浮选剂种类 籽中含壳率(％) 壳中含籽率(％) 籽壳分离平衡耗时(秒)
A 0.010 0.00 4
B 0.016 27.20 19
C 0.014 17.50 12
D 0.025 71.40 24
E 0.010 4.50 10
*注：A-实施例2所用浮选剂；B-水为浮选剂；C-水代替实施例2中的乙醇水溶液；D-密度1.05g/cm3的盐水为浮选剂；E-仅用实施例2中的乙醇水溶液作为浮选剂(浮选剂主体溶液中不添加微纳米气泡)
实施例3
一种油茶籽和油茶果壳高效浮选分离方法，依次包括如下工艺步骤：
(1)油茶果采后干燥。将新鲜采摘的油茶果用筛分机筛分后用隧道式烘干线干燥，烘干温度55℃，烘至油茶果壳水分65％，油茶果壳密度控制在0.83g/cm3。
(2)油茶果破壳。将步骤(1)所得大小分级后的油茶果采用油茶果破壳机分别破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物，油茶籽密度分布在0.985～1.060g/cm3。
(3)浮选分离。将步骤(2)所得油茶籽和油茶果壳混合物以1.0t/h的速率通过物料传输进入浮选设备的浮选剂中，其中浮选剂由体积分数6％的乙醇水溶液(密度0.99g/cm3，20℃)的低密度液体为主体溶液，微纳米气泡直径20～40μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:15，浮选剂流速0.5m3/h，浮选剂高度在1.0m，浮选剂体积2.25m3。通过浮选设备的上部刮片和底部刮片分别收集油茶果壳等上浮物和下沉的油茶籽。
(4)油茶籽冲洗。将步骤(3)所得油茶籽用水喷淋冲洗干净。
(5)油茶籽干燥。将步骤(4)所得油茶籽先通过快速翻转风干线，在40℃下风干10min至油茶籽壳表面无水渍，然后采用油茶籽烘干机进行干燥，烘干温度80～90℃，控制油茶籽水分在6.5～7.0％之间。
(6)油茶籽储藏。将步骤(5)所得干燥油茶籽存入料仓，料仓温度控制在4～10℃，相对湿度控制在50～70％，可长期保存数月用于榨取油茶籽油。
浮选分离中，下沉籽中含壳0.02％，下沉籽中无霉变籽，壳中不含籽(去除空壳籽及霉变籽后统计)。该实施例具体浮选效果与水或盐水等作为浮选剂的比较见表3，采用本实施例3所用浮选剂可以在保障籽中含壳率非常低的情况下，壳中含籽率和浮选速度方面与其他浮选剂比较具有明显优势。
表3实施例3中所用浮选剂分离籽壳效果比较
浮选剂种类 籽中含壳率(％) 壳中含籽率(％) 籽壳分离平衡耗时(秒)
A 0.020 0.00 7
B 0.026 12.00 14
C 0.028 13.60 11
D 0.030 40.50 24
E 0.020 9.00 12
*注：A-实施例3所用浮选剂；B-水为浮选剂；C-水代替实施例3中的乙醇水溶液；D-密度1.05g/cm3的盐水为浮选剂；E-仅用实施例3中的乙醇水溶液作为浮选剂(浮选剂
主体溶液中不添加微纳米气泡)
本发明实施例提供一种采用微纳米气泡和低密度溶液相结合的浮选剂进行油茶籽和油茶果壳高效浮选分离的方法，该方法对油茶籽原料适应性广，分离效果好，浮选速度更快，易于大规模连续生产。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种浮选剂，其特征在于，以密度为0.90～0.99g/cm3的低密度液体作为浮选剂主体，并在所述浮选剂主体中分散微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为20～50μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10～1:20。
2.根据权利要求1所述的浮选剂，其特征在于，所述微纳米气泡通过加压溶气气泡发生装置向所述浮选剂主体中施加。
3.根据权利要求1所述的浮选剂，其特征在于，所述浮选剂主体为体积分数为6～15％的乙醇水溶液。
4.一种油茶籽的分离方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、干燥：将新鲜采摘的油茶果干燥至油茶果壳水分在55％～70％，油茶果壳密度控制在0.80～0.85g/cm3；
S2、破壳：将油茶果破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物；
S3、浮选分离：将油茶籽和油茶果壳混合物投入浮选剂中，收集下沉至浮选剂底部的油茶籽；所述浮选剂以密度为0.90～0.99g/cm3的低密度液体作为浮选剂主体，并在所述浮选剂主体中分散微纳米气泡，所述微纳米气泡的直径为20～50μm，气泡与浮选剂主体溶液体积比为1:10～1:20。
5.根据权利要求4所述的油茶籽的分离方法，其特征在于，所述步骤S1中，采用晾晒干燥；或用隧道式烘干线干燥，其中烘干温度控制在40℃～60℃。
6.根据权利要求4所述的油茶籽的分离方法，其特征在于，所述步骤S2中，将油茶果大小分级后采用破壳机分别破壳，获得油茶籽和油茶果壳混合物。
7.根据权利要求4所述的油茶籽的分离方法，其特征在于，所述步骤S3中，所得油茶籽和油茶果壳混合物以1.0～2.0t/h的速率通过物料传输进入浮选设备的浮选剂中，以0.5～1.0m3/h的流速向浮选装备中通入浮选剂，控制浮选装备中浮选剂高度在0.5～1.5m，浮选剂体积在0.75～2.25m3。
8.根据权利要求6所述的油茶籽的分离方法，其特征在于，在浮选剂中，合格的油茶籽快速下沉，油茶果壳、霉变及空壳油茶籽浮在上面，通过浮选设备的上部刮片和底部刮片分别收集。
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