CN111296566A - 一种乳清中的塑化剂降解装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是食品领域乳清液生产加工过程中塑化剂的处理装置，具体涉及的是一种乳清中的塑化剂降解装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种乳清中的塑化剂降解装置包括夹套物料罐、高速剪切乳化泵、流量计、ZnO柱、活性炭柱、氧化剂加料装置、KI溶液回收O3装置、物料温度探头、热水泵、电加热管、O3发生装置、出料口、PLC控制柜。本发明的目的是一种乳清中的塑化剂降解装置，这种乳清液中的塑化剂降解装置能够将其中含有的塑化剂高效降解。
Description
技术领域
本发明涉及的是食品领域乳清液生产加工过程中塑化剂的处理装置，具体涉及的是一种乳清中的塑化剂降解装置。
背景技术
乳清，也被称为乳清液，是鲜奶加工奶酪后的副产物，10kg鲜奶可加工1kg奶酪同时产生9kg乳清，鲜奶中约50％的干物质会留在乳清中，乳清富含许多营养成分，常被用于高档食品加工，比如婴幼儿配方乳粉中会含有约40％的脱盐乳清粉，健身运动员食用的肌肉蛋白粉主要成分为乳清中的乳清蛋白粉。
塑化剂是邻苯二甲酸酯类的有机化合物，一种高分子材料助剂常见于塑料原料加工时，添加塑化剂可以使其物理性质变得较为柔软，易于加工。塑化剂容易在地下水、土壤、饲料中富集和残留，塑化剂通过生态链富集也会存在于食物链或食品中；奶牛在饲养中摄入过多的含有塑化剂的饲草和水，奶牛中会含有塑化剂；同时鲜奶在牧场及工厂加工时，当接触到塑料制品的容器时塑化剂就有机会渗出到鲜奶。因此国家食品相关标准中对乳制品中塑化剂最高含量做了规定，比如DBP小于0.3mg/kg等等。
乳清液是以鲜奶为原料的乳制品也会含有塑化剂污染。现实中，如果按照国家标准DBP小于0.3mg/kg作为乳清液原料验收安全指标时是合法合规的；按照法规可以把某批次DBP含量为0.29mg/kg作为合格乳清收取并进一步加工；由于乳清一般不易保存常见的使用方法是制粉，乳清液制粉过程中会浓缩约20倍DBP则也随之会浓缩富集约20倍，那么0.29mg/kg DBP富集20倍会变成5.8mg/kg DBP就远远超标，这批乳清粉则会因为DBP超标判定为不合格产品。因此，对这类现象需要对塑化剂含量合格的乳清液在加工中提前对其中的塑化剂进行生物安全降解。
为了能够使乳清符合国家标准就要对残留塑化剂进行降解处理，因此我们设计开发了一种乳清中的塑化剂降解装置。
发明内容
本发明的目的是一种乳清中的塑化剂降解装置，这种乳清中的塑化剂降解装置能够将其中含有的塑化剂降解。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种乳清中的塑化剂降解装置包括夹套物料罐、高速剪切乳化泵、流量计、ZnO柱、活性炭柱、氧化剂加料装置、KI溶液回收O3装置、物料温度探头、热水泵、电加热管、O3发生装置、出料口、PLC控制柜。
上述方案中夹套物料罐底部经过三通一端连接出料口，另一端经过气动阀连接高速剪切乳化泵进口；O3发生装置经过一段带流量计的管道也连接高速剪切乳化泵进口，高速剪切乳化泵出口连接流量计，流量计出口经过三通一端经气动阀连接返回夹套物料罐管道，另一端连接ZnO柱进口，ZnO柱出口经过三通一端经气动阀连接返回夹套物料罐管道，另一端连接活性炭柱进口，然后返回夹套物料罐。
上述方案中夹套物料罐夹层内的水经底部出口在热水泵的作用进入电加热管加热，电加热管出口经管道返回夹套物料罐，在该段管道上装有三通以便冰水可以进入夹层内部。
上述方案中夹套物料罐顶部有2个出口，分别连接一个氧化剂加料装置和KI溶液回收O3装置。
整个装置中的电气、阀门、泵、温度显示、O3发生装置都由PLC控制柜反馈显示和操作控制。
有益效果：
1、选用的主要辅料：活性炭、ZnO和O3都是安全的材料，可以找到相应的食品级的辅料，且这些材料已经被广泛用于其他食品、水的加工过程中。
2、活性炭、ZnO和O3共同作用，同时控制反应温度，塑化剂降解效率高。
3、循环降解塑化反应过程中，配置有KI溶液回收O3装置，可回收O3等优点。
4、整体控制机理是利用氧化过程氧化塑化剂(邻苯二甲酸酯类)中苯环结构中的双键，打开苯环结构，进一步生成无害的碳水化合物——有机酸(如丁酸)、H2O等，达到无害化降解。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，图中：1夹套物料罐、2高速剪切乳化泵、3流量计、4ZnO柱、5活性炭柱、6氧化剂加料装置、7 KI溶液回收O3装置、8物料温度探头、9热水泵、10电加热管、11 O3发生装置、12出料口、13 PLC控制柜
下面结合图1对本发明做进一步的说明：
如图1所示一种乳清中的塑化剂降解装置包括夹套物料罐、高速剪切乳化泵、流量计、ZnO柱、活性炭柱、氧化剂加料装置、KI溶液回收O3装置、物料温度探头、热水泵、电加热管、O3发生装置、出料口、PLC控制柜。
具体实施方式：
实施例1：
工作过程，包括下列步骤：
(1)原料准备
选取被塑化剂污染的乳清粉，测定其中DBP、DEHP、DINP含量为：DBP 5.87mg/kg、DEHP 7.89mg/kg、DINP6.38mg/kg。将上述乳清粉溶解为10％的溶液，取此溶液100L加热到35℃备用。
(2)塑化剂降解装置降解塑化剂
①ZnO柱、活性炭柱装满对应的填料。
②整体装置使用85℃纯净水循环清洗30min后排掉污水备用；清洗过程O3发生装置和KI溶液回收O3装置不开启。
③从氧化剂加料装置中把上述备用的料液100L装入夹套物料罐。
④通过PLC控制柜依次开启高速剪切乳化泵、ZnO柱、活性炭柱的相关电机和阀门，同过调频控制高速剪切乳化泵调整物料流速为10L/min，使物料循环物料10min。
⑤上述④中物料循环状态下，依次开启O3发生装置并调整O3流量为20mg/min，再开启KI溶液回收O3装置。
⑥开启加热或冰水系统，利用PLC控制物料温度为35℃；保持上述⑤中步骤中操作状态90min。
⑦关闭O3发生装置和加热或冰水系统，继续循环物料10min后，关闭KI溶液回收O3装置，然后关闭高速剪切乳化泵。
⑧出料口放出物料备用。
⑨生产结束后我们应对夹套物料罐、ZnO柱、活性炭柱等进行清洗维护。
(3)乳清液浓缩制粉
回收上述的乳清液真空浓缩后结晶处理5h，加热到70℃进入喷雾干燥机喷雾干燥，进风温度185℃，出口温度80℃。
(4)降解率检测
综合测定后的塑化剂去除率：99.15％。
实施例2：
(1)原料准备
选取被塑化剂污染的乳清粉，测定其中DBP、DEHP、DINP含量为：DBP 6.07mg/kg、DEHP 9.12mg/kg、DINP12.17mg/kg。将上述乳清粉溶解为10％的溶液，取此溶液50L加热到35℃备用。
(2)塑化剂降解装置降解塑化剂
①ZnO柱、活性炭柱装满对应的填料。
②整体装置使用85℃对纯净水循环清洗30min后排掉污水备用；清洗过程O3发生装置和KI溶液回收O3装置不开启。
③从氧化剂加料装置中把上述备用的料液150L装入夹套物料罐。
④通过PLC控制柜依次开启高速剪切乳化泵、ZnO柱、活性炭柱的相关电机和阀门，同过调频控制高速剪切乳化泵调整物料流速为15L/min，使循环物料10min。
⑤上述④中物料循环状态下，依次开启O3发生装置并调整O3流量为25mg/min，再开启KI溶液回收O3装置。
⑥开启加热或冰水系统，利用PLC控制物料温度为38℃；保持上述⑤中步骤中操作状态120min。
⑦关闭O3发生装置和加热或冰水系统，继续循环物料10min后，关闭KI溶液回收O3装置，然后关闭高速剪切乳化泵。
⑧出料口放出物料备用。
⑨生产结束后我们应对夹套物料罐、ZnO柱、活性炭柱等进行清洗维护。
(3)乳清液浓缩制粉
回收上述的乳清液真空浓缩后结晶处理5h，加热到70℃进入喷雾干燥机喷雾干燥，进风温度185℃，出口温度80℃。
(4)降解率检测
综合测定后的塑化剂去除率：99.55％。
Claims (4)
1.一种乳清中的塑化剂降解装置，其特征在于：一种乳清中的塑化剂降解装置包括夹套物料罐、高速剪切乳化泵、流量计、ZnO柱、活性炭柱、氧化剂加料装置、KI溶液回收O3装置、物料温度探头、热水泵、电加热管、O3发生装置、出料口、PLC控制柜。
2.根据权利要求1所述的一种乳清中的塑化剂降解装置，其特征在于：上述方案中夹套物料罐底部经过三通一端连接出料口，另一端经过气动阀连接高速剪切乳化泵进口；O3发生装置经过一段带流量计的管道也连接高速剪切乳化泵进口，高速剪切乳化泵出口连接流量计，流量计出口经过三通一端经气动阀连接返回夹套物料罐管道，另一端连接ZnO柱进口，ZnO柱出口经过三通一端经气动阀连接返回夹套物料罐管道，另一端连接活性炭柱进口，然后返回夹套物料罐。
3.根据权利要求1所述的一种乳清中的塑化剂降解装置，其特征在于：上述方案中夹套物料罐夹层内的水经底部出口在热水泵的作用进入电加热管加热，电加热管出口经管道返回夹套物料罐，在该段管道上装有三通以便冰水可以进入夹层内部。
4.根据权利要求1所述的一种乳清中的塑化剂降解装置，其特征在于：上述方案中夹套物料罐顶部有2个出口，分别连接一个氧化剂加料装置和KI溶液回收O3装置。整个装置中的电气、阀门、泵、温度显示、O3发生装置都由PLC控制柜反馈显示和操作控制。
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2020
- 2020-04-03 CN CN202010276969.7A patent/CN111296566A/zh active Pending
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