CN112899079A - 植物油连续无皂脱胶、精炼工艺及其超声反应工艺和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺和装置、一种植物油连续无皂脱胶工艺和系统、以及一种植物油精炼工艺。在传统脱胶工艺酸化和水化反应后采用连续超声、絮凝沉淀、离心分离及真空干燥，得到可直接用于脱色加工的脱胶油。连续超声无皂脱胶反应过程不加碱，脱磷彻底，只生成脱胶油与油脚，不产生皂脚和洗涤废水，脱胶工段并不去除毛油中的游离脂肪酸，而是在脱臭工段以高品质脂肪酸产品形式提取，大幅增加收益。连续超声无皂脱胶工艺流程简洁，成套装置结构比传统工艺装置简单，并将本行业传统工艺因加碱脱胶脱酸而形成皂脚带走的磷脂、脂肪酸、中性油都形成产品回收，实现传统油脂加工的节能、减排、增效。

Description

植物油连续无皂脱胶、精炼工艺及其超声反应工艺和装置

技术领域

本发明属于食用油加工领域，特别涉及一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺和装置、一种植物油连续无皂脱胶工艺和系统、及其一种植物油精炼工艺。

背景技术

由于植物油毛油含有悬浮杂质(如泥沙、饼渣等固体杂质)、胶溶性杂质(例如磷脂，包括水化磷脂和非水化磷脂)、油溶性杂质(例如游离脂肪酸、色素)以及水分，容易导致油脂易水解酸败、混浊暗淡、氧化变质；烹饪时泡沫多、有异味、油烟大，影响食物的气味与口感。因此，毛油必须经过精炼加工，以得到符合食用标准的植物油。

毛油的精炼加工通常包括脱胶、脱酸、脱色、脱蜡、脱臭等步骤。其中，脱胶工艺主要用于去除毛油中的胶质(即磷脂等胶溶性杂质)及金属离子，现有技术通常采用水化脱胶、碱炼脱胶及酶法脱胶等。作为植物油毛油精炼加工的首道工序，脱胶工艺水平的高低是后续脱色、脱嗅加工及最终产品质量好坏的关键所在。因此，需要针对不同类型的油脂原料开发出新的脱胶工艺，以提高脱胶效果，使脱胶油中的含磷量达到5～10PPm甚至更低，铁、镁、钙金属含量一般控制小于0.2％，游离脂肪酸量一般控制小于0.1％，以确保植物油精炼脱色加工及后续工序的加工，保证油品质量。

水化脱胶是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，将一定量的热水或稀碱、食盐水溶液、磷酸等电解质水溶液，在搅拌下加入到一定温度的毛油中，使其中的胶溶性杂质凝聚沉降分离的一种脱胶方式。其被凝聚沉降的物质有限、脱胶不彻底，难以达到国标要求的脱胶油的标准。对此，中国专利申请CN102851115A利用超声波辅助水化脱胶，在控制搅拌速率的条件下，分别在酸化反应和水化反应中使用低功率超声波促进反应的进行。然而，该方法采用间歇超声反应和加酸、加洗涤水及搅拌同时进行，需要对加酸和加洗涤水的量以及超声波的开关和搅拌速度同时进行控制，设备与操作均很复杂、且效率低，不适合工业化规模应用。

碱炼脱胶是在加热的毛油中加入一定量的磷酸或柠檬酸，使油脂中的非水化磷脂转化为水化磷脂，再加入适量的碱去中和油中的游离脂肪酸，使之产生钠皂，钠皂在油中为不易溶解的胶状物，从而沉淀分离，同时钠皂具有很强的吸附能力，将毛油中的磷脂、蛋白质、黏液、色素等吸附而沉淀。碱炼脱胶通常在水化脱胶后进行，作为水化脱胶的后续工艺，碱炼脱胶后的脱胶中和油能够满足进入脱色加工的工艺要求。例如，中国专利申请CN103865639A利用超声波来辅助米糠油碱炼脱胶，分别在酸化反应、延时酸化反应、碱化中和反应和水洗混合四个阶段，使用四个超声发生器来辅助反应的进行。然而，该工艺过程和设备复杂、成本高；损耗大、出品率低；且会形成固废(皂脚)和污水(洗涤水)，处理成本高，对环境不友好。现实生产中，更是有许多采用碱炼脱胶的炼油厂和皂脚再处理工厂为了节省成本而大量偷排污水，对环境造成了很大的破坏。

酶法脱胶是在油脂精炼中采用现代生物工程高新技术，利用对磷脂遇酶水解的新工艺，通过磷脂酶水解作用切掉非水化磷脂的一个脂肪酸链生成溶血磷脂，而溶血磷脂具有很强亲水性，再通过水化作用方便地去除。酶法脱胶工艺适于各种植物油脱胶，油脚含量低，有利于减少脱色工艺中白土用量，工艺中排出水可部分循环使用，废水排放量少。然而，酶法脱胶的成本很高，且后续产品性质不尽人意。

发明内容

本发明提供了一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺和装置、一种植物油连续无皂脱胶工艺和系统、以及一种植物油精炼工艺，在传统脱胶工艺酸化和水化反应后采用连续超声、絮凝沉淀、离心分离及真空干燥，得到可直接用于脱色加工的脱胶油。连续超声无皂脱胶反应过程不加碱，脱磷彻底，不产生皂脚和洗涤废水，毛油中的游离脂肪酸在脱胶工段不去除，而到脱臭工段增大脱酸能力并以高品质脂肪酸产品形式提取，大幅增加收益。连续超声无皂脱胶工艺流程简洁，成套装置结构比传统工艺装置简单，并将本行业传统工艺因加碱脱胶脱酸而形成皂脚带走的磷脂、脂肪酸、中性油都形成产品回收，实现传统油脂加工的节能、减排、增效。加工过程不产生皂脚和洗涤污水，解决传统植物油加工行业重要环保问题。

为了达到上述目的，在本发明的第一个方面，提供了一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺，包括以下步骤：

使经酸化反应和水化反应后的植物油由超声反应装置的入口连续地流入超声反应装置内，并连续地流经超声反应装置内的一个或多个超声反应容器进行超声反应，然后由超声反应装置的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团。

进一步地，超声反应容器内具有连续产生的超声波，植物油在超声反应时不进行搅拌。

进一步地，本发明的植物油选自大豆油、玉米油、葵花籽油、米糠油中的一种或几种，优选为大豆油。

进一步地，本发明要求植物油的水含量小于0.2wt％，未经水化脱胶加工，含磷量为100～1200PPm，且毛油中含磷量越高，脱胶效果越好。典型地，未经脱胶加工的大豆油毛油的含磷量一般为450～1200PPm，玉米油为300～1200PPm，葵花籽油为100～1000PPm，米糠油为350～1000PPm。

进一步地，本发明酸化反应所使用的酸选自柠檬酸、磷酸、草酸、苹果酸中的一种或几种，优选为柠檬酸。

进一步地，本发明采用的连续超声波的振幅为5～60μm，功率为0.5～5kW；超声反应的温度为45～70℃；植物油在每个超声反应容器内的流速为10～110L/min。本发明采用大功率的连续超声波，并控制植物油在每个超声反应容器内合适的流速，既能够加快反应进程，缩短反应时间，实现连续高效的生产；又能避免植物油被乳化。

进一步地，本发明所说的“连续”是指在植物油的超声反应、脱胶工艺或精炼工艺中，植物油总体上是持续流动的，而不是分为一个个的间歇批次。尤其是在超声反应中，超声反应装置的入口持续有待反应的植物油流入，同时出口也持续有反应后的植物油流出。

在本发明的第二个方面，提供了一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，包括一个或多个超声反应容器和与之对应的超声发生器。

进一步地，超声发生器位于对应的超声反应容器中，用于产生连续超声波。连续超声波用于对连续地流经超声反应容器内的经酸化反应和水化反应后的植物油进行超声反应，使得其中的水、胶质易于絮凝成胶团。

进一步地，超声反应容器内的经酸化反应和水化反应后的植物油均处于超声发生器的有效作用距离内，超声反应容器中不含搅拌机构。

进一步地，当植物油的超声反应为动态的连续反应时，本发明所说的流速与反应时间实际上是统一的。反应时间是指物料从流入到流出该反应容器所经历的平均时间，可以通过“反应时间＝反应容器体积/物料流速”来计算。其中，反应容器体积受到超声发生器的有效作用距离限制，可根据超声发生器的实际功率来设置。由于流速是化工工艺操作中最直观的、易于调节的量，因此本发明采用流速作为重要的控制参数，其相对于反应时间而言更易控制。例如，当反应容器体积为100L，物料流速为10L/min，则该物料在该反应容器中的“反应时间”为10min。

进一步地，超声反应装置还包括絮凝容器，絮凝容器位于超声反应容器的下游，用于对超声反应后的植物油进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团，以便于分离。

进一步地，超声反应装置可以设计为一体式或分体式。一体式设计是将超声反应容器和絮凝容器设置在一个大容器中，使得整个装置能够完成超声反应和絮凝反应，且从外观上看是一体的；而分体式设计则是将超声反应容器和絮凝容器分开作为两个设备，其从外观上看是分体的。

进一步地，用于絮凝的低速搅拌由搅拌器实现，转速为12～60r/min。

进一步地，超声反应装置可包括一个或多个(两个或两个以上)超声反应容器，它们之间串联和/或并联连接。这种串联和/或并联的连接方式可以在设计时就设置好，也可以设计成在实际生产操作时可通过切换阀进行切换。串联和/或并联的连接方式主要视产能要求和毛油含磷量(由植物油种类、产地等因素决定)的情况而定。当所需产量较高时，可将多个超声反应容器或多组串联的超声反应容器并联，以加大装置的处理能力；当毛油含磷量较高时，可将多个超声反应容器或多组并联的超声反应容器串联，以促进超声反应进行地更彻底。

进一步地，超声反应装置还可以包括布油器；布油器位于一个或多个超声反应容器的上游，用于将经酸化反应和水化反应后的植物油分布于一个或多个超声反应容器中。

在本发明的第三个方面，提供了一种植物油连续无皂脱胶工艺，包括以下步骤：

S1、在植物油中加入酸进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

S2、在步骤S1酸化反应后的植物油中加入水，进行水化反应，使其中的水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

S3、将步骤S2水化反应后的植物油由超声反应装置的入口连续地流入超声反应装置内，并连续地流经超声反应装置内的一个或多个超声反应容器进行超声反应，然后由超声反应装置的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；超声反应容器内具有连续产生的超声波；植物油在超声反应时不进行搅拌；

S4、将步骤S3超声反应后的植物油进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团；

S5、将步骤S4絮凝后的植物油进行离心分离，以去除其中絮凝的胶团，得到脱胶油。

进一步地，上述的植物油连续无皂脱胶工艺还包括步骤：

S6、将脱胶油进行真空干燥，脱除其中残存的水分，得到可直接进入脱色工段的干燥脱胶油。

进一步地，步骤S1中加入的酸选自柠檬酸、磷酸、草酸、苹果酸中的一种或几种，优选为柠檬酸，加入酸的质量为植物油质量的0.1～0.3％，加酸后经混合器混合，混合器转速为1450～3000r/min；酸化反应的温度为45～70℃；酸化反应在搅拌器的搅拌下进行，搅拌速率为60～120r/min。

进一步地，步骤S2中加入的水为软水，例如纯水或去离子水，加水质量为植物油质量的0.5～1.5％，水的温度比植物油的温度高5～10℃，加水后经混合器混合，混合器转速为400～1000r/min；水化反应在搅拌器的搅拌下进行，搅拌速率40～60r/min。

进一步地，步骤S3中连续超声波的振幅为5～60μm，功率为0.5～5kW；超声反应的温度为45～70℃；植物油在每个超声反应容器内的流速为10～110L/min。

进一步地，步骤S4中絮凝的温度为15～70℃，时间为15～60min，低速搅拌的速率为12～60r/min。

由上述步骤可见，本发明的脱胶工艺不需要用碱，不产生皂脚、洗涤废水等污染物，因此具有极高的环保效益。此外，与现有技术中边加酸、边加洗涤水、边搅拌、边超声的方式不同，本发明创新地将酸化反应、水化反应、超声反应、絮凝反应和离心分离等工序清晰分开，并在超声反应中避免搅拌，一方面使得本发明的设备和操作简单化；一方面也避免搅拌器对超声波的作用造成不利干扰。

进一步地，步骤S5中离心分离的转速为4000～8000r/min，温度为15～90℃。

在本发明的第四个方面，提供了一种植物油连续无皂脱胶系统，从上游至下游依次包括：

酸化反应装置，用于对植物油进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

水化反应装置，用于对酸化反应后的植物油进行水化反应，使其中的水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

超声反应装置，用于对水化反应后的植物油进行超声反应，使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；超声反应装置包括一个或多个超声反应容器和与之对应的超声发生器；超声发生器位于对应的超声反应容器中，用于产生连续超声波；连续超声波对连续地流经超声反应容器内的水化反应后的植物油进行超声反应；超声反应容器内的经水化反应后的植物油均处于超声发生器的有效作用距离内，超声反应容器中不含搅拌机构；

絮凝反应装置，用于对超声反应后的植物油进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团，以便于分离；

离心分离装置，例如离心机，用于对絮凝反应后的植物油进行离心分离，使其中絮凝的胶团从植物油中分离出来，得到脱胶油。

进一步地，上述植物油连续无皂脱胶系统还包括真空干燥装置，用于将脱胶油中残存的水分在真空状态下进行脱除。

在本发明的第五个方面，提供了一种植物油精炼工艺，其包括上述植物油连续无皂脱胶工艺。

进一步地，上述植物油精炼工艺还包括复脱色工艺，由于本发明采用无皂脱胶工艺，原可被现有技术的加碱皂化工艺去除的部分植物油色素被残留在脱胶油，可利用复脱色工序加以去除，即利用停留在脱色过滤机中已使用过一次脱色吸附的活性白土进行预脱色，再用新鲜白土进行二次脱色，以满足采用无皂脱胶后的工艺需要。

进一步地，相对于现有技术而言，上述植物油精炼工艺还包括增大脱臭工序脱酸能力的步骤，用于去除植物油中因采用无皂脱胶工艺而保留的游离脂肪酸。

在本发明的第六个方面，提供了一种使用上述植物油连续无皂脱胶系统进行植物油连续无皂脱胶的工艺，包括以下步骤：

S1、将植物油引入酸化反应装置中，加入酸，进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

S2、将步骤S1酸化反应后的植物油引入水化反应装置中，加入水，进行水化反应，使其中的水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

S3、将步骤S2水化反应后的植物油由超声反应装置的入口连续地流入超声反应装置内，并连续地流经超声反应装置内的一个或多个超声反应容器进行超声反应，然后由超声反应装置的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；植物油在超声反应时不进行搅拌；

S4、将步骤S3超声反应后的植物油引入絮凝反应装置中，进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团；

S5、将步骤S4絮凝后的植物油引入离心分离装置中，例如离心机，进行离心分离，以去除其中絮凝的胶团，得到脱胶油。

进一步地，上述植物油连续无皂脱胶的工艺，还包括步骤：

S6、将脱胶油引入真空干燥装置，进行真空干燥，脱除其中残存的水分，得到可直接进入脱色工段的干燥脱胶油。

相对于现有技术而言，本发明的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺和装置、植物油连续无皂脱胶工艺和系统、以及植物油精炼工艺至少具有以下有益技术效果：

(1)本发明的脱胶工艺不加碱，且能保证脱胶效果好，全过程不产生皂脚、洗涤废水等污染物，可解决传统植物油加工行业的重大环保问题。

(2)本发明的脱胶工艺过程简单，将酸化、水化、超声、絮凝、离心分离等步骤和设备清晰分开，因此设备少且操作简单、占用空间小、固定资产投资少、人工和运行成本少，具有极高的经济效益。

(3)本发明进行酸化反应的酸，相对于现有的传统脱胶工艺，需要的酸量更少，节约了辅料成本；并且在絮凝反应装置内，还会将油中残存的与非水化磷脂结合的钙、镁、铁等二价金属离子Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺变为游离状态，同时柠檬酸也能螯合油脂中的多价金属离子，使其移动到水相中去除。

(4)本发明采用大功率的连续超声波，并通过控制植物油在每个超声反应容器内的流速，一个或多个超声反应容器之间采用串联和/或并联的连接方式，能够灵活适应不同植物油种类和不同产能的要求，够实现连续高效的生产。

(5)本发明的脱胶工艺脱胶彻底，脱胶油中含磷量达到10PPm以下，完全符合后续脱色工段的要求和食用油国家标准，可长时间储存，不易变质。并且在后续的脱色工艺中，可减少脱色剂的用量，从而进一步节省了辅料成本。

(6)本发明既达到较完全脱胶目的，保证脱胶油干燥后可直接进入脱色加工；更是保留了脱胶油中的游离脂肪酸，不会成皂脚形式排弃，而是在最后脱臭工段采用增大脱酸能力，以高品质脂肪酸产品回收，大大增加油脂加工的收益。

(7)本发明在脱胶脱酸过程都不加碱，不产生皂脚和洗滌废水，传统碱炼脱胶脱酸加工被皂脚带走的磷脂、游离脂肪酸和中性油，在本发明中都形成高附加值产品回收，大大增加传统油脂加工业的收益。

附图说明

图1是本发明一个较佳实施例的植物油连续无皂脱胶工艺的流程示意图；

图2是本发明一个较佳实施例的植物油连续无皂脱胶系统的示意图；

图3是本发明另一个较佳实施例的植物油连续无皂脱胶系统的示意图；

图4是图3的超声絮凝装置的结构示意图；

图5是本发明一个较佳实施例的超声絮凝装置中布油器和超声反应容器的分布示意图；

图6是本发明另一个较佳实施例的超声絮凝装置中布油器和超声反应容器的分布示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，下述的实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

在一个较佳实施例中，本发明的植物油连续无皂脱胶工艺的流程和系统示意图分别如图1、图2所示，包括以下步骤：

S1、植物油毛油通过板式或列管换热器(图中未示出)加热后进入毛油罐1，经酸罐2加酸后，引入酸化反应装置3中，进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

其中，毛油的流量可通过毛油流量计12计量，并通过毛油调节阀11进行调节；加入酸的流量可通过酸流量计22计量，并通过酸调节阀21进行调节；毛油加酸后通过酸混合器23混合均匀，由酸化反应装置3下方的入口进入酸化反应装置3；酸化反应在酸搅拌器31的搅拌下进行，酸化反应后的植物油由酸化反应装置3上方的出口排出；酸化反应后的植物油可由第一加热器32补热，使植物油的温度保持在下一步水化反应所需的温度区间，第一加热器32和第一温度传感器33联动，可实现温度的自动控制；

S2、将酸化反应后的植物油经水罐4加水后引入水化反应装置5中，进行水化反应，使其中的水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

其中，加入水的流量可通过水流量计42计量，并通过水调节阀41进行调节；植物油加水后通过水混合器43混合均匀，由水化反应装置5下方的入口进入水化反应装置5；水化反应在水搅拌器51的搅拌下进行，水化反应后的植物油由水化反应装置5上方的出口排出；水化反应后的植物油可由第二加热器52补热，使植物油的温度保持在下一步超声反应所需的温度区间，第二加热器52和第二温度传感器53联动，可实现温度的自动控制；

S3、将水化反应后的植物油由超声反应装置8的入口连续地流入超声反应装置8内，并连续地流经超声反应装置8内的一个或多个超声反应容器进行超声反应，然后由超声反应装置8的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；植物油在超声反应时不进行搅拌；

S4、将超声反应后的植物油引入絮凝反应装置9中，由絮凝搅拌器91进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团；絮凝后的植物油可由第三加热器62补热，使植物油的温度保持在下一步离心分离所需的温度区间，第三加热器62和第三温度传感器63联动，可实现温度的自动控制；(后续步骤为常规工艺，在图2中未示出)

S5、将絮凝后的植物油引入离心分离装置中，例如离心机，进行离心分离，以去除其中絮凝的胶团，得到脱胶油；分离出来的絮凝的胶团即为油脚，其主要成分为磷脂，经薄膜蒸发器蒸发干燥后即得到具有一定经济效益的磷脂；

S6、将脱胶油引入真空干燥装置，进行真空干燥，脱除其中残存的水分，得到可直接进入脱色工段的干燥脱胶油。

上述步骤和装置中，超声反应和絮凝反应是本发明的关键所在。在另一个较佳实施例中，如图3所示，超声反应装置8和絮凝反应装置9可以整合在一个大容器中，做成一体化的超声絮凝装置6，其具体结构如图4所示。

超声絮凝装置6的上方具有布油器7，布油器7的上方具有布油器入口71，也是整个超声絮凝装置6的入口；经酸化反应和水化反应后的植物油由布油器入口71进入超声絮凝装置6，经挡板73卸压后，由布油器7下方的布油器出口72流出；由超声反应容器84下方的超声反应容器入口81流入超声反应容器84中；超声反应容器84中安装有超声发生器83，可发出连续超声波，植物油经超声反应后由超声反应容器84上方的超声反应容器出口82流出并流入絮凝反应装置9；絮凝反应装置9中安装有絮凝搅拌器91，絮凝搅拌器91具有低速转动的叶片93；同时，絮凝反应装置9在周围还安装有冷却管92，以降低絮凝反应装置9内的温度，以利于絮凝反应的进行；冷却管92具有冷却液入口921和冷却液出口922；絮凝后的植物油由絮凝反应装置8下方的出口流出整个超声絮凝装置6，进入离心分离装置；此外，超声絮凝装置6内的布油器7、超声反应装置8和絮凝反应装置9均通过气管61与外界相通，以保持它们内部的气压与大气压基本一致。

其中，需要注意的是，图4为了示意清楚，超声反应装置8仅画了一个超声反应容器84，实际上超声反应容器84可以为一个或多个。将多个超声反应容器84并联可以提高超声反应装置8的单位时间的处理能力，即提高了产能；而将多个超声反应容器84串联可以促进超声反应进行地更彻底，适用于毛油含磷量较高时。例如，如图5所示，一个布油器7连接了八个超声反应容器84并同时给这八个超声反应容器84分布油液，这八个超声反应容器84为并联关系。又例如，如图6所示，一个布油器7连接了八个超声反应容器84并同时给这八个超声反应容器84分布油液，这八个超声反应容器84又各自分别串联了一个超声反应容器84，形成了两个串联的超声反应容器84为一组，且八组之间并联的关系。

实施例1-18

实施例1-18原料为大豆油毛油，按上述步骤和下述参数进行脱胶：

S1酸化反应：加入的酸为浓度50％的柠檬酸，加酸量为毛油质量的0.2％，混合器转速2900r/min，酸化反应温度45～70℃，酸化反应时间30min，搅拌速率60r/min；

S2水化反应：加入的水为去离子水，温度45～75℃，加水量为毛油质量的1.0％，混合器转速1000r/min，水化反应时间10min，搅拌速率40r/min；

S3超声反应：如下表所示；

S4絮凝反应：絮凝温度45～75℃，絮凝时间30min，搅拌速率12r/min；

S5离心分离：离心转速5000r/min，离心温度90℃；

S6真空干燥：真空干燥装置为脱溶干燥器，真空度80mbar；

实施例1-18得到的脱胶油中含磷量入下表所示：

实施例19-36

实施例19-36原料为玉米油毛油，按上述步骤和下述参数进行脱胶：

S1酸化反应：加入的酸为浓度50％的柠檬酸，加酸量为毛油质量的0.2％，混合器转速2900r/min，酸化反应温度45～70℃，酸化反应时间30min，搅拌速率60r/min；

S2水化反应：加入的水为去离子水，温度45～75℃，加水量为毛油质量的1.0％，混合器转速1000r/min，水化反应时间10min，搅拌速率40r/min；

S3超声反应：如下表所示；

S4絮凝反应：絮凝温度45～70℃，絮凝时间30min，搅拌速率12r/min；

S5离心分离：离心转速5000r/min，离心温度90℃；

S6真空干燥：真空干燥装置为脱溶干燥器，真空度80mbar；

实施例19-36得到的脱胶油中含磷量入下表所示：

实施例37-54

实施例37-54原料为葵花籽油毛油，按上述步骤和下述参数进行脱胶：

S1酸化反应：加入的酸为浓度50％的柠檬酸，加酸量为毛油质量的0.2％，混合器转速2900r/min，酸化反应温度45～70℃，酸化反应时间30min，搅拌速率60r/min；

S2水化反应：加入的水为去离子水，温度45～75℃，加水量为毛油质量的1.0％，混合器转速1000r/min，水化反应时间10min，搅拌速率40r/min；

S3超声反应：如下表所示；

S4絮凝反应：絮凝温度45～70℃，絮凝时间30min，搅拌速率12r/min；

S5离心分离：离心转速5000r/min，离心温度90℃；

S6真空干燥：真空干燥装置为脱溶干燥器，真空度80mbar；

实施例37-54得到的脱胶油中含磷量入下表所示：

实施例55-72

实施例55-72原料为米糠油毛油，按上述步骤和下述参数进行脱胶：

S1酸化反应：加入的酸为浓度50％的柠檬酸，加酸量为毛油质量的0.2％，混合器转速2900r/min，酸化反应温度45～70℃，酸化反应时间30min，搅拌速率60r/min；

S2水化反应：加入的水为去离子水，温度45～70℃，加水量为毛油质量的1.0％，混合器转速1000r/min，水化反应时间10min，搅拌速率40r/min；

S3超声反应：如下表所示；

S4絮凝反应：絮凝温度45～70℃，絮凝时间30min，搅拌速率12r/min；

S5离心分离：离心转速5000r/min，离心温度90℃；

S6真空干燥：真空干燥装置为脱溶干燥器，真空度80mbar；

实施例55-72得到的脱胶油中含磷量入下表所示：

由上述实施例可见，采用本发明的植物油连续无皂脱胶工艺，脱胶效果非常显著，脱胶油含磷量基本上均能达到10PPm以下，完全符合后续脱色工段的要求和食用油国家标准。

相对于现有技术的碱炼脱胶、超级湿法水化脱胶而言，本发明的连续无皂脱胶工艺所需添加的辅料更少、温度更低，因而成本更低、更节能，具有显著的成本优势和经济效益；且不产生污水及皂角等固废，具有显著的环保效益。

本发明的连续无皂脱胶工艺在添加辅料方面与现有技术的对比如下表所示：

本发明的连续无皂脱胶工艺与现有技术中较为先进的超级湿法脱胶工艺相比，生产成本差异估算表如下所示：

由上表可知，超级湿法脱胶工艺生产每吨油的成本为16.37元，而本发明的连续无皂脱胶工艺为7.14元，两者差价为9.23元/吨油。以300TPD产量为例，采用本发明的工艺可节约成本2768.68元/天，即8.3万元/月，99.67万元/年。如计入被传统脱胶脱酸工艺形成皂脚带走的磷脂、游离脂肪酸、中性油等按本发明技术全部可回收，本发明的效益则十分可观。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (35)

1.一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺，其特征在于，包括以下步骤：

使经酸化反应和水化反应后的植物油由超声反应装置的入口连续地流入所述超声反应装置内，并连续地流经所述超声反应装置内的一个或多个超声反应容器进行超声反应，然后由所述超声反应装置的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；

所述超声反应容器内具有连续产生的超声波，所述植物油在超声反应时不进行搅拌。

2.根据权利要求1所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺，其特征在于，所述植物油选自大豆油、玉米油、葵花籽油、米糠油中的一种或几种，所述植物油未经水化脱胶，含磷量为100～1200PPm，水含量小于0.2wt％。

3.根据权利要求1所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺，其特征在于，所述酸化反应所使用的酸选自柠檬酸、磷酸、草酸、苹果酸中的一种或几种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应工艺，其特征在于，所述连续超声波的振幅为5～60μm，功率为0.5～5kW；所述超声反应的温度为45～70℃；所述植物油在每个所述超声反应容器内的流速为10～110L/min。

5.一种用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，其特征在于，所述超声反应装置包括一个或多个超声反应容器和与之对应的超声发生器；

所述超声发生器位于对应的所述超声反应容器中，用于产生连续超声波；

所述连续超声波用于对连续地流经所述超声反应容器内的经酸化反应和水化反应后的植物油进行超声反应，使得其中的水、胶质易于絮凝成胶团；

所述超声反应容器内的所述经酸化反应和水化反应后的植物油均处于所述超声发生器的有效作用距离内，所述超声反应容器中不含搅拌机构。

6.根据权利要求5所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，其特征在于，所述连续超声波的振幅5～60μm、功率0.5～5kW。

7.根据权利要求5或6所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，其特征在于，所述超声反应装置还包括絮凝容器，所述絮凝容器位于所述超声反应容器的下游，用于对所述超声反应后的植物油进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团，以便于分离。

8.根据权利要求7所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，其特征在于，所述低速搅拌由搅拌器实现，转速为12～60r/min。

9.根据权利要求5或6所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，其特征在于，所述超声反应装置包括一个或多个所述超声反应容器，多个所述超声反应容器之间串联和/或并联。

10.根据权利要求9所述的用于植物油连续无皂脱胶的超声反应装置，其特征在于，所述超声反应装置还包括布油器；所述布油器位于一个或多个所述超声反应容器的上游，用于将所述经酸化反应和水化反应后的植物油分布于多个所述超声反应容器中。

11.一种植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在植物油中加入酸进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

S2、在步骤S1酸化反应后的植物油中加入水，进行水化反应，使其中的所述水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

S3、将步骤S2水化反应后的植物油由超声反应装置的入口连续地流入所述超声反应装置内，并连续地流经所述超声反应装置内的一个或多个超声反应容器进行超声反应，然后由所述超声反应装置的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；所述超声反应容器内具有连续产生的超声波，所述植物油在超声反应时不进行搅拌；

S4、将步骤S3超声反应后的植物油进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团；

S5、将步骤S4絮凝后的植物油进行离心分离，以去除其中絮凝的胶团，得到脱胶油。

12.根据权利要求11所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，还包括步骤：

S6、将所述脱胶油进行真空干燥，脱除其中残存的水分，得到可直接进入脱色工段的干燥脱胶油。

13.根据权利要求11或12所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，所述植物油选自大豆油、玉米油、葵花籽油、米糠油中的一种或几种，所述植物油未经水化脱胶加工，含磷量为100～1200PPm，水含量小于0.2wt％。

14.根据权利要求11或12所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S1中加入的所述酸选自柠檬酸、磷酸、草酸、苹果酸中的一种或几种，所述酸的质量为所述植物油质量的0.1～0.3％，加酸后经混合器混合，混合器转速为1450～3000r/min；所述酸化反应的温度为45～70℃；所述酸化反应在搅拌器的搅拌下进行，搅拌速率为60～120r/min。

15.根据权利要求11或12所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S2中加入的水为软水，加水质量为所述植物油质量的0.5～1.5％，水的温度比所述植物油的温度高5～10℃，加水后经混合器混合，混合器转速为400～1000r/min；所述水化反应在搅拌器的搅拌下进行，搅拌速率40～60r/min。

16.根据权利要求11或12所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S3中所述连续超声波的振幅为5～60μm，功率为0.5～5kW；所述超声反应的温度为45～70℃；所述植物油在每个所述超声反应容器内的流速为10～110L/min。

17.根据权利要求11或12所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S4中絮凝的温度为15～70℃，时间为15～60min，所述低速搅拌的速率为12～60r/min。

18.根据权利要求11或12所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S5中所述离心分离的转速为4000～8000r/min，温度为15～90℃。

19.一种植物油连续无皂脱胶系统，其特征在于，所述系统从上游至下游依次包括：

酸化反应装置，用于对植物油进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

水化反应装置，用于对酸化反应后的植物油进行水化反应，使其中的所述水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

超声反应装置，用于对水化反应后的植物油进行超声反应，使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；所述超声反应装置包括一个或多个超声反应容器和与之对应的超声发生器；所述超声发生器位于对应的所述超声反应容器中，用于产生连续超声波；所述连续超声波对连续地流经所述超声反应容器内的所述水化反应后的植物油进行超声反应；所述超声反应容器内的所述经水化反应后的植物油均处于所述超声发生器的有效作用距离内，所述超声反应容器中不含搅拌机构；

絮凝反应装置，用于对超声反应后的植物油进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团，以便于分离；

离心分离装置，用于对絮凝反应后的植物油进行离心分离，使其中絮凝的所述胶团从植物油中分离出来，得到脱胶油。

20.根据权利要求19所述的植物油连续无皂脱胶系统，其特征在于，所述系统还包括真空干燥装置，用于将所述脱胶油中残存的水分在真空状态下进行脱除。

21.根据权利要求19或20所述的植物油连续无皂脱胶系统，其特征在于，所述连续超声波的振幅为5～60μm，功率为0.5～5kW。

22.根据权利要求19或20所述的植物油连续无皂脱胶系统，其特征在于，所述低速搅拌由搅拌器实现，转速为12～60r/min。

23.根据权利要求19或20所述的植物油连续无皂脱胶系统，其特征在于，所述超声反应装置包括一个或多个所述超声反应容器，多个所述超声反应容器之间串联和/或并联。

24.根据权利要求23所述的植物油连续无皂脱胶系统，其特征在于，所述超声反应装置还包括布油器；所述布油器位于多个所述超声反应容器的上游，用于将所述水化反应后的植物油分布于多个所述超声反应容器中。

25.一种植物油精炼工艺，其特征在于，所述精炼工艺包括权利要求11-18中任一项所述的植物油连续无皂脱胶工艺。

26.如权利要求25所述的植物油精炼工艺，其特征在于，所述精炼工艺还包括复脱色工序，利用停留在脱色过滤机中的已使用过一次脱色吸附的活性白土先对脱胶油进行预脱色，再用新鲜白土进行二次脱色。

27.如权利要求25所述的植物油精炼工艺，其特征在于，所述精炼工艺还包括增大脱臭工序脱酸能力的步骤，用于去除植物油中因采用所述无皂脱胶工艺所保留的游离脂肪酸。

28.一种使用权利要求19-24中任一项所述的植物油连续无皂脱胶系统进行植物油连续无皂脱胶的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将植物油引入所述酸化反应装置中，加入酸，进行酸化反应，将其中的非水化磷脂转化为水化磷脂；

S2、将步骤S1酸化反应后的植物油引入所述水化反应装置中，加入水，进行水化反应，使其中的所述水化磷脂吸水膨胀，易于沉降和析出；

S3、将步骤S2水化反应后的植物油由所述超声反应装置的入口连续地流入所述超声反应装置内，并连续地流经所述超声反应装置内的一个或多个所述超声反应容器进行超声反应，然后由所述超声反应装置的出口连续地流出，以使其中的水、胶质易于絮凝成胶团；所述植物油在超声反应时不进行搅拌；

S4、将步骤S3超声反应后的植物油引入所述絮凝反应装置中，进行低速搅拌，使其中的水、胶质絮凝成胶团；

S5、将步骤S4絮凝后的植物油引入所述离心分离装置中，进行离心分离，以去除其中絮凝的胶团，得到脱胶油。

29.根据权利要求28所述的植物油连续无皂脱胶的工艺，其特征在于，还包括步骤：

S6、将所述脱胶油引入真空干燥装置，进行真空干燥，脱除其中残存的水分，得到可直接进入脱色工段的干燥脱胶油。

30.根据权利要求28或29所述的植物油连续无皂脱胶的工艺，其特征在于，所述植物油选自大豆油、玉米油、葵花籽油、米糠油中的一种或几种，所述植物油未经水化脱胶加工，含磷量为100～1200PPm，水含量小于0.2wt％。

31.根据权利要求28或29所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S1中加入的所述酸选自柠檬酸、磷酸、草酸、苹果酸中的一种或几种，所述酸的质量为所述植物油质量的0.1～0.3％，加酸后经混合器混合，混合器转速为1450～3000r/min；所述酸化反应的温度为45～70℃；所述酸化反应在搅拌器的搅拌下进行，搅拌速率为60～120r/min。

32.根据权利要求28或29所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S2中加入的水为软水，加水质量为所述植物油质量的0.5～1.5％，水的温度比所述植物油的温度高5～10℃，加水后经混合器混合，混合器转速为400～1000r/min；所述水化反应在搅拌器的搅拌下进行，搅拌速率40～60r/min。

33.根据权利要求28或29所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S3中所述连续超声波的振幅为5～60μm，功率为0.5～5kW；所述超声反应的温度为45～70℃；所述植物油在每个所述超声反应容器内的流速为10～110L/min。

34.根据权利要求28或29所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S4中絮凝的温度为15～70℃，时间为15～60min，所述低速搅拌的速率为12～60r/min。

35.根据权利要求28或29所述的植物油连续无皂脱胶工艺，其特征在于，步骤S5中所述离心分离的转速为4000～8000r/min，温度为15～90℃。

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