CN116113481A - 使用醇溶剂进行的油质材料提取 - Google Patents

Abstract

可以使用醇基溶剂(如乙醇)对油质原料进行油提取工艺。在一些实例中，提取工艺涉及用醇基溶剂沿相反的方向输送材料，以生成提取材料和混合油。将混合油流冷却(14)以形成与第一富油层分离的第一富溶剂层相，然后将其分离(18)以形成第一分离的富油流(100)和第一分离的富溶剂流(102)。在一些实例中，将所述第一分离的富溶剂流再循环回到提取器，并在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置(30)不同的位置(38)处，将其引入所述提取器。另外地或可选地，可以将水(103)引入分离的第一富油流中以形成与第二富油层分离的第二富溶剂层相，然后将其分离(20)以形成第二分离的富油流(104)。

Description

使用醇溶剂进行的油质材料提取

交叉引用

本申请要求于2020年6月29日提交的美国临时专利申请第63/045,191号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及溶剂提取，并且更具体地涉及使用醇基溶剂进行的液体溶剂提取。

背景技术

各种不同的行业使用提取器来提取和回收固体中夹带的液体物质。例如，来自可再生有机资源的石油生产商使用提取器从油质物质中提取油，如大豆，油菜籽，葵花籽，花生，棉籽，棕榈仁和玉米胚芽。使油质物质与提取器内的有机溶剂接触，使油从周围的细胞结构中提取到有机溶剂中。作为另一实例，提取器用于从油砂和其它富含石油的材料中回收油。通常，将富含石油的材料研磨成小颗粒，然后通过提取器以将油从固体材料中提取到周围的有机溶剂中。

在操作过程中，使选定的原料通过提取器并与溶剂接触。溶剂可以从原料中提取油以产生缺油固体排出物和混合油流。该混合油流可以含有用于提取的溶剂和从原料中提取的油。

在实践中，溶剂如己烷通常用于从油质材料中提取油。油和/或提取的固体可用作人和/或动物消费的中间产品或最终产品。尽管在消费前从油和/或提取的固体中除去溶剂时，消费者对食品生产过程和标准日益敏感。乙醇是己烷的替代溶剂，其可用于从各种油质材料中分离油。乙醇是GRAS(通常认为是安全的)，可以有机地生产，包括由可再生原料生产，并且已经被消费公众接受为酒精饮料的组分。

发明内容

一般而言，本公开涉及用醇基溶剂处理含油材料以从该材料中提取油的装置、系统和技术。在一些实例中，系统包括被配置成处理含油原料的提取器。提取器接收含油原料并通过提取器将材料从入口输送到出口。提取器还在溶剂入口处接收醇基溶剂并通过提取器将溶剂输送到溶剂出口。醇基溶剂可以与原料经过提取器的材料行进方向相反的方向经过提取器。在任一情况下，当原料通过提取器从入口移动至出口时，原料中油的浓度可降低。类似地，当溶剂通过提取器从溶剂入口移动至溶剂出口时，溶剂中油的浓度可增加。

根据本公开的一些实施方案，提取器系统可以利用各种硬件配置和通过使用醇基溶剂而特别便利的处理技术。该系统和技术可充分利用醇基溶剂的处理特征和特性来有效且经济地利用溶剂处理含油原料。尽管在本公开的系统和技术中可以使用任何合适的醇基溶剂，但在一些实施方案中，使用乙醇作为溶剂。乙醇溶剂可以是含水乙醇或无水乙醇。例如，溶剂可含有大于90重量％的乙醇，如大于95重量％的乙醇或大于98重量％的乙醇。

在一些实例中，提取系统利用提取器，该提取器生成被称为混合油的含油溶剂流和携带被称为榨渣的夹带溶剂的缺油固体流。为了从混合油流中的溶剂中分离油，可以将混合油流冷却至有效引起水性溶剂和流中的油之间的相分离的温度。然后可以例如使用滗析器分离经由冷却形成的富溶剂层和富油层。这可以产生分离的富油流和分离的富溶剂流。在一些实施方案中，分离的富油流可以进一步处理以除去流中的残留溶剂。例如，可将较少量的水添加到流中，以促进流中的水性组分和油组分之间的絮凝和进一步的相分离。将水添加到油流中可生成第二相分离，形成富溶剂层和富油层。然后可以分离经由添加水形成的富油层，例如使用第二个滗析器。如果需要，可以对如此分离的富油层进行进一步处理，如蒸馏、汽提等。

除了或代替对由提取器生成的混合油流进行多个分离步骤，提取系统可以包括一个或多个循环流，以将从混合油流中回收的溶剂再循环回到提取器。例如，在使用一个或多个分离(例如滗析)步骤将溶剂从混合油流中相分离之后，可以将残留油流热分离(例如经由汽提)以产生成品油流和基本上不含油的热分离溶剂流。该热分离的溶剂流可以或可以不与热分离的溶剂流合并，该热分离的溶剂流是通过从提取器排出的溶剂润湿的处理的固体材料中蒸发溶剂而产生的。在任一种情况下，可以将溶剂再循环至提取器的入口，其中也将新鲜的补充溶剂引入提取器中。

在一些应用中，根据本公开的提取器系统可利用溶剂再循环流，该溶剂再循环流将溶剂从分离器(例如滗析器)再循环回到提取器，其中在与新鲜溶剂(和/或基本上不含油的再循环溶剂)再循环回到提取器的位置不同的位置处，将再循环溶剂引入提取器中。例如，在多级提取器中，从分离器产生的溶剂流可再循环回到提取器并在比将新鲜溶剂引入提取器的提取阶段更早的提取阶段引入提取器。从分离器产生的溶剂流可以再循环回到提取器，并在提取器中的混合油的组合物与第一分离的富溶剂流的组合物基本相同的位置处引入提取器。将由分离器产生的溶剂流再循环回到提取器而不完全纯化该流(例如，进行热分离以从溶剂热除去残留油)可提供更有效和经济的方法，然后纯化分离的流并将纯化的溶剂再循环回到新鲜溶剂入口。

在一个实例中，描述了一种方法，其包括通过提取器将待处理的材料沿输送方向输送，并通过所述提取器将包含醇的溶剂沿与所述输送方向相反的方向输送，从而生成提取材料流和混合油流；该方法涉及冷却该混合油流以形成与第一富油层分离的第一富溶剂层相，并将第一富溶剂层与第一富油层分离以形成第一分离的富油流。该方法进一步涉及将水引入分离的第一富油流中以形成与第二富油层分离的第二富溶剂层相，并将第二富溶剂层与第二富油层分离以形成第二分离的富油流。

在另一实例中，描述了一种方法，其包括通过提取器将待处理的材料沿输送方向输送，并通过所述提取器将包含醇的溶剂沿与所述输送方向相反的方向输送，从而生成提取材料流和混合油流；该方法包括冷却该混合油流以形成与第一富油层分离的第一富溶剂层相，并将第一富溶剂层与第一富油层分离以形成第一分离的富油流和第一分离的富溶剂流。该方法进一步涉及将第一分离的富溶剂流再循环回到提取器，并在与将新鲜溶剂引入提取器的位置不同的位置处，将第一分离的富溶剂流引入提取器。

在下文的附图和说明书中阐述了一个或多个实例的细节。其它特征、目标以及优点将从所述说明书和附图以及从权利要求书中显而易见。

附图说明

图1是绘示根据本公开的实例提取器系统的框图。

图2是可以在图1的系统中使用的实例提取器配置的图示。

具体实施方式

一般来说，本公开涉及能够从固体材料流中提取一种或多种所需产物的液-固提取器系统和方法。在一些实例中，固体材料在连续流提取器中处理，该提取器将连续的材料流从提取器入口输送到提取器出口，同时将溶剂以相反的方向从溶剂入口输送到溶剂出口。当溶剂从提取器入口输送到提取器出口时，提取液体相对于溶剂的浓度从相对小的提取物/溶剂比增加到较大的提取物/溶剂比。类似地，当固体材料沿相反方向输送时，固体原料中的提取物浓度从入口处的较高浓度降低到出口处的相对低浓度。固体材料与提取器内的溶剂保持接触的时间量(也可称为停留时间)可以变化，例如取决于被处理的材料和提取器的操作特性，尽管通常是在15分钟至3小时的范围内，如1小时至2小时。

从提取器排出的溶剂(可以称为混合油)含有来自固体原料的提取的组分(例如，油，碳水化合物，糖)。从提取器排出的溶剂湿固体材料可以是经过提取的残留固体原料。在根据本公开的一些配置中，处理从提取器产生的混合油流以将混合油流中存在的溶剂与混合油流中存在的油分离。在一种配置中，例如，从提取器接收混合油流并将其冷却至有效引起混合油流的水性组分和油组分之间的液-液相分离的温度。例如，可以将混合油流冷却至足够低以引起液-液相分离但足够高以基本上防止流中的水性组分或油组分固化的温度。在任一情况下，如本文所述，可以将混合油流的相分离的水性组分和油组分分离用于进一步处理和/或再循环。

图1是示出根据本公开的实例提取系统10的框图。系统10包括提取器12、冷却单元14和脱溶剂器16。系统10还显示为第一分离器18(例如滗析器)、第二分离器20(例如滗析器)和热分离器22(例如蒸馏塔、汽提塔)。提取器12具有进料口26，其可以接收要在提取器内进行提取的固体材料。提取器12还具有进料出口28，其可以在固体颗粒材料已经经历提取之后排出固体颗粒材料，并且该固体颗粒材料的提取物浓度低于新进入材料的浓度。提取器12还具有溶剂入口30和溶剂出口24，该溶剂入口被配置成将新鲜溶剂引入提取器中，并且该溶剂出口被配置成排出经由从固体材料中提取可提取组分而形成的混合油。

在操作中，被处理的固体材料与提取器12中的溶剂接触(例如，以相反的方向)，使得可溶于溶剂中的组分从固体材料被提取到溶剂中。提取器12可以使用任何合适的提取液来处理任何期望的固体材料。可以使用提取器12处理的固体材料的实例类型包括但不限于油质物质，如大豆、油菜籽、葵花籽、花生、棉籽、棕榈仁和玉米胚芽；含油种子和果实；含沥青的材料(例如，含沥青的屋顶板，其包括集料材料，如碎矿物岩石、沥青和纤维增强材料)；刺激剂(例如，尼古丁、咖啡因)；紫花苜蓿；杏仁壳；凤尾鱼膳食；树皮；咖啡豆和/或咖啡渣、胡萝卜；鸡肉部分；叶绿素；双原子小球；鱼膳食；啤酒花；燕麦；松针；沥青砂；香草；以及木屑和/或纸浆。

可用于从固体材料中提取的醇基溶剂包括但不限于碳链长度为1至8个碳，如长度为1至4个碳或长度为2至3个碳的单羟基醇或多羟基醇(例如二羟基醇)。例如，醇基溶剂可以是乙醇或异丙醇。在一些实例中，醇基溶剂基本上由醇(例如，有或没有水)组成。例如，醇基溶剂可以是含水醇或无水醇溶剂。在一些实例中，醇基溶剂具有大于90重量％的醇和小于10重量％的水，如大于95重量％的醇和小于5重量％的水、或大于98重量％的醇和小于2重量％。

经由入口26供给至提取器12的进料材料可在引入提取器之前进行处理。例如，取决于被处理的材料，材料可以被脱壳、研磨(例如，粉碎)和/或以其它方式准备在提取器12内提取。当使用醇基溶剂时，可控制引入提取器的固体材料的水含量以防止过量的水进入提取器，过量的水可稀释溶剂并降低提取的效率。

在图1的实例中，提取系统10包括干燥器32以在将材料引入提取器12之前干燥固体进料材料。干燥器32可以在粉碎之前和/或之后和/或其它预处理(当执行时)之后干燥材料。在一些实例中，干燥器32被配置成将待处理的固体材料干燥至5重量％或更少，如3重量％或更少、或2重量％或更少的水分含量。

虽然使用提取系统10处理的材料可在被引入提取器12之前经历预处理(例如，粉碎、干燥)，但该材料通常不会经历先前的提取阶段。换言之，引入提取器12中的材料可以是在与提取器12中的溶剂接触前未暴露于溶剂的未提取材料。因此，在提取器12中被处理的材料可以是全脂材料(例如，含有与被处理的天然植物/材料中存在的脂肪量相同的脂肪)，而不是已经过溶剂提取和脂肪除去前的脱脂材料。

提取器12可以产生通过进料出口28排出的溶剂润湿的固体流。为了从溶剂-湿固体蒸汽中回收溶剂并进一步制备残留的固体材料以供最终使用，可以使用机械和/或热脱溶剂装置将溶剂-湿固体流脱溶剂。在图1的实例中，系统10包括脱溶剂器16。脱溶剂器16可以使用一个或多个机械和/或热处理阶段来实施，以从溶剂-湿固体流中除去溶剂。在一些实例中，脱溶剂器16加热溶剂-湿固体流以从流中蒸发溶剂，任选地注入蒸汽，以产生脱溶剂的固体材料。应当理解，术语脱溶剂固体材料是指相对脱溶剂并且不需要完全脱溶剂或材料不含溶剂的材料。而是，该材料可以脱溶剂到有效用于下游使用和/或处理的实用水平。在不同的实例中，脱溶剂器16可以使用蒸馏塔和/或脱溶剂-多士炉来实施。在任一情况下，经由脱溶剂器16从溶剂润湿的固体流分离的溶剂可再循环回到提取器12的溶剂入口30以供再使用。

提取器12可以产生通过溶剂出口24排出的混合油流。因为混合油流含有与提取的油混合的溶剂，所以混合油流可以被进一步处理以从油中分离溶剂。在图1的实例中，系统10包括冷却单元14，其被配置成接收混合油流并冷却该流以促进混合油的水性醇基溶剂组分和混合油的提取油组分之间的液-液相分离。冷却单元14可以使用一个或多个热交换器或其它热传递装置来实现，其将混合油流的温度降低至有效引起相分离的温度。在一些实例中，冷却单元14将混合油流冷却至低于40摄氏度，例如低于30摄氏度或低于25摄氏度的温度(例如，温度范围为15摄氏度至25摄氏度的温度，如大约20摄氏度)。

相比之下，提取器12的操作温度可以足够热以产生在大于50摄氏度，如大于60摄氏度或大于65摄氏度的温度下从提取器排出的混合油流。例如，从提取器接收的混合油流的温度范围可以为60摄氏度至90摄氏度，如65摄氏度至80摄氏度，如大约70摄氏度。

冷却该混合油流可以产生与第一富油层分离的第一富溶剂层相。在富溶剂层和通过冷却混合油流而形成的富油层之间可存在组成梯度。在任一情况下，在图1的实例中，提取系统10包括分离器18以将第一富溶剂层与第一富油层分离。分离器18可以使用滗析器(例如重力滗析器)和/或其它液体分离装置(如离心机和/或旋风分离器)来实施。分离器18可将富溶剂层与富油层分离以产生分离的第一富油流100和分离的第一富溶剂流102。两个单独的流可以再循环和/或进一步处理。

例如，参考图1，分离的第一富油流100可以进一步处理以从流中除去残留溶剂。在一些实例中，将一定量的水103添加到分离的第一富油流100中以促进流的油组分和流中的残留溶剂之间的进一步相分离。添加到分离的第一富油流100中的水的量可以较小，如水的量小于分离的第一富油流100的重量的10重量％的水量，如小于5重量％、小于3重量％、小于约1重量％、小于约0.5重量％、小于约0.2重量％或小于约0.1重量％。在一些实例中，混合设备如静态混合器、动态混合器和/或均化器可用于促进相之间的传质并促进进一步的相分离。

将一定量的水添加到第一分离的富油流100中可引起流中的油组分和流中的残留溶剂之间的进一步液-液相分离。这可以形成与第二富油层分离的第二富溶剂层相。在富溶剂层和通过将水添加到第一分离的富油流中形成的富油层之间可以存在组成梯度。在任一情况下，在图1的实例中，提取系统10包括第二分离器20以将第二富溶剂层与第二富油层分离。分离器20可以使用滗析器(例如重力滗析器)和/或其它液体分离装置(如离心机和/或旋风分离器)来实施。分离器20可将富溶剂层与富油层分离以产生分离的第二富油流104和分离的第二富溶剂流106。两个单独的流可以再循环和/或进一步处理。

在本公开中提及“富溶剂流”意指所提及的流含有比流的剩余组分更大量的溶剂，如至少50重量％的溶剂(按流中溶剂的重量除以流的总重量计)，如至少60重量％的溶剂、至少70重量％的溶剂，至少80重量％的溶剂、至少90重量％的溶剂或至少95重量％的溶剂。进一步地，在本公开中提及“富油流”意指所提及的流含有比流的剩余组分更大量的油，如至少50重量％的油(按流中油的重量除以流的总重量计)，如至少60重量％的油、至少70重量％的油、至少80重量％的油、至少90重量％的油或至少95重量％的油。在实践中，流的实际组成可能随时间变化，例如，原料组成、操作条件等的变化。

在图1的实例中，分离的第二富油流104被输送到热分离器22以从第二富油流104中除去残留溶剂。热分离器22可以使用汽提塔(例如，其利用蒸汽或其它动力气体)、蒸馏塔、闪蒸罐和/或其它热分离装置来实施。在任一情况下，经由热分离器22从分离的第二富油流104分离的溶剂可再循环回到提取器12的溶剂入口30以再使用。

经由热分离器22从第二富油流104分离的溶剂可以与由脱溶剂器16回收的溶剂合并，并且合并的溶剂流108再循环回到溶剂入口30。在一些实施方案中，在脱水单元34中进一步处理一个或两个流，以从由脱溶剂器16和/或热分离器22生成的基本上不含油的溶剂再循环流中除去残留水。在不同的实例中，脱水单元34可以使用分子筛、渗透蒸发膜、蒸汽渗透膜和/或生物质吸附系统中的一种或多种来实施。脱水单元34可以仅除去存在于溶剂流中的一部分水或基本上除去存在于被处理的溶剂流中的全部水。例如，脱水单元34可以除去存在于由该单元处理的进流中的至少25重量％的水，如至少50重量％、至少70重量％、至少80重量％、至少90重量％、至少95重量％或至少98重量％。

由分离器20产生的第二富溶剂流106可再循环至提取器12和/或再利用以帮助处理上游混合油流。例如，可以在冷却混合油流之前、冷却混合油流的同时和/或冷却混合油流之后，在提取器12之后和分离器18的上游再循环第二富溶剂流106并与混合油流混合。再循环的第二富溶剂流106中的残留水分可有助于促进分离器18之前的相分离。

由分离器18产生的第一分离的富溶剂流102可以循环回到提取器12。在不同的实例中，第一分离的富溶剂流102可再循环至提取器12的入口30或再循环至与新鲜溶剂引入提取器的位置不同的位置，其可称为第二或再循环溶剂入口38。例如，可以将第一分离的富溶剂流102再循环至提取器12并在比将新鲜溶剂引入提取器的提取阶段更早的提取阶段引入提取器。例如，第一分离的富溶剂流102可以再循环回到提取器12并在提取器中的混合油的组合物与第一分离的富溶剂流的组合物基本相同的位置处引入提取器。例如，第一分离的富溶剂流102中的溶剂的浓度(例如，通过将醇和水的重量除以醇、水和油的组合重量来计算)可以在将分离的溶剂流再循环的提取器的提取阶段的在混合油中的溶剂的浓度的±20重量％内，如在±10重量％内或在±5重量％内。另外地或可选地，第一分离的富溶剂流102中的油的浓度(例如，通过将油的重量除以醇，水和油的组合重量来计算)可以在将分离的溶剂流再循环的提取器的提取阶段的混合油中的油的浓度的±20重量％内，例如在±10重量％内或在±5重量％内。

在一些实例中，供给至再循环入口38的第一分离的富溶剂流102具有2重量％油至10重量％油，如约4重量％油至约8重量％油的油含量范围。相比之下，供给至入口30的新鲜溶剂可具有小于2重量％，如小于1重量％、小于0.5重量％或小于0.25重量％的油含量。

进料入口26的进料、溶剂入口30的新鲜溶剂和提取器的循环溶剂入口的循环溶剂的相对量可以根据系统的设计参数和提取目的而变化。如本文所述，对新鲜溶剂的引用包括先前未通过提取器12的新/原始溶剂以及通过热分离器22处理并再循环至溶剂入口30的回收溶剂(例如，其在组成上类似于原始溶剂)。再循环溶剂通常是指提供给不同于入口30的入口的溶剂(例如，第一分离的富溶剂流102)，并且其在组成上不同于递送到入口30的溶剂(例如，因为再循环溶剂具有比供给至入口30的溶剂更高的油和/或水含量)。

相对流速的操作值可以反映不同应用的权衡点。例如，该工艺的实施例可以独立地设定一种或多种溶剂：分离溶剂和新鲜溶剂的进料比(溶剂的质量流量与固体进料材料的质量流量之比)。最小化这些比可以降低相分离和溶剂回收设备的尺寸和能量需求，同时增加提取设备的尺寸。较高的比还降低了固相和液相之间的水转移对溶剂组合物的影响。溶剂比和提取器尺寸可以相互权衡以在提取后的膳食中产生给定的残留油含量。

类似地，提取可以在不同温度范围内进行。较高的温度通常会减小提取设备的尺寸，同时增加所需的能量。温度可能会限制油在溶剂中的溶解度。随着溶解度极限的下降，可能需要增加溶剂比。此外，不同的操作温度可以产生产品特征的变化，包括但不限于，膳食风味和颜色特性、蛋白质溶解度和从进料材料中提取非主要组分的程度。相分离可以在不同温度范围内进行。较高的温度通常会降低冷却所需的能量，同时降低平衡时两相的纯度。

在一个实例应用中，用户可以在提取的固体材料中以低残留油作为目标并允许更高的温度提取。对于主要由油回收驱动的这种应用，提取可以在65℃和75℃之间、或在68℃和74℃之间、或在70℃和73℃之间的提取器温度下进行。新鲜溶剂比(进入入口30的新鲜溶剂的重量除以进入进料口26的固体材料的重量)可设定在0.4和1.0之间或在0.5和0.8之间。分离溶剂比(再循环入口的再循环溶剂的重量除以进入进料入口26的固体材料的重量)可以设定在0.8和1.8之间、或在0.9和1.5之间或在1.0和1.2之间。

在另一实例应用中，用户可以在提取的固体材料中以较低的残留油作为目标并使用较低的提取温度。这可以是人类食品应用，例如，在较低的提取温度下，如风味特性、颜色和/或蛋白质溶解度的特定产品属性得到增强。对于这种应用，提取可以在使混合油中的油溶解度极限达到大约12重量％的温度下进行，但是仍然在提取的膳食中提供低残留油。该设计可利用在1.1和1.6之间或在1.2和1.5之间的新鲜溶剂比。对于以约8重量％的油返回分离溶剂的相分离系统，分离溶剂比可设定在3.0和5.0之间或在3.25和4.0之间。可选地，对于以约4％的油返回分离溶剂的相分离系统，分离溶剂比可设定在1.5和3.0之间或在1.75和2.0之间。

在另一实例应用中，用户可以以降低提取器尺寸作为目标，同时权衡较高的能量成本。在该应用中，该设计可以利用在1.5和2.5之间或在1.75和2.0之间的新鲜溶剂比。分离的溶剂比可以设定在3.0和6.0之间或在4.0和5.0之间。

在另一实例应用中，用户可以在提取材料中以较高的残留油作为目标并利用较低的提取温度。对于该应用，提取可以在提取器温度下进行，该提取器温度限制在混合油中的油溶解度为约12重量％，但允许在提取的膳食中有约8重量％的残留油含量。该设计可以在0.75和1.0之间或0.8和0.9之间的新鲜溶剂比下操作。对于以大约8％的油返回分离溶剂的相分离系统，分离溶剂比可设定在2.5和4.0之间或在2.75和3.0之间。可选地，对于以约4重量％的油返回分离溶剂的相分离系统，分离溶剂比可设定在1.25和3.0之间或在1.5和2.0之间。

提取器12可以使用任何合适类型的提取器配置来实现。例如，提取器12可以是浸没提取器、渗滤提取器或其它类型的提取器设计。在一个实例中，提取器12是浅床连续环形提取器。

图2是可用于提取器12的实例提取器配置的图示在所示的实例中，提取器12包括壳体，该壳体限定了设置在竖直平面中的环形通道。该提取器可以包括各自具有一系列提取室的上提取区段40和下提取区段42，具有其相对的上端和下端分别连接到上提取区段和下提取区段的第一端的总体上弓形的中空传递区段44，以及在其上端和下端处分别连接到上提取区段和下提取区段的另一端的中空的总体上竖直的返回区段46。上提取区段可以包括入口部分48，该入口部分用于将固体材料递送到其内部，与返回区段的上端紧密间隔开，并且返回区段的下端可以限定开口50，该开口用于在从中提取出感兴趣的产品之后排出材料。由提取器提供的提取室或提取级的数量可以根据提取器的所需尺寸而变化。提取器包括至少一个提取室或提取级，并且通常包括多级(例如，6级、8级或更多级)。可从明尼苏达州明尼阿波里斯市(Minneapolis,MN)的皇冠亚细亚工程技术有限公司(Crown Iron WorksCompany)购得的III型提取器是这种类型的提取器的具体实例。

在此类提取器中，传送系统52可纵向延伸通过环状通道并沿材料流动方向“M”被驱动，以将材料作为床从入口部分48通过上提取区段40朝向转移区段44向下移动，并通过下部提取区段42朝向返回区段的下端和排出开口50移动。在一些实施例中，该输送机系统包括一对横向间隔开的环形链条以及横向于链条延伸的多个纵向间隔开的刮板。可以提供马达和传动装置来驱动输送机。

在一些配置中，流体供给系统54可设置在固体材料上方，并被配置成将流体应用到每个提取室中的固体材料，并且流体除去系统56可设置在固体材料下方，并被配置成在流体穿过每个提取室中的固体材料之后除去流体。在一些实施例中，流体供给系统和流体除去系统经由各种再循环流等流体连通。流体供给系统可包括喷洒头、泵和管的网络，以在每个提取室中施加流体。流体供给系统可以将提取液应用(例如，喷洒)到被输送的固体材料的顶部，从而允许提取液随后渗透通过该材料。流体除去系统可以包括排水管、泵和管道的网络，以在流体已经渗透通过每个提取室中的固体材料之后收集流体并将其递送到另一提取室的流体供给系统或将其从系统除去。

如图2所示，已经通过固体材料的流体由流体除去系统56收集并递送到分离装置16，在所示的实例中，该分离装置显示为旋风分离器，以在流体排出之前从流体中分离任何固体细粒。分离装置16的出口管道58可以将流体(通常是提取液和从固体材料提取到提取液中的可溶性组分(例如，当处理含油种子时的油)的混合物)(通常称为“混合油”)递送到未示出的用于将提取液与从正被处理的固体材料提取材料分离的其它设备。分离装置16的分离出口60可递送含有从混合油中分离的颗粒物质的流用于进一步处理，如本文所述。

当材料被输送通过第一提取器12时，来自流体供给系统54的喷洒头将再循环的提取液喷洒在材料的顶部。材料渗透通过材料和筛网，在筛网处，材料被收集在排水管网中并被递送回喷洒头网，在喷洒头网处，材料被重新应用到不同提取室中的固体材料上。在一些实施例中，在固体材料排出50之前将新鲜的提取液应用到最后的提取室中的材料上。例如，可以将新鲜提取液在排出50之前应用到最后的提取室中的材料上，并且在收集在室的底部之后，再循环并应用到邻近上游提取室中的固体材料的顶部。通过将收集的提取液从一个提取室再循环到邻近的上游提取室，被处理的液体提取液和固体材料可以通过提取器沿相反的方向移动。例如，当提取液被顺序输送通过邻近排出口的新鲜提取液入口50和邻近入口的浓缩提取液出口48之间的邻近提取室时，提取物相对于提取液的浓度从相对较小的提取物与提取液的比例增加到相对较大的提取物与提取液的比例。类似地，当固体材料沿相反方向输送时，固体原料中提取物的浓度从入口48处的较高浓度降低到出口60处的较低浓度。

根据本公开的醇基溶剂提取方法可以提供优于不使用醇基溶剂的提取方法的各种优点。例如，醇基溶剂可以提供与食品供给链更好的相容性。乙醇是GRAS(通常认为是安全的)，可以由可再生原料有机地生产，并且已经作为酒精饮料的组分直接消费。作为另一实例，醇基溶剂可以改善一些原料的处理产品属性。例如，当应用于大豆薄片时，醇基溶剂可能产生较少“豆腥味”和较少颜色的膳食。当应用于大豆薄片或棉籽肉时，醇基溶剂可改变蛋白质溶解度并降低抗营养因子含量。醇基溶剂可产生蜡和磷脂含量较低的油。

已描述了各种实例。这些和其它实例在所附权利要求书的范围内。

Claims (49)

1.一种方法，其包含：

通过提取器将待处理的材料沿输送方向输送，并通过所述提取器将包含醇的溶剂沿与所述输送方向相反的方向输送，从而生成提取材料流和混合油流；

冷却所述混合油流以形成与第一富油层分离的第一富溶剂层相；

将所述第一富溶剂层与所述第一富油层分离以形成第一分离的富油流和第一分离的富溶剂流；以及

将所述第一分离的富溶剂流再循环回到所述提取器，并在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置不同的位置处，将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置不同的位置处将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器包含在比将新鲜溶剂引入所述提取器的提取阶段更早的提取阶段，将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置不同的位置处将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器包含在所述提取器中的混合油的组合物与所述第一分离的富溶剂流的组合物基本相同的位置处，将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置不同的位置处将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器包含在所述提取器中的混合油中的油的浓度为所述第一分离的富溶剂流中的油的浓度的±20重量％，优选±10重量％或±5重量％的位置处，将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置不同的位置处将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器包含在所述提取器中的混合油中的溶剂的浓度为所述第一分离的富溶剂流中的溶剂的浓度的±20重量％，优选±10重量％或±5重量％的位置处，将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中供给至所述提取器的新鲜溶剂入口的新鲜溶剂的重量除以供给至所述提取器的进料入口的材料的重量限定新鲜溶剂比，并且所述新鲜溶剂比大于0.6，如大于0.7、大于1.2、大于1.4、大于2.0、大于2.25或大于2.8。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中供给至所述提取器的新鲜溶剂入口的新鲜溶剂的重量除以供给至所述提取器的进料入口的材料的重量限定新鲜溶剂比，并且所述新鲜溶剂比在0.6至2.5，如0.6至0.8、或1.1至1.5或2.25至3.0的范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中供给至所述提取器的再循环溶剂入口的再循环溶剂的重量除以供给至所述提取器的进料入口的材料的重量限定分离的溶剂比，并且所述分离的溶剂比大于0.3，如大于0.4、大于0.7或大于1.0。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中供给至所述提取器的再循环溶剂入口的再循环溶剂的重量除以供给至所述提取器的进料入口的材料的重量限定分离的溶剂比，并且所述分离的溶剂比在0.3至1.5，如0.3至0.5、0.7至0.8或0.9至1.1的范围内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述第一富溶剂层与所述第一富油层分离以形成所述第一分离的富油流和所述第一分离的富溶剂流包含从所述第一富溶剂层滗析所述第一富油层。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中冷却所述混合油流以形成与所述第一富油层分离的所述第一富溶剂层相包含将所述混合油流冷却至小于40摄氏度，如小于30摄氏度或小于25摄氏度的温度。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述混合油在大于50摄氏度，如大于60摄氏度或大于65摄氏度的温度下从所述提取器排出。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包含：

将水引入所述分离的第一富油流中以形成与第二富油层分离的第二富溶剂层相；以及

将所述第二富溶剂层与所述第二富油层分离以形成第二分离的富油流和第二分离的富溶剂流。

14.根据权利要求13所述的方法，其中将所述第二富溶剂层与所述第二富油层分离以形成所述第二分离的富油流包含从所述第二富溶剂层滗析所述第二富油层。

15.根据权利要求13或14中任一项所述的方法，其进一步包含将所述第二分离的富油流输送到热分离器，并将所述第二分离的富油流中的残留溶剂与油热分离。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含通过脱水装置将从油中热分离出的所述第二分离的富油流中的残留溶剂脱水以产生脱水溶剂，以及将所述脱水溶剂的至少一部分输送到所述提取器的新鲜溶剂入口。

17.根据权利要求15或16中任一项所述的方法，其中所述热分离器包含汽提塔。

18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述醇包含乙醇。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述溶剂包含大于90重量％的乙醇和小于10重量％的水，如大于95重量％的乙醇和小于5重量％的水、或大于98重量％的乙醇和小于2重量％的水。

20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包含将所述提取材料流输送到脱溶剂器并在干燥器中脱溶剂所述提取材料。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述脱溶剂器产生分离的溶剂流，并且所述方法进一步包含通过脱水装置将所述分离的溶剂流脱水以产生脱水溶剂，以及将所述脱水溶剂的至少一部分输送到所述提取器的新鲜溶剂入口。

22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述材料是大豆。

23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述材料在被引入所述提取器之前没有被溶剂预先提取。

24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包含在通过所述提取器将所述待处理的材料沿所述输送方向输送之前，干燥所述待处理的材料。

25.根据权利要求24所述的方法，其中干燥所述待处理的材料包含将所述待处理的材料干燥至5重量％或更低，如3重量％或更低、或2重量％或更低的水分含量。

26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述提取器是渗滤提取器。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述渗滤提取器包含连续回路。

28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中引入所述提取器的新鲜溶剂的速率等于或大于从所述提取器排出的提取材料的溶剂携带速率。

29.一种方法，其包含：

通过提取器将待处理的材料沿输送方向输送，并通过所述提取器将包含醇的溶剂沿与所述输送方向相反的方向输送，从而生成提取材料流和混合油流；

冷却所述混合油流以形成与第一富油层分离的第一富溶剂层相；

将所述第一富溶剂层与所述第一富油层分离以形成第一分离的富油流；

将水引入所述分离的第一富油流中以形成与第二富油层分离的第二富溶剂层相；以及

将所述第二富溶剂层与所述第二富油层分离以形成第二分离的富油流。

30.根据权利要求29所述的方法，其中冷却所述混合油流以形成与所述第一富油层分离的所述第一富溶剂层相包含将所述混合油流冷却至小于40摄氏度，如小于30摄氏度或小于25摄氏度的温度。

31.根据权利要求29或30中任一项所述的方法，其中所述混合油在大于50摄氏度，如大于60摄氏度或大于65摄氏度的温度下从所述提取器排出。

32.根据权利要求29至31中任一项所述的方法，其中将所述第一富溶剂层与所述第一富油层分离以形成所述第一分离的富油流包含从所述第一富溶剂层滗析所述第一富油层。

33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中将水引入所述分离的第一富油流中包含引入小于所述分离的第一富油流的重量的10重量％，如小于5重量％、小于3重量％、小于约1重量％或小于约0.5重量％的量的水。

34.根据权利要求29至33中任一项所述的方法，其中将所述第二富溶剂层与所述第二富油层分离以形成所述第二分离的富油流包含从所述第二富溶剂层滗析所述第二富油层。

35.根据权利要求29至34中任一项所述的方法，其中所述醇包含乙醇。

36.根据权利要求29至35中任一项所述的方法，其中所述溶剂包含大于90重量％的乙醇和小于10重量％的水，如大于95重量％的乙醇和小于5重量％的水、或大于98重量％的乙醇和小于2重量％的水。

37.根据权利要求29至36中任一项所述的方法，其进一步包含将所述第二分离的富油流输送到热分离器，并将所述第二分离的富油流中的残留溶剂与油热分离。

38.根据权利要求37所述的方法，其进一步包含通过脱水装置将从油中热分离出的所述第二分离的富油流中的残留溶剂脱水以产生脱水溶剂，以及将所述脱水溶剂的至少一部分输送到所述提取器的新鲜溶剂入口。

39.根据权利要求37或38中任一项所述的方法，其中所述热分离器包含汽提塔。

40.根据权利要求29至39中任一项所述的方法，其进一步包含将所述提取材料流输送到脱溶剂器并在干燥器中脱溶剂所述提取材料。

41.根据权利要求29至40中任一项所述的方法，其中所述材料是大豆。

42.根据权利要求29至41中任一项所述的方法，其中所述材料在被引入所述提取器之前没有被溶剂预先提取。

43.根据权利要求29至42中任一项所述的方法，其中将所述第二富溶剂层与所述第二富油层分离以形成所述第二分离的富油流包含形成第二分离的富溶剂流，并且进一步包含在冷却所述混合油流之前、冷却所述混合油流的同时或在冷却所述混合油流之后中的至少一种情况下，再循环所述第二分离的富溶剂流并将所述第二分离的富溶剂流与所述混合油流混合。

44.根据权利要求29至43中任一项所述的方法，其中将所述第一富溶剂层与所述第一富油层分离以形成所述第一分离的富油流包含形成第一分离的富溶剂流，并且进一步包含将所述第一分离的富溶剂流再循环回到所述提取器。

45.根据权利要求44所述的方法，其中将所述第一分离的富溶剂流再循环回到所述提取器包含在与将新鲜溶剂引入所述提取器的位置不同的位置处，将所述第一分离的富溶剂流引入所述提取器。

46.根据权利要求29至45中任一项所述的方法，其进一步包含在通过所述提取器沿所述输送方向输送所述待处理的材料之前，干燥所述待处理的材料。

47.根据权利要求46所述的方法，其中干燥所述待处理的材料包含将所述待处理的材料干燥至5重量％或更低，如3重量％或更低、或2重量％或更低的水分含量。

48.根据权利要求29至47中任一项所述的方法，其中所述提取器是渗滤提取器。

49.根据权利要求48所述的方法，其中所述渗滤提取器包含连续回路。

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