EA029545B1 - Применение высоких скоростей сдвига при обработке масел - Google Patents

Применение высоких скоростей сдвига при обработке масел Download PDF

Info

Publication number
EA029545B1
EA029545B1 EA201491743A EA201491743A EA029545B1 EA 029545 B1 EA029545 B1 EA 029545B1 EA 201491743 A EA201491743 A EA 201491743A EA 201491743 A EA201491743 A EA 201491743A EA 029545 B1 EA029545 B1 EA 029545B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
oil
seed
gas
high shear
rotor
Prior art date
Application number
EA201491743A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201491743A1 (ru
Inventor
Аббас Хассан
Азиз Хассан
Рэйфорд Г. Энтони
Original Assignee
Эйч А Ди Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эйч А Ди Корпорейшн filed Critical Эйч А Ди Корпорейшн
Publication of EA201491743A1 publication Critical patent/EA201491743A1/ru
Publication of EA029545B1 publication Critical patent/EA029545B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/02—Pretreatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/02—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by the production or working-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/271—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator
    • B01F27/2711—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed radially between the surfaces of the rotor and the stator provided with intermeshing elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • B01F33/811—Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles in two or more consecutive, i.e. successive, mixing receptacles or being consecutively arranged
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C11B3/12—Refining fats or fatty oils by distillation
    • C11B3/14—Refining fats or fatty oils by distillation with the use of indifferent gases or vapours, e.g. steam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Edible Oils And Fats (AREA)

Abstract

В изобретении предложен способ обработки масла, включающий обеспечение устройства с высокой скоростью сдвига, содержащего по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор комплементарной формы, выполненного с возможностью смешивания газа с жидкостью; приведение в контакт газа с маслом в указанном устройстве с высокой скоростью сдвига, причем указанный газ представляет собой инертный газ или химически активный газ; и получение продукта, представляющего собой раствор, дисперсию или их комбинацию. В настоящем описании также предложена система с высокой скоростью сдвига для обработки масла, содержащая по меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига, имеющее впускное отверстие, по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор комплементарной формы, выполненное с возможностью смешивания газа с жидкостью; источник газа, выполненный с возможностью текучего соединения с впускным отверстием; источник масла, выполненный с возможностью текучего соединения с впускным отверстием; и насос, расположенный ранее по потоку от устройства с высокой скоростью сдвига, который выполнен с возможностью текучего соединения с впускным отверстием и источником масла.

Description

изобретение относится к обработке масла; в частности оно относится к обработке масла с использованием устройства с высокой скоростью сдвига.
Уровень техники
В целом, масло включает растительные масла, летучие эфирные масла, нефтехимические масла и синтетические масла. Альтернативно, масла могут быть разделены на категории, включающие органические масла и минеральные масла. Существует широкое разнообразие органических масел, изготавливаемых из растений или растениями, из животных или животными и из других организмов или другими организмами посредством естественных метаболических процессов. Органические масла могут содержать липиды и могут также содержать другие соединения, такие как белки, воски и алкалоиды. С другой стороны, минеральные масла изготавливают из сырой нефти или нефтепродуктов и их очищенных компонентов, вместе называемых нефтехимическими веществами. Они являются ключевыми ресурсами в экономике на сегодняшний день. Сырая нефть образуется из древних ископаемых органических материалов, которые превращаются в масло (нефть) за счет геохимических процессов. Минеральное масло может также относиться к некоторым конкретным продуктам перегонки сырой нефти.
Растительные жиры и масла представляют собой липидные вещества, получаемые из растений. С физической точки зрения масла являются жидкими при комнатной температуре, а жиры являются твердыми. С химической точки зрения жиры и масла состоят из триглицеридов. Они могут быть извлечены из различных частей растений; но в основном их извлекают из семян растений. Обычный процесс изготовления растительного масла включает экстракцию, удаление смолы, очистку (химическую и физическую), гидрирование и дезодорирование. Обычной проблемой, связанной с растительными маслами (например, маслами для приготовления пищи), является прогоркание или ухудшение их свойств, вызванные окислением, которые могут стать причиной нежелательных запахов или привкусов.
Страусиное масло широко использовалось в косметической и фармацевтической промышленностях. Однако прогоркание вызывает нежелательные химические изменения во вкусе, цвете, запахе и пищевой ценности. Таким образом, существует потребность в дальнейших разработках способов и систем в области обработки масел, например для стабилизации масла и/или улучшения его качества.
Краткое описание изобретения
В настоящем описании раскрыт способ обработки масла. Способ включает обеспечение устройства с высокой скоростью сдвига, содержащего по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор комплементарной формы, выполненного с возможностью смешивания газа с жидкостью; приведение в контакт газа с маслом в устройстве с высокой скоростью сдвига, причем газ представляет собой инертный газ или химически активный газ; и получение продукта, причем продукт представляет собой раствор, дисперсию или их комбинацию.
В некоторых вариантах реализации раствор насыщен или перенасыщен газом. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 5%. В некоторых вариантах реализации дисперсия содержит пузырьки газа со средним диаметром менее 50 мкм.
В некоторых вариантах реализации газ включает азот, инертный газ, диоксид углерода, водород или сероводород. В некоторых вариантах реализации масло включает растительное масло. В некоторых вариантах реализации масло включает съедобное масло или несъедобное масло. В некоторых вариантах реализации масло включает соевое масло. В некоторых вариантах реализации масло включает страусиное масло.
В некоторых вариантах реализации масло выбрано из группы, состоящей из соевого масла, подсолнечного масла, кокосового масла, кукурузного масла, хлопкового масла, оливкового масла, пальмового масла, арахисового масла (масла земляных орехов), рапсового масла (включая каноловое масло), сафлорового масла, кунжутного масла, масла лесного ореха, миндального масла, масла кешью, масла австралийского ореха (макадамии), масла ореха монгонго (или масла манкетти), масла ореха пекана, фисташкового масла, масла горного арахиса (касйа тсЫ или р1икеиейа уо1иЬЙ18), масла грецкого ореха, масла семян арбуза, масла горлянки обыкновенной, масла тыквы вонючей, масла семян тыквы мускатной, масла семян тыквы, масла асаи, масла семян черной смородины, масла семян бурачника, масла первоцвета вечернего, семянок рожкового дерева, масла амаранта, абрикосового масла, масла семян яблока, арганового масла, артишокового масла, масла авокадо, масла бабассу, морингового масла, масла семян шорея (8йотеа ПепорЮга). масла капского каштана (Са1ойеийгит сарепке) (масла Уаиди), масла стручков рожкового дерева (масла цератонии), масла акации, масла какао, масла дурнишника, масла семян пальмы Αΐ1а1еа сойиие, масла семян кориандра, масла семян мангового дерева (1гушд1а даЬоиеи818), рыжикового масла, льняного масла, масла семян винограда, конопляного масла, масла семян капока, масла семян гибискуса коноплевого, масла ляллеманции, масла марулы, масла семян пенника лугового, горчичного масла, масла мускатного ореха, масла семян окры, масла семян папайи, масла семян периллы, масла семян пеки, масла кедрового ореха, масла сливовых косточек, масла киноа, масла рамтила, масла из рисовых отрубей, масла ройл (гоу1е ой), масла из семян чая (масла камелии), масла чертополоха, масла чуфы (или масла земляного миндаля), масла семян томата, масла ростков пшеницы, касторового масла, кокосового масла (копрового масла), кукурузного масла, хлопкового масла, рыжикового масла, конопляного
- 1 029545
масла, горчичного масла, пальмового масла, арахисового масла, редисового масла, рапсового масла, масла рамтила, масла из рисовых отрубей, сафлорового масла, масла солероса, масла чуфы, масла тунга, масла водорослей, копайского бальзама, масла хонжа (Ьопде) (масло понгамии), масла ятрофы, масла жожоба, молочного дерева, масла нефтяного ореха (ре!го1еит пи!) (дерева ханга), масла грецкого ореха, масла драммара (йаттат), льняного масла, макового масла, стиллингиевого масла (масла семян китайского овоща (СЫпеке уедеШЫе 1а11оА)), масла растения Уетпоша да1атепк15, лимонного масла, апельсинового масла, масла семян грейпфрута, масла фруктов амурского пробкового дерева, масла растения Ва1апйек аедурйаса, масла везикарии, масла Ьтисеа )ауашса. лопухового масла (репейного масла), масла плодов свечного дерева, масла семян моркови, касторового масла, хаульмугрового масла, масла крамбе, масла куфеи (сирйеа), масла ййре, масла жожоба, мангового масла, масла мовры (Вакк1а 1опд|Го1|а), масла семян маргозы, масла ожон (о_)оп ой), масла семян плодов шиповника, масла из семян каучуконосов, масла крушинной облепихи, масла масляного дерева (дерева ши), масла семян калины (масла растения У1Ьитпит), таллового масла, масла таману (!атапи), масла диптерикса (масла кумару (Ситаги)) и их комбинаций.
В некоторых вариантах реализации способ включает использование способа согласно настоящему раскрытию и существующего способа обработки масла. В некоторых вариантах реализации способ согласно настоящему раскрытию 1 применяют между очисткой масла и осветлением масла. В некоторых вариантах реализации способ согласно настоящему раскрытию применяют после дезодорирования масла. В некоторых вариантах реализации способ согласно настоящему раскрытию применяют более чем один раз.
В настоящем описании также раскрыта система с высокой скоростью сдвига для обработки масла, содержащая по меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига, имеющее впускное отверстие, по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор комплементарной формы, выполненное с возможностью смешивания газа с жидкостью; источник газа, выполненный с возможностью текучего соединения с впускным отверстием; источник масла, выполненный с возможностью текучего соединения с впускным отверстием; и насос, расположенный ранее выше по потоку от устройства с высокой скоростью сдвига, который выполнен с возможностью текучего соединения с впускным отверстием и источником масла.
В некоторых вариантах реализации источник газа выполнен с возможностью подачи азота, инертного газа, диоксида углерода, водорода или сероводорода. В некоторых вариантах реализации система также содержит по меньшей мере один теплообменник, который выполнен с возможностью предварительного нагрева масла. В некоторых вариантах реализации устройство с высокой скоростью сдвига выполнено с возможностью образования продукта в виде газа в масле, причем продукт представляет собой раствор, дисперсию или их комбинацию.
В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для экстракции масла. В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для удаления смолы. В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для нейтрализации. В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для осветления. В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для гидрирования. В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для дезодорирования. В некоторых вариантах реализации система также содержит блок для очистки паром.
Данные и другие варианты реализации, признаки и преимущества будут ясны из нижеследующего подробного описания и чертежей.
Краткое описание чертежей
Для более подробного описания предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения будут приводиться ссылки на прилагаемые чертежи, на которых
на фиг. 1 показан вид в разрезе устройства с высокой скоростью сдвига для обработки масла согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
на фиг. 2А показан способ обработки масла согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
на фиг. 2В показана принципиальная схема системы с высокой скоростью сдвига для обработки масла согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
на фиг. 3 показана молекула масла со свободными местами для прикрепления молекул газа согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения;
на фиг. 4 показана фотография, иллюстрирующая процесс вакуумного дегазирования перенасыщенного масляно-газового продукта посредством обработки с высокой скоростью сдвига;
на фиг. 5А-5С показаны снимки, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, иллюстрирующие пузырьки водорода в масле после обработки с высокой скоростью сдвига. Показанные пузырьки водорода имеют диаметр приблизительно от 0,5 до 2 мкм.
Подробное описание изобретения
Общий обзор.
В настоящем раскрытии описан способ обработки масла. В настоящем раскрытии масло относится к органическим маслам, если не указано иное. Также в настоящем раскрытии в качестве примера органи- 2 029545
ческих масел часто используется растительное масло. Специалисту в данном области техники будет понятно, что способ и система для обработки с высокой скоростью сдвига, описанные в настоящем описании для растительного масла, также применимы к другим маслам. Для простоты используемый в настоящем раскрытии термин "растительное масло" включает как растительные масла, так и жиры. Специалисту в данной области техники будет понятно, что способ обработки растительного масла (жидкая фаза) применим для обработки растительного жира (твердая фаза) посредством регулировки температуры обработки, таким образом, что растительный жир твердой фазы находится в форме растительного масла жидкой фазы.
Способ включает смешивание газа (например, азота) с маслом в устройстве с высокой скоростью сдвига с образованием продукта в виде газа в масле, причем указанный продукт представляет собой раствор, дисперсию или их комбинацию. Для простоты в настоящем раскрытии масляно-газовый продукт может также быть назван дисперсией/раствором. Масляно-газовый продукт после обработки с высокой скоростью сдвига становится более устойчивым к окислению и, следовательно, более стабильным. Кроме того, масляно-газовый продукт способен удерживать большее количество ценных соединений, например омега-3 жирных кислот.
Не будучи связанными конкретной теорией, полагают, что действие с высокой скоростью сдвига способно создать перенасыщение газа в масле, так что количество кислорода, присутствующее в растении, снижается, тем самым уменьшая окисление, которому подвержено масло. Кроме того, на молекулярном уровне молекулы газа обеспечивают внутренний эффект затенения (защиты) на ненасыщенные триглицериды, так чтобы в дальнейшем предотвратить или замедлить окисление/прогоркание.
Перенасыщение.
В некоторых вариантах реализации применение высокой скорости сдвига обеспечивает возможность перенасыщения масла газом (в сравнении с тем случаем, когда высокую скорость сдвига не применяют) и позволяет получить стабильный раствор. В настоящем раскрытии перенасыщение означает, что раствор (или растворитель) содержит количество растворенного вещества, которое больше, чем количество растворенного вещества в равновесном состоянии, при сравнении при одинаковых условиях. Процент избыточного количества растворенного вещества является мерой степени перенасыщения раствора.
В некоторых вариантах реализации перенасыщенный раствор является стабильным при внешних условиях в течение более длительных периодов времени. В некоторых вариантах реализации для высвобождения газа из раствора требуется применение вакуума, см., например, фиг. 4.
В одном из вариантов реализации раствор перенасыщен газом. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 5%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 10%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 15%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 20%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 25%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 30%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 35%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 40%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 45%. В некоторых вариантах реализации раствор перенасыщен газом не менее чем на 50%.
Газ.
В одном из вариантов реализации газ выбран из группы, состоящей из азота, диоксида углерода, водорода, сероводорода, инертного газа и их комбинаций.
Масло.
В настоящем раскрытии масло включает растительное масло. Растительное масло включает соевое масло, подсолнечное масло, кокосовое масло, кукурузное масло, хлопковое масло, оливковое масло, пальмовое масло, арахисовое масло (масло земляных орехов), рапсовое масло (включая каноловое масло), сафлоровое масло, кунжутное масло, масло лесного ореха, миндальное масло, масло кешью, масло австралийского ореха, масло ореха монгонго (или масло манкетти), масло ореха пекана, фисташковое масло, масло горного арахиса (касйа шсЫ или р1икеиейа уо1иЪШ8), масло грецкого ореха, масло семян арбуза, масло горлянки обыкновенной, масло тыквы вонючей, масло семян тыквы мускатной или масло семян тыквы.
Другие типы растительного масла включают масло асаи, масло семян черной смородины, масло семян бурачника, масло первоцвета вечернего, стручков семян рожкового дерева, масло амаранта, абрикосовое масло, масло семян яблока, аргановое масло, артишоковое масло, масло авокадо, масло бабассу, моринговое масло, масло семян шорея (§йогеа ЧепорЮга). масло каштана (Са1ойеийгиш сареике) (масло Уаиди), масло стручков рожкового дерева (масло цератонии), масло акации, масло какао, масло дурнишника и масло семян пальмы Лйа1еа сойипе. Другими примерами растительного масла является масло семян кориандра, масло семян растения 1гушд1а даЪоиеи818, рыжиковое масло, льняное масло, масло семян винограда, конопляное масло, масло семян капока, масло семян гибискуса коноплевого, масло ляллеманции, масло марулы, масло семян пенника лугового, горчичное масло, масло мускатного ореха, масло семян окры, масло семян папайи, масло семян периллы и масло семян пеки.
Дополнительные типы растительного масла включают масло кедрового ореха, масло сливовых кос- 3 029545
точек, масло киноа, масло рамтила, масло из рисовых отрубей, масло ройл (гоу1е οίΐ), масло из семян чая (масло камелии), масло чертополоха, масло чуфы (или масло земляного миндаля), масло семян томата и масло ростков пшеницы.
Растительные масла, используемые для биотоплива, также могут быть обработаны с использованием способа, раскрытого в настоящем описании. Некоторыми примерами являются касторовое масло, кокосовое масло (копровое масло), кукурузное масло, хлопковое масло, рыжиковое масло, конопляное масло, горчичное масло, пальмовое масло, арахисовое масло, редисовое масло, рапсовое масло, масло рамтила, масло из рисовых отрубей, сафлоровое масло, масло солероса, соевое масло, подсолнечное масло, масло чуфы и масло тунга. Некоторые другие примеры представляют собой масло водорослей, копайского бальзама, масло хонжа (Ьоиде), масло ятрофы, масло жожоба, молочного дерева и масло нефтяного ореха (ре!го1еит пи!) (дерева ханга).
Схожим образом могут быть обработаны некоторые быстро высыхающие масла (растительные масла, которые высыхают до твердого состояния при нормальной комнатной температуре), такие как масло грецкого ореха, подсолнечное масло, сафлоровое масло, масло драммара (баттаг), льняное масло, маковое масло, стиллингиевое масло (масло китайского овоща (СЫпезе уеде!аЬ1е 1а11о^)), масло тунга и масло растения Уегпоша да1атепз1з.
В настоящем раскрытии растительное масло также включает цитрусовые масла, такие как лимонное масло, апельсиновое масло, масло семян грейпфрута, масло фруктов амурского пробкового дерева, масло растения Ва1аш1ез аедурйаеа, масло везикарии, масло Ьгиееа .(ауатса, лопуховое масло (репейное масло), масло плодов свечного дерева, масло семян моркови, касторовое масло, хаульмугровое масло, масло крамбе, масло куфеи, масло ППре. масло жожоба, манговое масло, масло мовры, масло семян маргозы, масло ожона (о_|оп), масло семян плодов шиповника, масло из семян каучуконосов, масло крушинной облепихи, масло масляного дерева, масло семян калины (масло растения у1Ьигпит), талловое масло, масло таману (!атапи) и масло диптерикса (масла Кумару (Ситаги)).
В некоторых случаях в настоящем раскрытии масло включает ненасыщенное триглицеридное масло. Оно включает соевое, кукурузное, пальмовое и рыбное масла. Оно также включает страусиное масло.
Устройство с высокой скоростью сдвига.
Устройства с высокой скоростью сдвига, такие как смешивающие устройства с высокой скоростью сдвига и измельчители с высокой скоростью сдвига, в целом делятся на два класса на основании их способности смешивать текучие среды. Смешивание представляет собой процесс уменьшение размеров неоднородных веществ или частиц с текучей средой. Одним показателем степени полноты смешивания является плотность энергии на единицу объема, которую вырабатывает смешивающее устройство для разрушения текучей среды. Классы различают на основании плотности подаваемой энергии. Существует три класса промышленных смешивающих устройств, имеющих достаточную плотность энергии для создания дисперсий с размером частиц или пузырьков в диапазоне приблизительно от 0,001 до 50 мкм соответственно.
Клапанные системы для гомогенизации обычно классифицируют как высокоэнергетические устройства. Текучую среду, которую необходимо обработать, нагнетают или впрыскивают под очень высоким давлением через клапан с узким зазором в среду с более низким давлением. Перепады давления в клапане, итоговая турбуленция и образования пустот вызывают разрушение и небольшое сдвиговое усилие любых частиц, молекул с длинной цепью, пузырьков, мицелл или различных фаз в текучей среде. Данные клапанные системы обычно используют для гомогенизации молока и могут на выходе обеспечивать средний размер частиц в диапазоне приблизительно от 0,01 до 1 мкм. С другой стороны данной области устройств существуют системы для смешивания текучих сред, которые классифицируют как низкоэнергетические устройства. Данные системы обычно имеют лопаточные роторы или роторы для текучей среды, которые поворачиваются на высокой скорости в емкости с текучей средой, которую необходимо обработать, которая в большинстве стандартных случаев применения представляет собой пищевой продукт. Данные системы обычно используют, когда в обрабатываемой текучей среде допустимы средние размеры частиц, глобул или пузырьков, составляющие более 20 мкм.
Между низкоэнергетическими смешивающими устройствами и клапанными системами для гомогенизации с точки зрения плотности подаваемой к текучей среде энергии смешивания находятся коллоидные измельчители, которые классифицируют как устройства со средним потреблением энергии. Типичная конфигурация коллоидного измельчителя включает конический или дисковый ротор, который отделен от дополняющего охлаждаемого жидкостью статора точно регулируемым зазором между ротором и статором, который может находиться в диапазоне приблизительно от 0,25 до 10 мкм. Роторы могут приводиться в движение, например, электрическими двигателями посредством прямого привода или в альтернативном варианте реализации посредством ременного механизма. Много коллоидных измельчителей при правильным размещении могут обеспечивать средний размер частиц или пузырьков приблизительно от 0,001 до 25 мкм в обрабатываемой текучей среде. Данные возможности делают коллоидные измельчители подходящими для различных случаев применения, включая, без ограничения: коллоидную обработку дисперсий и обработку дисперсий на основе масла/воды. В конкретных примерах реализации коллоидные измельчители могут применяться в процессах, таких как приготовление косметики, майонеза,
- 4 029545
кремниевой/серебряной амальгамы, смесей кровельной мастики и некоторых продуктов для рисования.
На фиг. 1 показан схематический вид устройства 200 с высокой скоростью сдвига. Устройство 200 с высокой скоростью сдвига содержит по меньшей мере одну комбинацию статора и ротора. Комбинации статора и ротора, без ограничения, могут также быть известны как генераторы 220, 230, 240 или ступени. Устройство 200 с высокой скоростью сдвига содержит по меньшей мере два генератора, в наиболее предпочтительном варианте реализации устройство с высокой скоростью сдвига содержит по меньшей мере три генератора. Первый генератор 220 содержит ротор 222 и статор 227. Второй генератор 230 содержит ротор 223 и статор 228; третий генератор содержит ротор 224 и статор 229. В каждом генераторе 220, 230, 240 ротор выполнен с возможностью приведения его во вращательное движение посредством входного устройства 250. Генераторы 220, 230, 240 выполнены с возможностью вращения вокруг оси 260 в направлении 265 вращения. Статор 227 соединен с возможностью закрепления со стенкой 255 устройства с высокой скоростью сдвига.
Генераторы содержат зазоры между ротором и статором. Первый генератор 220 содержит первый зазор 225; второй генератор 230 содержит второй зазор 235; и третий генератор 240 содержит третий зазор 245. Зазоры 225, 235, 245 имеют ширину приблизительно между 0,25 мкм (10-5 дюйма) и 10,0 мкм (0,4 дюйма). В альтернативном варианте реализации зазоры 225, 235, 245 имеют ширину приблизительно между 10,0 мкм и 10,0 мм. В альтернативном варианте реализации процесс включает использование устройства 200 с высокой скоростью сдвига, в котором зазоры 225, 235, 245 имеют ширину приблизительно между 0,5 мм (0,02 дюйма) и 2,5 мм (0,1 дюйм). В конкретных примерах реализации поддерживают зазор приблизительно 1,5 мм (0,06 дюйм). В альтернативном варианте реализации зазоры 225, 235, 245 различаются между генераторами 220, 230, 240. В конкретных примерах реализации зазор 225 первого генератора 220 приблизительно больше зазора 235 второго генератора 230, который приблизительно больше, чем зазор 245 третьего генератора 240.
Кроме того, ширина зазоров 225, 235, 245 может включать грубую, среднюю, точную и очень точную характеристику, соотносящуюся с уменьшением размера зазоров 225, 235, 245. Роторы 222, 223 и 224 и статоры 227, 228 и 229 могут иметь зубчатые конструкции. Каждый генератор может содержать два или более набора зубцов между ротором и статором, как известно из уровня техники. Роторы 222, 223 и 224 могут содержать множество зубцов ротора, периферически разнесенных по периферии каждого ротора. Статоры 227, 228 и 229 могут содержать множество зубцов статора, периферически разнесенных по периферии каждого статора.
В конкретных вариантах реализации зубцы ротора имеют равномерное разнесение по периферии каждого ротора 222, 223 и 224. Например, расстояние между зубцами может составлять приблизительно между 0,5 (0,02) и 2,5 мм (0,1 дюйм), в альтернативном варианте реализации приблизительно между 0,5 (0,02) и 1,5 мм (0,06 дюйма). В конкретных примерах реализации поддерживают зазор приблизительно 1,5 мм (0,06 дюйма). В некоторых примерах реализации расстояние между зубцами на каждом из роторов 222, 223 и 224 может различаться. Без ограничения теорией изменение зазора в зубцах ротора 222, 223 и 224 позволяет менять колебательным образом скорость сдвига с каждым оборотом ротора.
В конкретных вариантах реализации зубцы статора имеют равномерное разнесение по периферии каждого статора 227, 228 и 229. Например, расстояние между зубцами может составлять приблизительно между 0,5 мм (0,02) и 2,5 мм (0,1 дюйм), в альтернативном варианте реализации приблизительно между 0,5 мм (0,02) и 1,5 мм (0,06 дюйма). В конкретных примерах реализации поддерживают зазор приблизительно 1,5 мм (0,06 дюйма). В различных примерах реализации расстояние между зубцами на каждом из статоров 227, 228 и 229 может различаться. Без ограничения теорией, изменение зазора в зубцах статора 227, 228 и 229 позволяет менять колебательным образом скорость сдвига с каждым оборотом ротора.
В различных вариантах реализации внутренний диаметр ротора составляет приблизительно 11,8 см. В различных вариантах реализации внешний диаметр статора составляет приблизительно 15,4 см. В других вариантах реализации ротор и статор могут иметь внешний диаметр приблизительно 60 мм для ротора и приблизительно 64 мм для статора. В альтернативном варианте реализации ротор и статор могут быть выполнены с переменными диаметрами для повышения окружной скорости и сдвиговых давлений, например, в устройствах промышленного масштаба. Без ограничения теорией, ротор и статор промышленного масштаба могут иметь значительно большие диаметры, например, измеряемые в метрах. В конкретных вариантах реализации каждая из трех ступеней управляется сверхточным генератором, содержащим зазор приблизительно между 0,025 и 3 мм. Когда подающий поток 205, содержащий дисперсную фазу и непрерывную фазу, посылают через устройство 200 с большим сдвиговым усилием, ширину зазора определяют заранее для достижения необходимой дисперсии.
Подающий поток 205 содержит непрерывную фазу и дисперсную фазу для образования дисперсии после смешивания с высокой скоростью сдвига. В конкретных примерах реализации непрерывная фаза подающего потока 205 включает поток жидкости, например масла. Непрерывная фаза может также содержать растворитель, несущую жидкость или носитель реагента без ограничения. Дисперсная фаза подающего потока 205 содержит газ или испарения, такие как пар, для дисперсии в непрерывной фазе. В альтернативном варианте реализации дисперсная фаза включает газ, растворенный в несущей жидкости, которая не смешается быстро и/или не растворится в непрерывной фазе. В различных примерах реализа- 5 029545
ции, где необходима реакция подающего потока 205 с газами, дисперсная фаза включает пузырьки газа, частицы газа, капли испарений, глобулы, мицеллы или их комбинации. Подающий поток 205 может содержать твердый компонент, например катализатор, в диспергируемой фазе. В контексте настоящего описания диспергируемая фаза, включающая газы, жидкости и твердые вещества, содержит частицы. В конкретных примерах реализации подающий поток 205 содержит неоднородную смесь диспергируемой фазы и непрерывной фазы. Неоднородная смесь может представлять собой жидкость с высокой вязкостью, такую как суспензия или паста. В контексте настоящего описания неоднородная смесь окружает непрерывную фазу, содержащую поток масла в диспергируемой фазе. Без ограничения конкретной теорией, подающий поток 205, содержащий неоднородную смесь, имеет непрерывную фазу и диспергируемую фазу до введения в устройство 200 с высокой скоростью сдвига или одновременно с ним.
Подающий поток 205, введенный в устройство 200 с высокой скоростью сдвига, нагнетают через генераторы 220, 230, 240 таким образом, что образуется итоговая дисперсия 210. Итоговая дисперсия 210 содержит частицы диспергируемой фазы, равномерно распределенные в непрерывной фазе. В каждом генераторе роторы 222, 223, 224 вращаются на высокой скорости относительно неподвижных статоров 227, 228, 229. Вращение роторов вынуждает текучую среду, такую как подающий поток 205, течь между внешней поверхностью ротора 222 и внутренней поверхностью статора 227, создавая локализированные условия с высокой скоростью сдвига. Зазоры 225, 235, 245 вырабатывают большие сдвиговые усилия, которые обрабатывают подающий поток 205. Большие сдвиговые усилия между ротором и статором образуют равномерную дисперсию частиц дисперсной фазы в непрерывной фазе для образования итоговой дисперсии 210. В дополнение, большие сдвиговые усилия уменьшают средний размер частиц. Каждый генератор 220, 230, 240 ротора устройства 200 с высокой скоростью сдвига имеет взаимозаменяемые комбинации ротор-статор для получения точного распределения необходимого размера частиц. Без ограничения теорией, комбинации ротор-статор выбирают для образования необходимой дисперсии и размера частиц.
Итоговая дисперсия 210 имеет средний размер частиц менее приблизительно 1,5 мкм; в конкретных примерах реализации частицы имеют диаметр меньше микрона. В конкретных примерах реализации средний размер частиц составляет приблизительно от 1,0 до 0,1 мкм. В альтернативном варианте реализации средний размер частиц составляет меньше приблизительно 400 нм (0,4 мкм) и в наиболее предпочтительном варианте реализации менее чем приблизительно 100 нм (0,1 мкм). В предпочтительном варианте реализации глобулы имеют по меньшей мере микронный размер. В различных примерах реализации устройство 200 с высокой скоростью сдвига выполнено с возможностью получения дисперсий пара микронного размера в масле. В различных вариантах реализации генераторы 220, 230, 240 выполнены с возможностью получения дисперсий пара со средним размером частиц или глобул в диапазоне приблизительно от 1 до 500 мкм в диаметре. В конкретных вариантах реализации размер глобул составляет приблизительно 50 мкм в диаметре. Размеры глобул регулируются величиной сдвигового усилия, приложенного к текучей среде, и конфигурацией генераторов 220, 230, 240, как описано ранее.
Окружная скорость представляет собой скорость (м/с), связанную с концом одного или более оборачивающихся элементов, который передает энергию содержимому в устройстве с высокой скоростью сдвига. Окружная скорость для вращающегося элемента представляет собой периферическое расстояние, проходимое концом ротора за единицу времени, и в целом определяется уравнением У(м/с)=тт-О-п. где V - окружная скорость, Ό - диаметр ротора в метрах, а η - скорость вращения ротора в оборотах в секунду. Окружная скорость, таким образом, представляет собой функцию диаметра ротора и скорости вращения. В конкретных вариантах реализации изменение диаметра или скорости вращения может увеличить скорость сдвига в устройстве 200 с высокой скоростью сдвига.
Для коллоидных измельчителей типичные окружные скорости превышают 23 м/с (4500 фут/мин) и могут превышать 40 м/с (7900 фут/мин). В целях настоящего раскрытия термин "высокая скорость сдвига" относится к механическим устройством с ротором и статором, таким как измельчители или смешивающие устройства, которые способны развивать окружные скорости более 1 м/с (200 фут/мин) и требуют внешней силовой установки с механическим приводом для подачи энергии в содержимое в устройстве с высокой скоростью сдвига. Устройство с высокой скоростью сдвига сочетает высокие окружные скорости с очень малыми сдвиговым зазором для получения значительного трения в обрабатываемом материале. Соответственно во время работы образуется местное давление в диапазоне приблизительно от 1000 МПа (приблизительно 145000 фунт/кв. дюйм) до 1050 МПа (152300 фунт/кв. дюйм) и повышенные температуры на конце. В конкретных вариантах реализации местное давление составляет по меньшей мере приблизительно 1034 МПа (приблизительно 150000 фунт/кв. дюйм). Местное давление также зависит от окружной скорости, вязкости текучей среды и зазора между ротором и статором во время работы.
Скорость сдвига представляет собой окружную скорость, разделенную на ширину сдвигового зазора (минимальный просвет между ротором и статором). Аппроксимация ввода энергии в текучую среду (кВт/л/мин) может быть выполнена посредством измерения энергии (кВт) двигателя и выхода текучей среды (л/мин). В различных вариантах реализации расход энергии устройства с высокой скоростью сдвига составляет более чем 1000 Вт/м3. В различных вариантах реализации расход энергии находиться в
- 6 029545
диапазоне приблизительно от 3000 до 7500 Вт/м3.
Устройство 200 с высокой скоростью сдвига сочетает большие окружные скорости с очень малым сдвиговым зазором для получения значительного сдвигового усилия в обрабатываемом материале. Величина сдвигового усилия обычно зависит от вязкости текучей среды и сдвигового зазора. Скорость сдвига, вырабатываемая в устройстве 200 с высокой скоростью сдвига, может превышать 20000 с-1. В различных вариантах реализации вырабатываемая скорость сдвига находиться в диапазоне от 20000 до 100000 с-1. Скорость сдвига, вырабатываемая в устройстве 40 с высокой скоростью сдвига, может превышать 100000 с-1. В некоторых вариантах реализации скорость сдвига составляет по меньшей мере 500000 с-1. В некоторых вариантах реализации скорость сдвига составляет по меньшей мере 1000000 с-1. В некоторых вариантах реализации скорость сдвига составляет по меньшей мере 1600000 с-1. В различных вариантах реализации скорость сдвига, вырабатываемая устройством 40 с высокой скоростью сдвига, находиться в диапазоне от 20 до 100000 с-1. Например, в одном из случаев применения окружная скорость ротора составляет приблизительно 40 м/с (7900 фут/мин), а ширина сдвигового зазора составляет 0,0254 мм (0,001 дюйм), при этом образуется скорость сдвига 1600000 с-1. В другом случае применения окружная скорость ротора составляет приблизительно 22,9 м/с, а ширина сдвигового зазора составляет 0,0254 мм (0,001 дюйм), при этом образуется скорость сдвига 901600 с-1.
Ротор установлен для вращения со скоростью, соответствующей диаметру ротора, и необходимой окружной скоростью, как описано выше в настоящем описании. Без ограничения теорией, сопротивление переноса уменьшают посредством включения устройства 200 с высокой скоростью сдвига, так что дисперсия пара в масле увеличена. В альтернативном варианте реализации устройство 200 с высокой скоростью сдвига содержит коллоидный измельчитель с высокой скоростью сдвига, который служит для ускорения реакций далее по потоку и в реакторе вследствие образования свободных радикалов, создаваемых высокими давлениями и температурами, присутствующими в текущий момент на конце вращающегося устройства с высокой скоростью сдвига. Ускорение реакций далее по потоку от устройства 200 с высокой скоростью сдвига может использовать одну ступень или дисперсную камеру в конкретных примерах реализации. Кроме того, в переменных конфигурациях ускорение реакций далее по потоку может включать множество встроенных устройств, например, содержащих 2 ступени.
Выбор устройства 200 с высокой скоростью сдвига зависит от требований пропускной способности и необходимого размера частиц в выходной дисперсии 210. В конкретных примерах реализации устройство 200 с высокой скоростью сдвига содержит устройство Эйрах Ксас1от® фирмы ΙΚΑ® Аогкз. 1пс. \νί1ιηίη§1οη. N0 и АРУ ΝοΠίι Атепса, 1пс. АПтшдЮп, ΜΑ. Модель ЭК 2000/4, например, содержит ременной привод, 4Μ генератор, фторопластовое уплотнительное кольцо, впускной однодюймовый (2,54 см) выступающий санитарный зажим, выпускной выступающий санитарный зажим в три четверти дюйма (1,905 см), выходную скорость 7900 об/мин, расход приблизительно от 300 до 700 л/ч (в зависимости от генератора), окружную скорость от 9,4 м/с приблизительно до 41 м/с (приблизительно от 1850 фут/мин до 8070 фут/мин). Доступны некоторые альтернативные модели, имеющие различные впускные/выпускные соединения, лошадиные силы, окружные скорости, выходные обороты в минуту и расход. В других примерах реализации устройство 200 с высокой скоростью сдвига включает любое устройство, выполненное с возможностью получения сдвигового усилия высокой скорости и пропускной способности для образования итоговой дисперсии.
Без ограничения конкретной теорией полагают, что степени смешивания с высокой скоростью сдвига в устройстве с высокой скоростью сдвига достаточно для увеличения величины массового переноса. Кроме того, устройство с высокой скоростью сдвига может создавать локализованные неидеальные условия, которые обеспечивают возможность образования свободных радикалов и прохождения реакций, которые в противном случае не будут иметь место на основании расчетов по свободной энергии Г иббса. Кроме того, такие реакции не будут иметь место при параметрах смешивания с малым сдвиговым усилием. Предполагают, что локализованные неидеальные условия возникают в устройстве с высокой скоростью сдвига, обеспечивая повышенные температуры и давления, при этом наиболее значительное повышение, как полагают, связано с повышением локального давления. Повышение давления и температуры в устройстве с высокой скоростью сдвига происходит мгновенно и локализовано. В некоторых случаях температура и давление повышают скорость возврата дисперсии к массовым или средним системным условиям после ее выхода из устройства с высокой скоростью сдвига. В некоторых случаях смешивающее устройство с высокой скоростью сдвига вызывает кавитацию достаточной интенсивности для диссоциации одного или более реагентов на свободные радикалы, которые могут усилить химическую реакцию или обеспечить возможность прохождения реакции при менее жестких условиях, которые могут понадобиться в противном случае. Кавитация также приводит к повышению скорости процессов переноса посредством получения местной турбулентности и микроциркуляции жидкости (акустический поток). Общий обзор применения феномена кавитации в случаях применения химической/физической обработки раскрыто в источнике "СауйаНоп: А 1ескпо1оду оп 1йе Ιιοπζοη," Ситтеп! 8с1епсе 91 (Νο. 1): 35-46 (2006) под авторством Сода1е и др. Для обработки с высокой скоростью сдвига масла и газа действие с высокой скоростью сдвига способно включать молекулы газа в молекулу масла, образовывая внутренний инертный покров, таким образом вырабатывая стабилизационные эффекты для выработанной дисперсии.
- 7 029545
Обработка масла с высокой скоростью сдвига.
В одном из вариантов реализации, показанном на фиг. 2А, масло и газ смешивают в устройстве с высокой скоростью сдвига для образования дисперсии/раствора масла и газа. В некоторых вариантах реализации дисперсия/раствор масла и газа содержит пузырьки газа с диаметром менее приблизительно 50 мкм, как показано на фиг. 5А-5С. В некоторых вариантах реализации дисперсия/раствор масла и газа содержит пузырьки газа с диаметром менее приблизительно 20 мкм, как показано на фиг. 5А-5С. В некоторых вариантах реализации дисперсия/раствор масла и газа содержит пузырьки газа с диаметром менее приблизительно 10 мкм, как показано на фиг. 5А-5С. В некоторых вариантах реализации дисперсия/раствор масла и газа содержит пузырьки газа с диаметром менее приблизительно 5 мкм, как показано на фиг. 5А-5С. В некоторых вариантах реализации дисперсия/раствор масла и газа содержит пузырьки газа с диаметром менее приблизительно 2 мкм, как показано на фиг. 5А-5С. В различных вариантах реализации дисперсия/раствор масла и газа содержит нанопузырьки газа. В контексте настоящего описания "нанопузырьки" относятся к пузырькам газа с размером в диапазоне от менее нанометра до 1000 нм в диаметре. В некоторых вариантах реализации сдвиговое устройство вырабатывает дисперсию/раствор, имеющие средний размер менее приблизительно 5 мкм в диаметре. В некоторых вариантах реализации пузырьки в выработанной дисперсии/растворе имеют диаметр меньше микрона. В некоторых вариантах реализации средний размер пузырьков составляет приблизительно от 0,1 до 5 мкм в диаметре. В некоторых вариантах реализации сдвиговое устройство вырабатывает дисперсию/раствор, имеющие средний размер пузырьков менее 400 нм в диаметре. В некоторых вариантах реализации сдвиговое устройство вырабатывает дисперсию/раствор, имеющие средний размер пузырьков менее 100 нм в диаметре.
Обращаясь к фиг. 2В, масло 5 и газ 8 вводят в устройство 40 с высокой скоростью сдвига (во впускное отверстие 205, показанное на фиг. 1). Газ диспергирован в виде нанопузырьков в масле. В некоторых вариантах реализации присутствует насос 10 для регулирования расхода масла в сдвиговое устройство 40. Насос 10 выполнен как для непрерывных, так и для полунепрерывных операций и может представлять собой любое подходящее насосное устройство. В некоторых вариантах реализации насос используют для регулирования расхода газа в сдвиговое устройство 40 (не показано на фиг. 2В). В некоторых случаях масло 5 и газ 8 смешивают вместе перед их вводом в устройство с высокой скоростью сдвига (ΗδΌ) 40. В некоторых других случаях масло 5 и газ 8 вводят непосредственно в ΗδΌ 40 (не показано на фиг. 2В).
В некоторых вариантах реализации система с высокой скоростью сдвига (Ηδδ), показанная на фиг. 2В, содержит сосуд 50 для хранения, предназначенный для приема полученной дисперсии/раствора из ΗδΌ 40. Насос 45 используют для экстракции дисперсии/раствора из сосуда 50, и он выполнен с возможностью регулирования расхода дисперсии/раствора. Насос 45 или насос 10 выполнены с возможностью выполнения как непрерывных, так полунепрерывных операций и может представлять собой любое подходящее насосное устройство, выполненное с возможностью обеспечения давления более приблизительно 202,65 кПа (2 атмосферы), предпочтительно давление более приблизительно 303,975 кПа (3 атм) для обеспечения управляемого потока через ΗδΌ 40 и через Ηδδ. В предпочтительном варианте реализации все контактные части насоса (насосов) содержат нержавеющую сталь, например нержавеющую сталь марки 316. В дополнение к насосу 10 и насосу 45 в Ηδδ, показанную на фиг. 2В, могут быть включены один или более дополнительных насосов (не показаны). Например, насос подкачки, который может быть схожим с насосом 45, может быть включен между ΗδΌ 40 и сосудом 50 для подкачки давления. В качестве другого примера дополнительный подающий насос, который может быть схожим с насосом 10, может быть включен для введения газа или масла в ΗδΌ 40. Примером для Ηδδ, показанной на фиг. 2В, является шестеренчатый насос Корег типа 1, насос подкачки давления Бау1оп модели 2Р372Е компании Корег Ритр Сотрапу (Соттегсе Оеогд1а), Бау1оп Е1ес1т1с Со (№1е8, 1Ь).
В различных вариантах реализации Ηδδ может содержать систему управления температурой 30. Указанная система управления температурой выполнена с возможностью управления температурой ΗδΌ 40 и/или сосудом 50 для хранения для обеспечения того, что смешивание газа и масла происходит при температуре, при которой масло находится в своей жидкой фазе, а газ имеет достаточную растворимость для его введения в масло для обеспечения стабилизационного эффекта. В конкретных примерах реализации система управления температурой содержит теплообменники. Подающий поток 5 масла может быть нагрет или охлажден с использованием способа, известного специалисту в уровне техники. Также предусмотрено использование внешних нагревающих и/или охлаждающих устройств для переноса тепла для изменения температуры подающего потока 5 масла. Некоторыми примерами таких теплообменников являются кожухный, трубчатый, пластинчатый и витой теплообменники, известные из уровня техники.
В различных вариантах реализации ΗδΌ 40 содержит множество генераторов большого сдвигового усилия для образования дисперсии/раствора. ΗδΌ 40 содержит по меньшей мере трехступенчатое дисперсное устройство с высокой скоростью сдвига, содержащее три ротора в комбинации со статорами, выровненными последовательно. Например, диспергатор 1КА® модели БК 2000/4 может быть использован в качестве Ηδβ 40 для создания дисперсии/раствора газа в масле. Конфигурации ротора и статора могут быть выполнены как показано, например, на фиг. 1. Роторы Ηδβ 40 могут быть установлены с возможностью вращения со скоростью, соответствующей диаметру ротора, и необходимой окружной
- 8 029545
скоростью. Как описано выше, устройство с высокой скоростью сдвига (например, коллоидные измельчители или зубчатый ротор) имеет или фиксированный просвет между статором и ротором, или регулируемый просвет. Смешивание и сдвиг в Η8Ό 40 увеличиваются для комплекта ротора и статора при уменьшении зазоров между ротором и статором или увеличением скорости вращения ротора и наоборот. Η8Ό 40 доставляет по меньшей мере 300 л/ч при окружной скорости по меньшей мере в 23 м/с (4500 фут/мин), которая может превышать 40 м/с (7900 фут/мин). Смешивание с высокой скоростью сдвига приводит к получению дисперсии/раствора с пузырьками газа размером в микрон или меньше микрона в непрерывной жидкой фазе, содержащей масло. Кроме того, Η8Ό 40 может включать любой из компонентов и условий работы, сконфигурированные и выполненные с возможностью работы для достижения необходимого сдвигового усилия между роторами и статорами.
В Η8Ό 40 роторы и статоры ступеней могут иметь разнесенные по периферии зубцы ротора и зубцы статора первой ступени соответственно. В конкретных конфигурациях зазор между ротором и статором уменьшается пошагово от ступени к ступени. В альтернативном варианте реализации зазор между ротором и статором выполнен постоянным от ступени к ступени. Кроме того, Η8Ό 40 может содержать теплообменник. В неограничивающих примерах теплообменник для Η8Ό 40 содержит трубопровод для направления термальной текучей среды для контакта с теплопроводной частью устройства. Более конкретно, Η8Ό 40 содержит фторопластовое уплотнение, которое может охлаждаться с использованием любой подходящей технологии, известной из уровня техники.
Η8Ό 40 выполнено с возможностью обеспечения течения подающего потока Η8Ό через ступени с ротором и статором для образования дисперсии/раствора. В различных примерах реализации подающий поток Η8Ό входит в комбинацию ротора и статора первой ступени и подвергается воздействию смешивания и сдвигового усилия первой ступени. Грубая дисперсия/раствор, выходящая из первой ступени, входит во вторую ступень с ротором и статором и подвергается воздействию усиленного смешивания и сдвигового усилия. Дисперсия/раствор с более малым, или средним, размером пузырьков, выходящая из второй ступени, входит в третью ступень с комбинацией ротора и статора. Третья ступень с ротором и статором выполнена с возможностью обеспечения сравнительно наиболее высоких условий смешивания и сдвигового усилия. Выполненное таким образом Η8Ό 40 увеличивает усилия смешивания и сдвигового усилия на каждой ступени. В альтернативном варианте реализации скорость сдвига является, по существу, постоянной вдоль направления потока при, по существу, одинаковой степени сдвигового усилия на каждой ступени. В другой конфигурации скорость сдвига в первой ступени со статором и ротором больше, чем скорость сдвига в последующей ступени (ступенях).
Подающий поток Η8Ό подвергается воздействию условий с высокой скоростью сдвига в Η8Ό. Поток 8 газа и поток 5 масла подающего потока Η8Ό смешивают в Η8Ό 40, которое служит для создания тонкой дисперсии/раствора газа в масле. Η8Ό 40 служит для тщательного смешивания газа и масла в условиях большого сдвигового усилия. В Η8Ό 40 газ и масло находятся в высокодисперсном состоянии, так что нанопузырьки, пузырьки размером меньше микрона и/или микропузырьки газа образуются в масле. Итоговая дисперсия/раствор имеет средний размер пузырьков менее приблизительно 1,5 мкм. Соответственно дисперсия/раствор, выходящая из Η8Ό 40, содержит пузырьки газа размером в микрон и/или менее микрона. В некоторых вариантах реализации итоговая дисперсия/раствор имеет средний размер пузырьков менее приблизительно 1 мкм. В некоторых вариантах реализации средний размер пузырьков находится в диапазоне приблизительно от 0,4 до 1,5 мкм. В некоторых вариантах реализации средний размер пузырьков составляет меньше приблизительно 400 нм и может составлять приблизительно 100 нм в некоторых случаях. Размер пузырьков зависит от местных давлений и температур и может быть оценен при помощи законов идеального газа. В различных вариантах реализации дисперсия/раствор может оставаться в состоянии дисперсии при атмосферном давлении по меньшей мере в течение 15 мин.
Не ограничиваясь теорией, газ может быть включен или внедрен в молекулу масла и таким образом может перенасытить масло. Другими словами, растворимость газа в масле увеличивается посредством действия большого сдвигового усилия. Пример молекулы масла показан на фиг. 3. На фиг. 3 молекула 300 является тристеарином (или 1,3-ди(октадеканоилокси)пропан-2-ил-октадеканоат, или тристеарин, или триоктадеканоин, или глицеролтристеарат, или глицерилтристеарат), который представляет собой триглицерид, глицериловый эфир стеариновой кислоты, полученный из жиров. Молекула 300 имеет основную цепь 301, ветви 302 и свободные места 303. Кроме того, молекула 300 способна свободно вращаться вокруг оси Υ или оси Ζ. Молекулы газа захватываются в такой молекуле (300) масла посредством свободных мест 303, особенно под воздействием высокой скорости сдвига. Такое включение, образованное между молекулами масла и молекулами газа, повышает стабилизационные эффекты, приводящие к предотвращению и/или замедлению окисления масла.
В некоторых вариантах реализации масло дегазируют под воздействием вакуума для удаления доли воздуха, растворенного в масле, перед прохождением через устройство с высокой скоростью сдвига. В некоторых вариантах реализации масло нагревают или охлаждают перед прохождением через устройство с высокой скоростью сдвига. В некоторых случаях масло нагревают или охлаждают до температуры, например, непосредственно выше температуры отверждения конкретного масла. В некоторых случаях
- 9 029545
масло нагревают для облегчения течения или для повышения растворимости масла.
Температура смешивания газа с маслом зависит от точки плавления масла и отношения между растворимостью и температурой. Так как большинство растительных масел представляют собой жидкости при комнатной температуре, а газы склонны иметь высокую растворимость при понижении температуры, во многих случаях обработка с высокой скоростью сдвига происходит при температуре не больше комнатной/окружающей температуры. Как было описано ранее, растительные жиры могут быть обработаны аналогичным образом. Рабочая температура может изменяться в зависимости от свойств растительного жира, который необходимо обработать. В целом говоря, растительное масло/растительный жир обрабатывают при температуре, при которой масло/жир находится в его жидкой фазе и обеспечивает достаточную растворимость для газа при смешивании с высокой скоростью сдвига.
В одном из вариантов реализации смешивание с высокой скоростью сдвига масла и газа происходит в присутствии катализатора. В некоторых случаях катализатор представляет собой катализатор из хромита меди. В некоторых случаях катализатор представляет собой активированный древесный уголь. Использование катализатора зависит от необходимых процессов или реакций. В некоторых вариантах реализации масло является алкилированным, окисленным, гидрированным или дегидрированным. Каждую из таких реакций катализируют посредством подходящего катализатора, который известен специалисту в данной области техники. Температура обработки не превышает температуру кипения масла при давлении, при котором происходит обработка. В одном из вариантов реализации для обеспечения насыщения или перенасыщения масла катализатор не требуется.
Множество устройств с высокой скоростью сдвига.
В конкретных примерах реализации для еще большего усиления стабилизационных эффектов газа в масле используют два или более устройств с высокой скоростью сдвига. Они могут функционировать как в периодическом, так и в непрерывном режиме. В различных примерах реализации система с высокой скоростью сдвига включает такую конфигурацию и изменения хода обработки, которые обеспечивают преимущества при выполнении вариантов с множеством устройств с высокой скоростью сдвига.
Интегрированные способ и система.
В некоторых вариантах реализации способ и система для обработки с высокой скоростью сдвига интегрированы с существующим способом и системой производства масла.
Смешивание газа с маслом при помощи большого сдвигового усилия может быть применено в любом существующем процессе очистки или посточистки масла. В некоторых случаях оно происходит после очистки масла (обычно его называют очищенное масло (К-масло)). В некоторых случаях оно происходит после осветления масла (обычно его называют очищенное, осветленное масло (КВ-масло)). В некоторых случаях оно происходит после дезодорирования масла (обычно его называют очищенное, осветленное, дезодорированное масло (ΚΒΌ-масло)). В некоторых других случаях оно происходит после гидрирования масла. В некоторых других случаях водород объединяют с газом с обеспечением гидрирования и образования внутреннего инертного покрова. В некоторых случаях устройство с высокой скоростью сдвига используют в комбинации с отгонкой с паром для повышения дисперсии пара в масле и улучшения отгонки с паром, а также удаления абсорбированного кислорода, тем самым также стабилизируя ненасыщенные масла.
Обработка соевого масла является типовой обработкой, используемой с большинством растительных масел. Сырое масло, полученное непосредственно после операции дробления, сначала смешивают с гидроксидом натрия. В результате омыления триглицериды превращаются в мыло. Мыло удаляют с помощью центрифуги. Нейтрализованное сухое мыльное сырье обычно используют для кормления животных. Оставшееся масло дезодорируют посредством нагрева при почти идеальном вакууме и обрызгивают водой. В частности, масло нагревают при помощи вакуума до температуры около температуры дымообразования, и воду вводят в нижнюю часть масла. Вода немедленно преобразуется в пар, пузырьки которого проходят через масло, перенося с собой любые водорастворимые химические вещества. Посредством обрызгивания водой удаляют примеси, которые придают нежелательные вкусы и запахи маслу. Конденсат затем обрабатывают для получения пищевой добавки с витамином Е, в то время как масло может быть продано производителям и потребителям.
В некоторых случаях некоторое количество масла дополнительно обрабатывают. Посредством осторожной фильтрации масла при температурах, близких к температурам замерзания, получают "зимнее масло". Такое масло может быть использовано в заправках для салата. В некоторых других случаях масло подвергают частичному гидрированию для получения различных масел различного состава. Слегка гидрированные масла имеют очень схожие физические характеристики с обычным соевым маслом, но более устойчивы к прогорканию или окислению. Слегка гидрированные масла могут проходить обработку с высокой скоростью сдвига, как описано в настоящем описании, для усиления их устойчивости к прогорканию/окислению. Для масел для жарки, полученных из растительных масел, необходимо значительное гидрирование для удержания полиненасыщенных жиров масла (например, соевого масла) от прогоркания. Г идрированные растительные масла отличаются двумя основными особенностями от других масел, которые насыщены в равной степени. В ходе гидрирования водороду легче вступить в контакт с жирными кислотами на конце триглицерида и сложнее вступать в контакт с центральными жирными
- 10 029545
кислотами. Трансжирные кислоты (часто называемые трансжирами) образуются в процессе гидрирования, и их количество может составлять 40 мас.% частично гидрированного масла. Трансжирные кислоты (или трансжиры) все в большей мере считаются вредными для здоровья. Обработка с высокой скоростью сдвига, как описано в настоящем описании, особенно подходит для производства масел, которым требуется высокая стабильность или высокая устойчивость к прогорканию/окислению. В некоторых случаях для масел, которые проходят обработку с высокой скоростью сдвига, как описано в настоящем описании, не требуется гидрирование до той же степени, тем самым уменьшается содержание трансжира в масле.
В некоторых вариантах реализации система для производства масла содержит блок для удаления смолы, блок для нейтрализации, блок для осветления и блок для дезодорирования. Кроме того, обработка с высокой скоростью сдвига может быть объединена с любым известным способом удаления растворимых в масле примесей. Традиционный способ включает этапы очистки, осветления и дезодорирования. Процесс щелочной очистки включает удаление смолы, осветление и дезодорирование растительного масла. Процесс физической очистки включает удаление смолы, осветление и дезодорирование (очистку паром) растительного масла. Способ или система для обработки с высокой скоростью сдвига могут быть объединены с одним или более процессами или блоками, используемыми для производства масла. Обработка с высокой скоростью сдвига может быть применена в любом способе производства растительного масла после экстракции. В некоторых случаях ее проводят после дезодорирования масла. В некоторых других случаях ее проводят после гидрирования масла. Способ и система (компоненты системы) для производства масла известны в данной области техники.
В одном из вариантов реализации обработку масла и газа высокой скоростью сдвига проводят более одного раза в существующем способе очистки или посточистки масла. Например, обработку с высокой скоростью сдвига проводят между очисткой и осветлением, а также проводят после дезодорирования масла. На основании приведенного выше описания специалисту в данной области техники будут понятны множество конфигураций интегрирования способа/системы с высокой скоростью сдвига с существующими способами/системой производства масла. Таким образом, все такие конфигурации входят в объем настоящего изобретения.
Преимущества.
В различных вариантах реализации обработка с высокой скоростью сдвига позволяет повысить стабильность масла, уменьшить или предотвратить окисление, сохранить ценные соединения, содержащиеся в масле, например омега-3 жирные кислоты.
Улучшение стабильности.
Все жиры и масла склонны к окислению. Скорость окисления зависит от степени ненасыщенности, присутствия антиоксидантов и предшествующих условий хранения. Показатель стабильности масла (ОН 81аЫ1йу 1пбс.\. О81) является одобренным методом Американского общества специалистов в области химии масел и жиров (Атепсап ОН СНстЕШ 8ос1е1у, ЛОС8), который позволяет определить относительную устойчивость образцов жира и масла к окислению. Он заменяет устаревший способ активного окисления (Асйуе О\удеп МеЮоб, АОМ), который основан на измерении значений перекисного числа для определения времени индукции жиров и масел.
При анализе О81 скорость окисления мала до тех пор, пока не преодолена устойчивость к окислению. Данное время известно как период индукции окисления. После периода индукции скорость окисления сильно увеличивается. Анализ перекисного числа и анализ свободной жирной кислоты дает представление насколько хорошим или плохим является масло в данное время; несмотря на то что анализ показателя стабильности масла имеет предсказуемое значение. О81 может быть использован для сравнения различных масел для предсказания их соответствующих сроков хранения. Анализ показателя стабильности масла может быть также использован для оценки эффективности антиоксидантов для определения, насколько дольше масло для жарки может использоваться до того, как оно испортится.
О81 применим в целом ко всем жирам и маслам. Наиболее распространенными анализируемыми маслами являются очищенные растительные масла (т.е. соевое, пальмовое, арахисовое, подсолнечное, кукурузное, кокосовое и масло канолы). Времена О81 находятся в диапазоне от менее двух часов до более 100 ч.
Очищенное, осветленное и дезодорированное соевое масло (масло для салата) (КОВ) обрабатывают с высокой скоростью сдвига с азотом и диоксидом углерода (только один раз). Необработанное масло имеет О81 в 5 ч при 110°С; тогда как масло, обработанное азотом, имеет О81 в 5,95 ч при 110°С, а масло, обработанное диоксидом углерода, имеет показатель О81 в 6,85 ч при 110°С. Необработанное масло имеет показатель способа активного окисления масла (АОМ) 10-12 ч; тогда как масло, обработанное азотом, имеет АОМ, составляющий 13,93 ч, а масло, обработанное углекислым газом, имеет АОМ, составляющий 16,11 ч.
Хотя были показаны и описаны предпочтительные варианты реализации изобретения, специалистом в данной области техники могут быть произведены их модификации без выхода за рамки сущности и раскрытия настоящего изобретения. Раскрытые в настоящем описании варианты реализации приведены только в качестве примера и не должны рассматриваться в качестве ограничивающих. Возможно
- 11 029545
множество вариаций и модификаций раскрытого в настоящем описании изобретения в объеме настоящего изобретения. В тех случаях, когда определенно указаны цифровые диапазоны или ограничения, такие диапазоны или ограничения следует понимать как включающие итерационные диапазоны или ограничения той же размерности, попадающие в определенно указанные диапазоны или ограничения. Использование термина "возможно, в некоторых случаях возможно" относительно любого элемента пункта формулы предполагает, что указанный элемент является необходимым либо в альтернативном варианте реализации не является необходимым. Полагается, что оба альтернативных варианта входят в объем пункта формулы. Использование более широких терминов, таких как содержит, включает, имеет и т.д., следует понимать, как подтверждающие более узкие термины, такие как состоящий из, в сущности состоящий из, по существу, составленный из и подобных.
Соответственно объем защиты не ограничен приведенным выше описанием, а лишь ограничен приведенной далее формулой изобретения, причем в объем включены все эквиваленты сущностей формулы изобретения. Каждый из пунктов формулы включен в материалы заявки в качестве варианта реализации настоящего изобретения. Таким образом, пункты формулы изобретения являются дальнейшим описанием и дополнением к предпочтительным вариантам реализации настоящего изобретения. Включение или раскрытие ссылки не является допущением, что она представляет собой уровень техники для настоящего изобретения, особенно любой ссылки, которая имеет дату публикации более позднюю, чем дата приоритета настоящей заявки. Раскрытия всех патентов, патентных заявок и публикаций, указанных в настоящем описании, включены в него посредством ссылки, в тех случаях, когда они обеспечивают информацию об уровне техники или примерные, процессуальные или другие подробности, дополняющие те, которые указаны в настоящем описании.

Claims (9)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения масла, включающий
обеспечение устройства с высокой скоростью сдвига, содержащего по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор комплементарной формы, выполненного с возможностью смешивания газа с жидкостью;
приведение в контакт газа с маслом в указанном устройстве с высокой скоростью сдвига, причем указанный газ представляет собой инертный газ или химически активный газ; и
получение продукта, представляющего собой раствор, дисперсию или их комбинацию, характеризующийся тем, что указанный газ выбран из группы, состоящей из азота, благородного
газа, диоксида углерода и сероводорода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор насыщен или перенасыщен газом, причем раствор перенасыщен газом не менее чем на 5%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дисперсия содержит пузырьки газа со средним диаметром менее 50 мкм.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что указанное масло включает растительное масло, съедобное масло или несъедобное масло, соевое масло, страусиное масло.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что масло выбрано из группы, состоящей из соевого масла, подсолнечного масла, кокосового масла, кукурузного масла, хлопкового масла, оливкового масла, пальмового масла, арахисового масла, масла земляных орехов, рапсового масла, включая каноловое масло, сафлорового масла, кунжутного масла, масла лесного ореха, миндального масла, масла кешью, масла австралийского ореха макадамии, масла ореха монгонго, масла манкетти, масла ореха пекана, фисташкового масла, масла горного арахиса касйа шсЫ, масла р1икепейа νοΗιΗίΙίδ, масла грецкого ореха, масла семян арбуза, масла горлянки обыкновенной, масла тыквы вонючей, масла семян тыквы мускатной, масла семян тыквы, масла асаи, масла семян черной смородины, масла семян бурачника, масла первоцвета вечернего, семянок рожкового дерева, масла амаранта, абрикосового масла, масла семян яблока, арганового масла, артишокового масла, масла авокадо, масла бабассу, морингового масла, масла семян шорея 8йогеа 81епор1ега, масла капского каштана Са1обепДгиш сарепке, масла Уапди, масла стручков рожкового дерева, масла цератонии, масла акации, масла какао, масла дурнишника, масла семян пальмы Айа1еа со1шпе. масла семян кориандра, масла семян мангового дерева 1г\апща §аЬопеп818, рыжикового масла, льняного масла, масла семян винограда, конопляного масла, масла семян капока, масла семян гибискуса коноплевого, масла ляллеманции, масла марулы, масла семян пенника лугового, горчичного масла, масла мускатного ореха, масла семян окры, масла семян папайи, масла семян периллы, масла семян пеки, масла кедрового ореха, масла сливовых косточек, масла киноа, масла рамтила, масла из рисовых отрубей, масла ройл, масла из семян чая, масла камелии, масла чертополоха, масла чуфы, масла земляного миндаля, масла семян томата, масла ростков пшеницы, касторового масла, кокосового масла, копрового масла, кукурузного масла, хлопкового масла, горчичного масла, пальмового масла, арахисового масла, редисового масла, рапсового масла, масла рамтила, масла из рисовых отрубей, сафлорового масла, масла солероса, масла чуфы, масла тунга, масла водорослей, копайского бальзама, масла хонжа, масла ятрофы, масла жожоба, молочного дерева, масла нефтяного ореха, масла драммара, льняного масла, макового масла,
- 12 029545
стиллингиевого масла, масла семян китайского овоща, масла Уегпоша §а1ашепз1з, лимонного масла, апельсинового масла, масла семян грейпфрута, масла фруктов амурского пробкового дерева, масла растения Ва1апИез аедурИаса, масла везикарии, масла Ьгисеа ]ауашса, лопухового масла, репейного масла, масла плодов свечного дерева, масла семян моркови, касторового масла, хаульмугрового масла, масла крамбе, масла куфеи, масла ПНре, масла жожоба, мангового масла, масла мовры Вазз1а 1оп§ИоНа, масла семян маргозы, масла ожон, масла семян плодов шиповника, масла из семян каучуконосов, масла крушинной облепихи, масло дерева ши, масла семян калины, масла растения у1Ьигпиш, таллового масла, масла таману, масла диптерикса, масла кумару и их комбинаций.
6. Система с высокой скоростью сдвига для получения продукта в виде газа в масле, который представляет собой раствор, дисперсию или их комбинацию, содержащая
по меньшей мере одно устройство с высокой скоростью сдвига, имеющее впускное отверстие, по меньшей мере один ротор и по меньшей мере один статор комплементарной формы, выполненное с возможностью смешивания газа с жидкостью,
источник газа, выполненный с возможностью текучего соединения с впускным отверстием, источник масла, выполненный с возможностью текучего соединения с впускным отверстием, и насос, расположенный выше по потоку от устройства с высокой скоростью сдвига, выполненный с
возможностью текучего соединения с впускным отверстием и источником масла;
где источник газа выполнен с возможностью подачи азота, благородного газа, диоксида углерода,
водорода или сероводорода.
7. Система по п.6, дополнительно содержащая по меньшей мере один теплообменник, который выполнен с возможностью предварительного нагрева масла.
8. Система по п.6, дополнительно содержащая блок для экстракции масла, или блок для удаления смолы, или блок для нейтрализации, или блок для осветления, или блок для гидрирования, или блок для дезодорирования, или блок для очистки с паром.
9. Система по п.6, отличающаяся тем, что устройство с высокой скоростью сдвига содержит зубчатую комбинацию ротора и статора, разделенных сдвиговым зазором, причем ширина сдвигового зазора составляет от 10,0 мкм до 10,0 мм, при этом устройство с высокой скоростью сдвига обеспечивает скорость сдвига, составляющую более 20000 с-1.
Устройство с высокой скоростью сдвига
Дисперсия/раствор масла и газа
EA201491743A 2012-04-06 2013-03-06 Применение высоких скоростей сдвига при обработке масел EA029545B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261621184P 2012-04-06 2012-04-06
PCT/US2013/029423 WO2013151652A1 (en) 2012-04-06 2013-03-06 High shear application in processing oils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201491743A1 EA201491743A1 (ru) 2015-06-30
EA029545B1 true EA029545B1 (ru) 2018-04-30

Family

ID=49292497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201491743A EA029545B1 (ru) 2012-04-06 2013-03-06 Применение высоких скоростей сдвига при обработке масел

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20130266703A1 (ru)
EP (1) EP2834333A4 (ru)
JP (1) JP2015517011A (ru)
CN (1) CN104271719A (ru)
EA (1) EA029545B1 (ru)
IN (1) IN2014DN08428A (ru)
MX (1) MX2014011982A (ru)
WO (1) WO2013151652A1 (ru)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8735616B2 (en) * 2010-05-21 2014-05-27 H R D Corporation Process for upgrading low value renewable oils
US8940347B2 (en) * 2011-04-08 2015-01-27 H R D Corporation High shear application in processing oils
US10220365B2 (en) 2015-03-31 2019-03-05 Hydro Dynamics, Inc. Method and apparatus for hydrogenating substances using controlled mechanically induced cavitation
WO2016182903A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 Hydro Dynamics, Inc. Abrasion resistant controlled cavitation reactor
JP7157531B2 (ja) 2015-05-20 2022-10-20 アピール テクノロジー，インコーポレイテッド 植物抽出物組成物およびその調製方法
CN106467755A (zh) * 2015-08-18 2017-03-01 陈柏颕 油品精炼方法及其装置
US9862910B2 (en) * 2015-08-20 2018-01-09 H R D Corporation System and process for recovering algal oil
ES2797697T3 (es) 2015-12-10 2020-12-03 Apeel Tech Inc Proceso para despolimerizar cutina
CN105435698B (zh) * 2015-12-23 2018-05-15 张家港江南粉末涂料有限公司 组合式高速混合器
US10787626B2 (en) 2016-09-22 2020-09-29 Sonoita Pecan Company, LLC Nut oil separation system and method and products resulting therefrom
JP6596625B2 (ja) * 2016-10-19 2019-10-30 株式会社ウォーターデザイン 食用油の製造方法及び製造装置
CN106492728B (zh) * 2016-11-17 2018-07-13 上海弗鲁克科技发展有限公司 用于快速分子级混合的高效反应器
CN110087475B (zh) 2016-11-17 2023-04-11 阿比尔技术公司 由植物提取物形成的组合物及其制备方法
AU2018259030A1 (en) * 2017-04-26 2019-09-12 Societe Des Produits Nestle S.A. Apparatus for aerating a pasty product and for mixing with another product
CN107551848B (zh) * 2017-10-16 2023-05-19 上海弗鲁克科技发展有限公司 高粘度组合式工作头
CN108641816A (zh) * 2018-05-09 2018-10-12 大连理工大学 一种提取米糠油的方法
WO2020257634A1 (en) * 2019-06-21 2020-12-24 Apeel Technology, Inc. Compounds extracted from plant matter and methods of preparation thereof
CA3081082A1 (en) * 2019-07-10 2021-01-10 William Giovanni Osoy Gonzalez Cold water collector saponification method
JP2023548012A (ja) 2020-10-30 2023-11-15 アピール テクノロジー，インコーポレイテッド 組成物及びその調製方法
CN116855308B (zh) * 2023-08-30 2023-11-17 山东省十里香芝麻制品股份有限公司 一种芝麻香油用提取装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060254956A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Saudi Arabian Oil Company Methods for making higher value products from sulfur containing crude oil
US20080161588A1 (en) * 2007-01-02 2008-07-03 Hrd Corp. D/B/A Marcus Oil & Chemical Process and catalyst for production of low trans fat-containing triglycerides
US20110028573A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Hrd Corp. High Shear Production of Value-Added Product From Refinery-Related Gas
US20110287159A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Hrd Corp. Process for upgrading low value renewable oils

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4816189A (en) * 1986-08-07 1989-03-28 Beatrice/Hunt Wesson, Inc. Close-coupled process for improving the stability of soybean oil
US5298271A (en) * 1989-04-14 1994-03-29 Fuji Oil Co., Ltd. Method of preventing edible oils and fats from deteriorating
US8021539B2 (en) * 2007-06-27 2011-09-20 H R D Corporation System and process for hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, or hydrofinishing
US8026380B2 (en) * 2007-07-30 2011-09-27 H R D Corporation System and process for production of fatty acids and wax alternatives from triglycerides
JP2009268369A (ja) * 2008-04-30 2009-11-19 Nisshin Oillio Group Ltd 保存安定性に優れる食用油及びその製造方法
US8128808B2 (en) * 2008-06-12 2012-03-06 H R D Corporation Process for hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, hydrofinishing, or amine production
EP2379678A4 (en) * 2009-01-20 2012-06-20 H R D Corp PROCESS FOR HYDRODESULFURIZATION, HYDRODENITROGENATION, HYDROFINITION, OR AMINE PRODUCTION
BRPI1008345A2 (pt) * 2009-02-11 2017-03-28 H R D Corp método para produzir alternativas de cera reforçadas, produto hidrogenado reforçado, cera misturada, e, sistema para produzir alternativas de cera reforçadas
JP5588272B2 (ja) * 2010-08-25 2014-09-10 株式会社イズミフードマシナリ 気泡含有固形状油脂食品の製造システム及び気泡含有固形状油脂食品の製造方法
US8940347B2 (en) * 2011-04-08 2015-01-27 H R D Corporation High shear application in processing oils

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060254956A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Saudi Arabian Oil Company Methods for making higher value products from sulfur containing crude oil
US20080161588A1 (en) * 2007-01-02 2008-07-03 Hrd Corp. D/B/A Marcus Oil & Chemical Process and catalyst for production of low trans fat-containing triglycerides
US20110028573A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Hrd Corp. High Shear Production of Value-Added Product From Refinery-Related Gas
US20110287159A1 (en) * 2010-05-21 2011-11-24 Hrd Corp. Process for upgrading low value renewable oils

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015517011A (ja) 2015-06-18
EA201491743A1 (ru) 2015-06-30
CN104271719A (zh) 2015-01-07
US20130266703A1 (en) 2013-10-10
EP2834333A4 (en) 2016-01-13
EP2834333A1 (en) 2015-02-11
WO2013151652A1 (en) 2013-10-10
IN2014DN08428A (ru) 2015-05-08
MX2014011982A (es) 2015-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA029545B1 (ru) Применение высоких скоростей сдвига при обработке масел
US9290716B2 (en) High shear application in processing oils
JP5227398B2 (ja) トリグリセリドから脂肪酸及びワックス代替物を生成するシステム及び方法
US8491777B2 (en) High shear hydrogenation of wax and oil mixtures
US20080256845A1 (en) Microwave-enhanced biodiesel method and apparatus
Walayat et al. Oxidative stability, quality, and bioactive compounds of oils obtained by ultrasound and microwave-assisted oil extraction
Tres et al. Separation of soybean oil/n-hexane and soybean oil/n-butane mixtures using ceramic membranes
US10851038B1 (en) Ultrasonic cannabinoid extraction using non-flammable co-solvent
UA127792C2 (uk) Рафінування харчової олії
CA3001460C (en) Method for reducing neutral oil losses during neutralization step
RU2012158310A (ru) Композиция масла "универсал" и способ ее получения

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU