去除油液中杂质的纯化装置及其纯化方法
【专利摘要】本发明公开一种去除油液中杂质的纯化装置，包括罐体，罐体内设置多孔材料组件和冷凝装置，所述的多孔材料组件将罐体内分隔为内外两个区域，所述的冷凝装置设置于多孔材料组件的内部区域；所述的罐体顶部位于多孔材料组件的内部区域处设有油液的进油口，罐体顶部位于多孔材料组件的外部区域处设有工作介质鼓入口；所述的罐体底部位于多孔材料组件内部区域设有出油口。本发明的一种去除油液中杂质的纯化装置及其纯化方法，构思新颖，主要基于加速精馏技术，将工作介质引入具有多孔材料组件的罐体内，利用工作介质的夹带功能将油液中的污染物质等杂质脱除。
【专利说明】去除油液中杂质的纯化装置及其纯化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及食用油液类深度脱除污染物的【技术领域】，特别是鱼油类制品脱除(二恶英类化合物)环境污染物、重金属以及降低鱼油中的氧化物、过氧化物等。
【背景技术】
[0002]二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳烯酸(DHA)属于ω-3多不饱和脂肪酸(PUFA)，是人体体内不能合成的必需脂肪酸，具有多种生理功能，其中EPA具有预防冠心病、降血压、消除疲劳、预防动脉粥样硬化和脑血栓、抗癌等生理活性，可应用于预防心血管疾病的食品中^DHA能显著促进婴儿的之力发育，改善大脑机能，提高记忆力，被称为“脑黄金”，可应用于婴儿益智食品中。
[0003]多氯代二苯-对-二恶英(Polychlorinateddibenzo-p-dioxins, PCDDS)和多氯代二苯并呋喃(Polychlorinated dibenzofurans, PQ)Fs)通常总称为二恶英,他们是氯代三环芳香化合物，由于氯原子的取代数目和位置不同，构成为数众多的化合物。目前被确认的有419种之多，其中约有30种被认为是对人类健康有巨大危害的物质。其中2，3，7，8-四氯代二苯并-对-二恶英(T⑶D)在目前已知化合物中毒性最大，其毒性比氰化钾还要毒 1000多倍，被称为“世纪之毒”，且动物实验标明其具有强致癌性，被国际癌症中心列为一级癌症物质。并且二恶英广泛分布于全球环境介质中，其化学性质稳定，难以被微生物降解，已被证实此类化合物可在食物链中富集，它非常容易在生物体内积累，难以降解，属于持久性污染物，一旦进入人体，10年都难排除。其产生来源有来自自然界有机物的燃烧，但主要是工业生产过程中所排放的废弃物、化学品种所含的二恶英以及城市焚烧方式处理城市生活垃圾产生的二恶英对环境造成的污染尤为严重，根据美国环保局报告的报告，目前地球上的90% 二恶英是由于人类活动引起。同时，食品中二恶英的对人体危害巨大，并且人类90%以上是通过食品接触二恶英，尤其是通过使用肉制品、乳制品、鱼类和贝类等。鱼油液质的优劣直接决定着其价值和应用。因此高品质的鱼油，不仅要求其理化指标如酸价、颜色、过氧化值等满足特定范围，更重要的是严格控制其中污染物如二恶英、类二恶英等多氯联苯(PCBs)、重金属等的含量。有研究表明二恶英含量小于0.4pg/kg、PCBs含量小于4.5μδ/L的鱼油添加到面包中食用后可以有效降低高血脂。欧洲国家对此类污染物特别重视，鱼油类相关产品都有严格的检测过程，而中国由于鱼油制品起步较晚，缺乏相应的技术和标准，对此类问题重视相对落后，但是随着国内人们生活水平的提高和对食品安全的重视，此类问题也得到大家越来越多的重视。如何通过高技术手段，提高鱼油液质，加大鱼油应用范围，就日益被广大科技工作者、国内外企业所关注，21世纪开始海洋鱼油在食品领域、保健品领域和药品领域得到了长足的发展。
[0004]目前鱼油纯化精制主要是通过短程分子精馏等物理剥离技术手段。短程分子精馏是一种在高真空(<10Pa)条件下，在加热面上被蒸发的分子经过尽可能短的距离到达冷凝面进行冷凝，从而实现液-液分离的蒸馏过程。当加热面与冷凝面的距离小于或等于操作真空和温度下的被蒸发分子的平均自由程时，该蒸馏过程也被称为分子蒸馏。从Julshamn等的相关研究可以得知，分子精馏或者短程分子精馏可以用于鱼油中农药残留DDT以及其代谢产物的分离，然而该种方法中其移除污染物上限为65%伴同25%的维生素流失，然而65%的污染物去除无法满足工业生产的需求。另外，Anthony等报道了真空剥离或者薄膜精馏用于脱除油脂或者油液中含氯烃类，该种方法只有在高温时才能达到污染物的有效分离，然后对于鱼油高温容易导致多烯鱼油的氧化、聚合或者副反应。Jiri Comlik等研究了水蒸气剥离物理精炼食用油和分子精馏中的游离酸的方法，物理精炼可以获得较高质量的油液然而物理精馏非常复杂和价格昂贵。在专利W09524459的方法中，首先将饱和脂肪酸三酯酯和不饱和脂肪酸三酯酯交换反应，然后将所得产物通过多步分子精馏脱除污染物，这种技术过程中使用了酶催化剂不利于多烯鱼油的生产。挪威Pronova生物技术公司采用鱼油提取物作为‘清洗剂’，通过分子精馏剥离技术能有效去除多烯鱼油中包括胆固醇、毒杀芬以及二恶英污染物，PCB污染物总量能从427ng/g减少到7.78 ng/g，P⑶D总量能从
3.49pg/g减少到0.83 pg/g, PCDF总量能从29.6 口8/^减少到1.82 pg/g。但是,该方法需要获得纯净不含PCDF、PCDD、二恶英等污染物的低沸点鱼油，他们的获得明显存在一定的难度，需要首先获得低污染的鱼油然后经过多次精馏获得低沸点馏分。目前国内无相关技术的研发，多通过购买低污染多烯鱼油原油来控制最终产品中污染物的含量，因此开发新型技术纯化鱼油脱除鱼油中二恶英等污染物具有广阔前景。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中油液中杂质或污染物难以去除的不足，提供一种去除油液中杂质的纯化装置，减少油液中的杂质，提高油液的纯度。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种去除油液中杂质的纯化装置，包括罐体，罐体内设置多孔材料组件和冷凝装置，所述的多孔材料组件将罐体内分隔为内外两个区域，所述的冷凝装置设置于多孔材料组件的内部区域；所述的罐体顶部位于多孔材料组件的内部区域处设有将 油液加入到多孔材料组件上的进油口，罐体顶部位于多孔材料组件的外部区域处设有工作介质鼓入口 ；所述的罐体底部位于多孔材料组件内部区域设有出油口。所述的多孔材料组件的多孔材料孔径范围为0.1nnTlO μ m,孔隙率5飞5%。
[0007]进一步的，所述的罐体顶部设有将进油口进入的油液甩至多孔材料组件上的旋转桨叶，所述的罐体顶部位于多孔材料组件的内部区域设有调节罐体内真空度降低待分离物质沸点的抽真空装置。抽真空装置在使罐体保持负压的同时，使多孔材料组件的内外呈现压差，便于杂质从油液中分离。
[0008]进一步的，所述的多孔材料组件的内侧设有至少一个周向旋转用于将物料均匀分散的刮板组件。在工作时，刮板组件旋转使油液物料分散均匀，利于杂质分离。
[0009]进一步的，为更好的收集凝结在冷凝装置上的杂质，所述的冷凝装置的下部区域安装有接纳杂质的杂质容器，所述的杂质容器底部开有排污管路。
[0010]进一步的，为便于杂质从油液中分离，所述的罐体上设有加热装置。
[0011]作为关键设备的多孔材料，所述的多孔材料组件的多孔材料为无机材料，所述的无机材料为不锈钢、铝、铜、锌、银、镉、钛、镍、锰等及其合金材料，氧化铝、氧化硅、陶瓷、碳、碳化物、氮化物、硼化物。
[0012]作为关键设备的多孔材料，所述的多孔材料组件的多孔材料为有机材料，所述的有机材料为聚氯乙烯、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、聚烯烃类、聚甲基丙烯酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、醋酸纤维素、聚苯胺、聚吡咯、聚醚醚酮、聚苯并咪唑及其混合物。
[0013]所述的工作介质为氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷、己烷、氨气、环己烷、庚烷、水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、乙酸仲丁酯、丁酸乙酯、三乙酸甘油酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异戊酯、乙酸戊酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正戊酯、乙酸甲酯、乙酸苄酯、乙酸苯乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、甲酸正戊酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、丙酮、乙醚、乙腈、二硫化碳、二甲亚砜、甲醛、乙醛、丙醛、丁醛中的至少一种。
[0014]一种采用上述装置去除油液中杂质的方法，将工作介质接通工作介质鼓入口 ；使冷凝装置开始工作；控制多孔材料组件的外部区域的压强大于内部区域的压强0.2个大气压以上；控制te体内的温度在室温至200 C ;将油液从进油口加入体内；油液中的杂质在工作介质的夹带作用下，在冷凝装置上凝结；纯化后的油液从出油口排出。
[0015]进一步的，经纯化后的油液再次加入罐体内，重复纯化一次。
[0016]本发明的有益效果是，本发明的一种去除油液中杂质的纯化装置及其纯化方法，构思新颖，主要基于加速精馏技术，将工作介质引入具有多孔材料组件的罐体内，利用工作介质的夹带功能将油液中的污染物质等杂质脱除。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]图1是本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第一个实施例结构示意图；` 图2是本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第二个实施例结构示意图；
图3是本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第三个实施例结构示意图；
图4是本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第四个实施例结构示意图；
图中:1.罐体，11.进油口，12.工作介质鼓入口，13.出油口，2.多孔材料组件，3.冷凝装置，4.抽真空装置，5.刮板组件，6.杂质容器，61.排污管路。
【具体实施方式】
[0019]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]如图1所示的本发明去除油液中杂质的纯化装置的第一个实施例，包括罐体1，罐体I内设置多孔材料组件2和冷凝装置3，所述的多孔材料组件2将罐体I内分隔为内外两个区域，所述的冷凝装置3设置于多孔材料组件2的内部区域；所述的罐体I顶部位于多孔材料组件2的内部区域处设有将油液加入到多孔材料组件2上的进油口 11，罐体I顶部位于多孔材料组件2的外部区域处设有工作介质鼓入口 12 ;所述的罐体I底部位于多孔材料组件2内部区域设有出油口 13。
[0021]如图2所示，本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第二个实施例，与第一个实施例的区别在于，所述的罐体顶部设有将进油口进入的油液甩至多孔材料组件上的旋转桨叶，所述的罐体I顶部位于多孔材料组件2的内部区域设有调节罐体I内真空度降低待分离物质沸点的抽真空装置4。抽真空装置4在使罐体I保持负压的同时，使多孔材料组件2的内外呈现压差，便于杂质从油液中分离。
[0022]如图3所示，本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第三个实施例，与第二个实施例的区别在于，进一步的，所述的多孔材料组件2的内侧设有至少一个周向旋转用于将物料均匀分散的刮板组件5。在工作时，刮板组件5旋转使油液物料分散均匀，利于杂质分离。
[0023]如图4所示，本发明的去除油液中杂质的纯化装置的第四个实施例，与第三个实施例的区别在于，进一步的，为更好的收集凝结在冷凝装置3上的杂质，所述的冷凝装置3的下部区域安装有接纳杂质的杂质容器6，所述的杂质容器6底部开有排污管路61。
[0024]进一步的，为便于杂质从油液中分离，所述的罐体I上设有加热装置(未图示)。
[0025]作为关键设备的多孔材料，所述的多孔材料组件2的多孔材料为无机材料，所述的无机材料为不锈钢、铝、铜、锌、银、镉、钛、镍、锰等及其合金材料，氧化铝、氧化硅、陶瓷、碳、碳化物、氮化物、硼化物。
[0026]作为关键设备的多孔材料，所述的多孔材料组件2的多孔材料为有机材料，所述的有机材料为聚氯乙烯、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、聚烯烃类、聚甲基丙烯酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚 胺、醋酸纤维素、聚苯胺、聚吡咯、聚醚醚酮、聚苯并咪唑及其混合物。
[0027]所述的工作介质为氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷、己烷、氨气、环己烷、庚烷、水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、乙酸仲丁酯、丁酸乙酯、三乙酸甘油酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异戊酯、乙酸戊酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正戊酯、乙酸甲酯、乙酸苄酯、乙酸苯乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、甲酸正戊酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、丙酮、乙醚、乙腈、二硫化碳、二甲亚砜、甲醛、乙醛、丙醛、丁醛中的至少一种。工作介质为不活泼物质，具有在工作环境易挥发的特性，便于实现工作介质的夹带作用，以排出杂质。
[0028]本发明可用于鱼油、虾油、菜油、磷脂油等或者其混合物，形式为甘油三酯、甘油双酯、甘油单酯、乙酯、磷脂或其混合物。
[0029]一种采用上述装置去除油液中杂质的方法，将工作介质接通工作介质鼓入口 ；使冷凝装置开始工作；控制多孔材料组件的外部区域的压强大于内部区域的压强0.2个大气压以上；控制te体内的温度在室温至200 C ;将油液从进油口加入体内；油液中的杂质在工作介质的夹带作用下，在冷凝装置上凝结；纯化后的油液从出油口排出。
[0030]一般根据油液的品种控制其温度，在不影响油液品质的前提下，温度高，有利于污染物排出。本领域技术人员可根据不同油液选择不同的工作温度。
[0031]进一步的，经纯化后的油液再次加入罐体内，重复纯化一次。
[0032]以鱼油1050EE为原料，以二氧化碳为工作介质，气体流速为50ml/min，在120°C的温度下，以每小时200ml的速度加入物料，然后将所收集出油口物料再次处理，并以水为工作介质，水加入速度为20g/小时，在120°C的温度下，以每小时200ml的速度加入物料，收集出油口所得物料进行分析，其分析结果如下:
表1
【权利要求】
1.一种去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:包括罐体，罐体内设置多孔材料组件和冷凝装置， 所述的多孔材料组件将罐体内分隔为内外两个区域，所述的冷凝装置设置于多孔材料组件的内部区域； 所述的罐体顶部位于多孔材料组件的内部区域处设有将油液加入到多孔材料组件上的进油口，罐体顶部位于多孔材料组件的外部区域处设有工作介质鼓入口； 所述的罐体底部位于多孔材料组件内部区域设有出油口。
2.如权利要求1所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的罐体顶部设有将进油口进入的油液甩至多孔材料组件上的旋转桨叶，所述的罐体顶部位于多孔材料组件的内部区域设有调节罐体内真空度降低待分离物质沸点的抽真空装置。
3.如权利要求1或2所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的多孔材料组件的内侧设有至少一个周向旋转用于将物料均匀分散的刮板组件。
4.如权利要求3所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的冷凝装置的下部区域安装有接纳杂质的杂质容器，所述的杂质容器底部开有排污管路。
5.如权利要求3所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的罐体上设有加热装置。
6.如权利要求1所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的多孔材料组件的多孔材料为无机材料，所述的无机材料为不锈钢、铝、铜、锌、银、镉、钛、镍、锰等及其合金材料，氧化铝、氧化硅、陶瓷、碳、碳化物、氮化物、硼化物。
7.如权利要求1所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的多孔材料组件的多孔材料为有机材料， 所述的有机材料为聚氯乙烯、聚氨酯泡沫、酚醛泡沫、聚烯烃类、聚甲基丙烯酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、醋酸纤维素、聚苯胺、聚吡咯、聚醚醚酮、聚苯并咪唑及其混合物。
8.如权利要求1所述的去除油液中杂质的纯化装置，其特征是:所述的工作介质为氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷、己烷、氨气、环己烷、庚烷、/K、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、苯、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、乙酸仲丁酯、丁酸乙酯、三乙酸甘油酯、乙酰乙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸异丁酯、乙酸异丙酯、乙酸异戊酯、乙酸戊酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸正戊酯、乙酸甲酯、乙酸苄酯、乙酸苯乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、甲酸正戊酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异壬酯、丙酮、乙醚、乙腈、二硫化碳、二甲亚砜、甲醛、乙醛、丙醛、丁醛中的至少一种。
9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的装置去除油液中杂质的纯化方法，其特征是:将工作介质接通工作介质鼓入口 ；使冷凝装置开始工作；控制多孔材料组件的外部区域的压强大于内部区域的压强0.2个大气压以上；控制罐体内的温度在室温至200°C;将油液从进油口加入罐体内；油液中的杂质在工作介质的夹带作用下，在冷凝装置上凝结；纯化后的油液从出油口排出。
10.如权利要求9所述的去除油液中杂质的纯化方法，其特征是:经纯化后的油液再次加入罐体内，重复纯化一次。
【文档编号】C11B3/12GK103695167SQ201410007057
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】曾桂凤, 黄爱生, 熊建民, 蒋振奇 申请人:常州市百得来生物科技有限公司