一种油脂浸出工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油脂分离技术领域，涉及一种油脂浸出工艺以及基于该工艺的油脂浸出装置。
【背景技术】
[0002]植物油脂是当前人们生活中必不可少的营养食品，据中商产业研究院数据库的数据显示，2014年中国精制食用植物油产量达6534万吨，比2013年同期增长5%，比2010年增长67%。这项数据体现了植物油脂在中国具有非常广大的市场。在众多的油料作物中，大豆油以其丰厚的原料供给量成为了食用植物油市场上最主要的产品，类似的产品还有棕榈仁油和米糠油等等，对于这类油料的提取工艺，膨化浸出工艺被公认为是效率高、利润率高的提取方法，适合大宗生广。
[0003]传统的膨化浸出工艺，在油料经过膨化预处理之后，进入浸出工段，油脂提取后产生的含溶剂混合油、含溶剂的油料柏均采用减压蒸发、蒸汽汽提的工艺进行溶剂分离，混合蒸汽经过冷凝后产生的不凝气通过有机溶剂(石蜡油、植物油)对流传质后，尾气排空，冷凝后的凝液去分水器经过分水处理后回收有机溶剂，而有机废水则经过处理后排放。在当今日趋激烈的国内、国际市场竞争的背景下，如何减少该过程的能量消耗、减少废水的产生，从而有效降低成本成为了决定油脂生产企业能否良好发展的关键因素。而如何在保证毛油收率的同时又能降低浸出工艺过程的能量消耗、减少废水的排放量，并降低运行成本则是本领域技术人员一直渴望解决而至今未能获得成功的难题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种油脂浸出工艺，该工艺将氮气气提技术应用于含溶剂的油料柏的脱溶过程，将气体膜分离技术用于不凝气中有机溶剂的回收过程，从而大幅降低浸出工艺中的能量消耗以及有机废水的产生，并在保证毛油产量的基础上有效降低其生产的运行成本。本发明还提供了一种基于上述油脂浸出工艺的油脂浸出装置，该装置可以较好的实现上述方法的操作。
[0005]为此，本发明提供了一种油脂浸出工艺，其包括:
[0006]过程A，在溶剂存在下对油料料坯进行浸出处理，获得混合油和含溶剂的油料柏；
[0007]过程B，对混合油进行蒸发处理，获得毛油和蒸发溶剂蒸汽；
[0008]过程C，对含溶剂的油料柏进行蒸脱处理，获得粗油料柏和蒸脱溶剂蒸汽混合物；
[0009]其中，所述蒸脱处理通过向脱溶层通入氮气进行。
[0010]根据本发明，所述氮气的通入量为23-27m3/吨含溶剂的油料柏。优选所述氮气的通入量为23-24.5m3/吨含溶剂的油料柏。进一步优选所述氮气的通入量为24.5m3/吨含溶剂的油料柏。本发明的过程C中的氮气的通入量是根据氮气和正己烷溶剂的气液相平衡关系以及大量试验来确定的；该过程中要求通入的氮气的量刚好可以满足将含溶剂的油料柏中的溶剂脱除；如果氮气的通入量过大，例如大于27m3/吨含溶剂的油料柏，会造成氮气循环过程运行成本提高，而如果氮气的通入量过低，例如低于23m3/吨含溶剂的油料柏，则会造成含溶剂的油料柏中溶剂脱除不彻底。
[0011]在本发明的一些优选的具体实施例中，例如在过程C中，含溶剂的油料柏的处理量为8.17吨/小时，则氮气的通入量约为200m3/小时。
[0012]根据本发明，所述蒸脱处理的操作温度为50-55°C。优选所述蒸脱处理的操作温度为50-53°C。进一步优选所述蒸脱处理的操作温度为53°C。本发明人经过试验研究发现，本发明的过程C中的蒸脱处理的操作温度选择比经过浸出处理后得到的含溶剂的油料柏的温度(约50°C)略高的温度范围可以实现在能量损失较低的条件下进行脱溶操作;如果温度选择较低，例如低于50 0C，会损失含溶剂的油料柏中的部分能量;如果选择温度过高，例如高于53°C，则会造成过程换热工程成本升高。
[0013]在本发明的一些实施例中，所述蒸脱处理的操作压力为0.05-0.07MPa。优选所述蒸脱处理的操作压力为0.05MPa。本发明的过程C中的蒸脱处理的操作压力是根据所通入的氮气和正己烷溶剂的气液相平衡关系、蒸脱处理的操作温度以及大量试验来确定的；该过程中要求在约53°C条件下实现脱溶操作需提供的适度压力条件；如果压力选择过高，例如高于0.07Mpa，会导致含溶剂的油料柏溶剂脱除机不彻底，如果压力选择过低，例如低于
0.05Mpa，则造成不必要的能耗增加。
[0014]根据本发明，所述工艺还包括溶剂回收的过程D:将过程B中所产生的蒸发溶剂蒸汽与过程C中所产生的蒸脱溶剂蒸汽混合物汇合后进行冷凝处理、气液分离处理以及气体膜分离处理，获得回收溶剂和含有残溶的回收氮气并分别进行循环利用。
[0015]本发明中，所述气体膜分离处理至少为一级气体膜分离处理;优选所述气体膜分离处理为两级以上的气体膜分离处理;进一步优选所述气体膜分离处理为两级气体膜分离处理。
[0016]根据本发明，在过程A中，对油料料坯进行浸出处理包括对油料料坯进行多级逆流萃取。
[0017]在本发明的一些实施例中，在过程A中，所述浸出处理的操作温度为48-53°C。优选所述浸出处理的操作温度为53°C。
[0018]在本发明的另一些实施例中，所述浸出处理的操作压力为常压。
[0019]在本发明的又一些实施例中，用于浸出处理的溶剂的消耗量约为0.9-1吨/吨油料料坯。例如，在浸出处理过程中，油料料坯的进料量为7.60吨/小时，则用于浸出处理的溶剂的消耗量约为6.84-7.60吨/小时。
[0020]本发明中，用于浸出处理的溶剂包括新鲜溶剂和/或回收溶剂。
[0021]本发明中，优选所述新鲜溶剂为6#溶剂。6号溶剂为常见工业用轻质溶剂，外观为无色透明液体，是各种低级烷烃的混合物，其中正己烷(沸点68.7°C)为主要成分。6#溶剂产品馏份范围较工业己烷宽，具有工业己烷类似的性质。能与除蓖麻油以外的多数液态油脂混溶，可溶解低级脂肪酸。
[0022]根据本发明的一些优选的实施方式，所述方法还包括在过程A之前对油料料坯进行预处理的过程。相应的，在过程A中，对经过预处理后的油料料坯进行浸出处理。
[0023]根据本发明，在过程B中，对混合油进行蒸发处理包括依次对混合油进行第I级蒸发处理、第Π级蒸发处理和汽提处理。
[0024]在本发明的一些具体的实施例中，对混合油进行蒸发处理包括:
[0025]步骤L，对混合油进行第I级蒸发处理获得第I级蒸发油和第I级蒸发溶剂蒸汽；
[0026]步骤M，对第I级蒸发油进行第Π级蒸发处理获得第Π级蒸发油和第Π级蒸发溶剂蒸汽；
[0027]步骤N，对第Π级蒸发油进行汽提处理获得毛油。
[0028]优选的，将步骤N中获得的毛油物料流与第I级蒸发油的物料流换热后离开装置。更为优选地，将步骤N中获得的毛油物料流与第I级蒸发油的物料流换热并经过冷却降温后离开装置。
[0029]在上述步骤N中，所述毛油中的残溶量〈0.3wt%。
[0030]本发明所述用语“油脂浸出工艺”可以理解为一种油脂浸出方法，是指一种应用氮气气提技术和气体膜分离技术优化植物油脂浸出工艺的方法，该方法亦可称为一种新型低能耗油脂浸出工艺。
[0031]本发明还提供了一种油脂浸出装置，其包括环形浸出器以及分别与环形浸出器相连接的蒸发处理单元和蒸脱处理单元，其中所述蒸脱处理单元包括与环形浸出器相连接的蒸脱机以及向蒸脱机供入氮气的氮气发生器和鼓风机。所述蒸脱机的底部设置有风冷装置，用于使脱脂油料柏的温度降至常温。
[0032]根据本发明，所述装置还包括溶剂回收单元，其按物料流动方向依次包括第Π气体混合器、第π冷凝器、第m气体混合器、第m冷凝器、第I气液分离器、气体压缩机、过滤器、膜分离单元、第π汽液分离器以及分水器，其中，第π气体混合器的进料口通过第I真空栗与蒸脱机顶部相连接;蒸发处理单元的溶剂出蒸汽口经由第I气体混合器和第π换热器与第π气体混合器的进料口相连接。
[0033]在本发明的一些实施例中，所述溶剂回收单元还包括用于使膜分离单元中的膜分离组件的提浓相返回第m冷凝器的循环回路，所述循环回路按物料流动方向依次包括第IV气体混合器、第π真空栗、第m气体混合器和第m冷凝器。
[0034]在本发明的另一些实施例中，所述溶剂回收单元还包括用于将第I气液分离器和第π气液分离器分离得到的溶剂输送至分水器的管路。
[0035]根据本发明的一些实施例，所述膜分离单元包括至少一个气体膜分离组件。优选所述膜分离单元包括二