一种常压连续式萃取裂殖壶菌饼粕中油脂的方法及其设备的制造方法
【专利摘要】一种常压连续式萃取裂殖壶菌饼粕中油脂的方法及其设备，本发明公开了一种在常压下利用正己烷萃取裂殖壶菌饼粕中剩余油脂的方法，其特点是使用经过造粒或者膨化的裂殖壶菌干菌体或榨油后的饼粕做原料，利用一种特别设计的浸没式萃取器，在常压下，以正己烷为溶剂，采用逆流和物料完全浸没的进行连续萃取获得裂殖壶菌饼粕中的油脂；特别设计的浸没式萃取器系浅层床式，内部设置预埋式刮板和连续托盘，溶剂与物料刮板逆向运动，萃取全程可以保证物料完全浸没在溶剂中，直到完成萃取排渣。本设计及萃取工艺可以实现连续式生产，提高萃取效率降低萃取成本，优于现有的亚临界和超临界萃取工艺设备。
【专利说明】
一种常压连续式萃取裂殖壶菌饼粕中油脂的方法及其设备
技术领域
[0001] 本专利涉及了一种浸没式萃取裂殖壶菌饼柏的技术及其萃取设备设计，主要是采 用常压方法利用溶剂萃取裂殖壶菌饼柏中的油脂的工业方法。
【背景技术】
[0002] 微生物油脂是动物油脂和植物油脂之外最新兴起的第三大食用油脂来源，特别是 可以从微生物油脂中获得一些动植物油脂中没有的π3型功能性多不饱和脂肪酸，例如DHA 和ARA，这些多不饱和脂肪酸对婴幼儿的视力和智力发育起着重要作用。因此从微生物中获 取功能性多不饱和脂肪酸的技术有着重要的工业和市场价值，包括裂殖壶菌在内的多种微 生物目前已经被成功的应用与工业化生产，取得了良好的经济效益。
[0003]目前来说，从微生物菌体中提取油脂的主要工业方法是溶剂萃取法，溶剂萃取法 分为湿法溶剂萃取和干法溶剂萃取，湿法溶剂萃取因为只能间断式生产，溶剂消耗大，废液 排放量大等缺点已经成为逐渐被淘汰的方法，而干法萃取是把微生物干燥后直接使用溶剂 进行萃取，可以实现连续式生产，溶剂消耗少，废液排放几乎没有，是目前相对先进的生产 方法。干法萃取按照萃取的压力可以分为超临界，亚临界和常压萃取等，其中超临界萃取 的溶剂主要是液态的二氧化碳，亚临界萃取的溶剂主要是液化的丁烷。超临界萃取需要在 20-30Mpa的压力下进行，高压的维持和二氧化碳气体压缩回收都会消耗巨大的电能，设备 造价也较高，萃取成本高昂；亚临界萃取虽然使用的压力在〇. 5_3Mpa，但也是属于带压操 作和压力容器，而且正丁烷溶剂除了回收需要压缩耗能外，其挥发性和易燃易爆性也会对 生产造成安全隐患。
[0004] 目前有较多的专利公开了采用亚临界萃取技术和湿法萃取技术从微生物中提 取功能性多不饱和脂肪酸的方法，例如CN200910060642. X公开的专利公开了一种用C02 超临界萃取法提取多不饱和脂肪酸油脂的方法，其萃取釜中的压力为15MPa-40Mpa，萃 取时间为2-6h，可以萃取花生四烯酸干菌体和二十二碳六烯酸干菌体中的相关油脂； CN200710025079. 3和CN200910111657. 4公开常压萃取DHA和ARA的技术，但是其对裂殖壶 菌发酵液仅进行了絮凝和浓缩处理，没有进行进一步的干燥得到干菌体，其萃取也是在萃 取罐中间断进行，未能实现连续式生产，仍然属于湿法萃取技术的一种；到目前为止，还没 公开的专利对干燥微生物菌体的连续式常压萃取设备和工艺提出主张。
[0005] 常压萃取通常使用的6号溶剂油或者正己烷作为溶剂，操作和设备均在常压下运 行，正己烷和6号溶剂油的液化比二氧化碳和正丁烷容易，压缩回收的能耗也小很多，目前 已经被广泛应用于大豆，菜籽等植物油脂的提取工业生产之中，技术成熟度高。但是现有 的常压萃取装置的设计原理使其产能变得对微生物油脂来说过大，主流高效价比的连续式 植物油萃取装置很少有小于1000TPD (吨/每天），而微生物油脂的特点使其日产能很少超 过50TPD，针对这一情况本发明公开了一种适合于微生物油脂萃取的小型常压萃取器和连 续萃取工艺。
【发明内容】
[0006] 本发明设计的萃取器采用了与现有植物油链式溶剂喷淋浸出不同的物料完全浸 没的刮板托盘式设计如附图1所示，萃取器主要由进料斗（旋转阀），托盘，预埋式刮板输送 机，混合油溢流口和出料口等组成，其中溶剂进口设计在出料口附近，溶剂在萃取器内的流 向和刮板输送机的运行方向为反向，物料被刮板输送机均匀的分散为厚度约250_的物料 层，溶剂液位使得物料在萃取器中完全浸没在溶剂中，而且混合油浓度梯度从出料口向混 合油溢流排出口出逐渐增大，可以让所有物料在出料之前能够和新进入的溶剂混合萃取， 这样的设计使得新溶剂和萃取物料中油脂之间的分配趋势最大化，可以尽可能的萃取出物 料中的油脂，通过这种设计本发明专利可以实现最小的溶剂量萃取最多油脂，并在能耗，溶 剂损耗方面节省大量成本。
【附图说明】
[0007] 图1是浸没式连续萃取器示意图；图2是萃取裂殖壶菌等微生物饼柏的典型工艺 流程图。
【具体实施方式】
[0008] 应用实例1使用10TPD的浸没式常压萃取器萃取裂殖壶菌藻柏中含有DHA油脂
[0009] 裂殖壶菌藻柏系经过二级榨油机压榨，剩余油脂含量8 %，含水量10 %，约4t藻柏 先通过造粒机进行造粒，然后通过进料斗进入到萃取器中，加料量和溶剂流量比例保持在 1 : 1.5重量比，萃取器内操作温度为30°C，加料速度180kg/h，物料停留时间90min，物料 经过一次萃取后即作为藻渣排出，得到毛油240kg，出油率75% ;附表1中显示的是根据对 毛油的各项指标进行测试的结果，表明与现有一般湿法萃取工艺指标相似。
[0010] 应用实例2使用50吨/日的浸没式常压萃取器萃取裂殖壶菌藻柏中含有DHA油 脂
[0011] 经过干燥的裂殖壶菌干菌体油脂含量40 %，含水量15 %，40t干菌体先通过造粒 机进行造粒，然后经过膨化和通过进料斗进入到萃取器中，加料量和溶剂流量比例保持在 1 : 1. 5重量比，萃取器内操作温度为30°C，加料速度1800kg/h，物料停留时间120min，物 料经过一次萃取后由返料绞龙再次通过进料斗进入萃取器进行二次萃取，最后可以得到毛 油15. 5t，出油率97% ;藻柏残油率不高于2% ;根据对毛油的各项指标进行测试，发现与 现有一般湿法萃取工艺指标相似，附表1中显示的是根据对毛油的各项指标进行测试的结 果，表明与现有一般湿法萃取工艺指标相似。
[0012] 应用实例3萃取工艺说明
[0013] 典型的萃取工艺参照说明书附图2,物料通过旋转阀进入萃取器，溶剂从另一端经 过加热后进入萃取器，物料运动方向和溶剂流动方向相反，经过萃取后：
[0014] A混合油由溢流孔排出到混合油暂存罐，然后栗入混合油过滤器，过滤后的混合油 经暂存罐栗入主蒸发器进行脱溶后得到毛油，栗入入毛油暂存罐，过滤器产生的藻渣进入 气密输送器按照B处理。
[0015] B萃取后的藻渣排出和混合油过滤器排出的藻渣一起经过气密输送到脱溶闪蒸 机，脱除溶剂后藻渣经过冷却干燥后作为废料排除，脱溶中产生的气体经过溶剂冷凝器后 冷却为液体打入主蒸发器用于加热混合油，换热后的溶剂打回溶剂罐循环使用。
[0016] C萃取器排出的含有溶剂的气体和溶剂冷凝器中排出的气体以及主蒸发器中排出 的含有溶剂的气体都经过排风冷凝器进行冷凝，回收少量溶剂，然后剩余气体经过M0S矿 物油吸收系统之后直接排空。
[0017] 附表应用实例1和2中获得毛油的指标测试结果
[0018]
【主权项】
1. 一种常压萃取裂殖壶菌饼柏中油脂的方法，其主要内容包括： 1. 1 一种特别设计的浸没式连续萃取器，主要包括进料器，托盘，预埋式刮板输送器，出 料口等部件，一个典型的萃取器设计在说明书附图1中体现 1. 2裂殖壶菌饼柏经由萃取器上方的进料斗进入萃取器，进料斗上连接有两个料位开 关，用于监测操作过程中进料口料位的高低，进料口旋转阀的开闭将由进料口斗处的料位 来控制，进料口处采用气封 1. 3饼柏物料通过预埋式刮板输送机在各个托盘间输送，保证饼柏在托盘上形成一个 连续浅物料层，溶剂采用逆流方向从排料口附近进入到萃取器物料中，随着溶剂与物料的 相对运动，萃取出微生物油脂的混合油的浓度提高，最后通过混合油溢流孔排出 1. 4萃取完成后的混合油溢流到混合油储罐，经过过滤和脱溶后获得毛油，溶剂经过回 收脱水，液气分离等处理后循环进入萃取器使用。2. 本方法也适用于包括真菌门，蓝藻门和绿藻门所属的产油脂的微生物干菌体或者饼 柏的油脂制取；本方法所提取的油脂包括以酯形式存在的脂肪酸，多烯烃和长链烯烃，其他 微生物生产的具有类似酯结构的脂质。3. 根据权利要求1. 1所述的萃取器，其特征在于： 3. 1进料口采用旋转式，进料漏斗连接有物位开关，旋转阀的开闭由进料斗的物位控 制，进料口采用气封控制，用水平传感器维持蒸汽稳定 3. 2萃取器内部安装了一系列的托盘，每个托盘连有一个预埋式刮板输送机，物料通过 刮板输送机在托盘之间传递，在遇到折叠转折排料时，托盘翻转使物料卸下到另一个托盘 中 3. 3通过将萃取器中产生的少量溶剂蒸汽排到排气冷凝器，来保持萃取器上方的负压 环境 3. 4溶剂从排料口附近进入萃取器，始终保持排出的物料与新鲜溶剂接触 3. 5无需维持萃取器压力和溶剂回收液化所用的大量压缩机。4. 根据权利要求1所述的萃取方法，其特征在于： 4. 1整个萃取器在接近常压下运行，无需维持内部的正压，所用溶剂为正己烷或6号溶 剂油，溶剂和物料比例在1.2 : 1到2 : 1之间，萃取停留时间在45-120min之间， 4. 2本方法所指的裂殖壶菌饼柏包括经过干燥后的干菌体和经过压榨提取油脂后的剩 余饼柏，其中含油量在8% -50%，含水量低于10%，裂殖壶菌饼柏预先通过膨化或者造粒 方式，制备成大小在2-5cm3的疏松多孔颗粒 4. 3通过刮板输送器使物料在萃取器中形成浅物料层，厚度不超过250_，物料因为密 度大于溶剂所以沉降并完全浸没在溶剂之中， 4. 4在物料排料前，可以遇到补给的新鲜溶剂，保证所有固体物料在排料前经过新鲜溶 剂萃取出尽可能多的油脂 4. 5本萃取器和萃取工艺可以实现连续式给料出料的生产方式。5. 根据权利要求4所述的萃取方法，可以达到以下的工艺参数 萃取每吨物料消耗蒸汽540-560kg，电耗30-35kW，消耗冷却水40-50m3。
【文档编号】C11B1/02GK105886115SQ201410413465
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年8月21日
【发明人】朱蓓微, 王兴国, 金青哲, 王永富
【申请人】青岛海智源生命科技有限公司, 青岛和合汇途工程技术有限公司