专利名称：一种用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐。
背景技术：
米糠油、棉籽油、芝麻油、玉米胚油和小麦胚芽油等均含蜡质，如米糠油含蜡3% 5%，蜡主要成分是高级脂肪酸与高级脂肪醇形成的酯，通常称作蜡酯。纯净的蜡在常温下呈结晶固体，因种类不同则熔点高低不同，这些物质的结晶状微粒分散在油中，使油呈浑浊状而透明度差，影响油品的外观和质量，蜡对热、碱较稳定，属难皂化或不皂化物质，一般采用冷冻(低温)结晶过滤法除去。蜡在40°C以上的高温下溶于油脂，因此，无论是以压榨法制取的原油中，还是以浸出法制取的混合油中，均混入了一定量的蜡质。一般油脂中的含蜡量随料胚含壳量的增加 而增加。常温(30°C)以下，蜡质在油脂中的溶解度降低，析出蜡晶粒而成为油溶胶，具有胶体的一切特性(如光学及电学性质)。随着储存时间的延长，蜡的晶粒逐渐增大而变成悬浮体沉降下来，此时油又变成了“粗分散体系”一悬浊液，可见含蜡粗油既是溶胶又是悬浊液，因此，只要油脂中含有少量蜡质，甚至痕量的蜡(5X10_6)，即可使浊点升高，使油品的透明度和消化吸收率降低，并使气味、滋味和适口性变差，从而降低了油脂的营养价值及工业使用价值。为了提高油脂的营养价值和油脂食品的质量，提高油脂的工业利用价值，做到物尽其用，综合利用油脂蜡源，从油脂中脱除或提取蜡质是一举两得的事。脱除油脂中蜡质的工艺过程称为油脂的脱蜡，纯净的蜡质在常温下是固态，它们的熔点较高，如向日葵蜡的熔点为79 81 °C，米糠蜡的溶点为78 82°C，豆油中蜡的熔点为78 79°C。根据固体在液体中的溶解度原理，对可以溶解的固-液物质来说，固体离其熔点越近，其分子间力越趋近于液体的分子间力，因而也越易溶于液体；反之，则越不易溶解。熔点以下的蜡在油脂中的溶解度也遵循这一规律，即溶解度随温度的降低而变小。蜡质是长碳链脂肪酸和长碳链脂肪醇酯化而成的酯，它的链长可达50 60碳原子，甚至更多，酰氧键在分子的中部。由蜡的分子结构可以知道蜡是一种带有弱亲水基团的亲脂性化合物，温度高于40°C时，蜡分子间力与油脂的分子间力相差不大，蜡显示出在油脂中的可溶性，也就是说这时蜡分子的亲脂性起主要作用；当温度降到30°C以下时，蜡分子间力与油脂分子间力的差异明显增大，从而显示出在油中的不可溶性，也可以说蜡分子的亲脂性降低了。实验表明，此时随着温度的徐徐下降，含蜡油脂逐渐析出蜡质晶粒，成为油溶胶，蜡晶为分散质，油脂为分散剂。这种油溶胶是不稳定的，随着存放时间的延长，蜡的晶粒逐渐增大而变成悬浮体慢慢沉降下来。这时，含蜡油脂成了悬浊液，可借助机械手段将蜡晶从油脂中分离出来，达到脱蜡之目的，这就是含蜡油脂冷却结晶、分离的基本原理。值得指出的是，蜡质作为一类长碳链化合物，与长链脂肪酸及甘油酯一样，存在同质多晶现象。同样的蜡在不同的结晶条件下，可以形成几种不同形式的晶体，不同晶型的分子所含的能量是不同的，其熔点也不一样，分子所含能量越低的晶体，其熔点越高，稳定性也越好。在蜡质结晶过程中，冷却速度如果太快，往往析出的晶体颗粒很小，很难过滤，而适当控制结晶的温度、时间和方法，可以得到颗粒大而坚固的结晶体，便于蜡质与油脂的过滤分离，这一点对脱蜡工艺来说是十分重要的。脱蜡方法从工艺上可分为多种，如常规法、碱炼法、表面活性剂法、凝聚剂法、脲包合法、静电法及综合法等。虽然各种方法采用的辅助脱蜡的手段不同，但其基本原理均属常规法冷冻结晶及分离的范畴，即根据蜡与油脂的熔点差异及蜡在油脂中的溶解度随温度降低而变小的物理性质，通过冷却析出晶体蜡(或蜡和助晶剂混合体)，经过滤或离心分离而达到蜡油分离之目的。为了得到易于分离的晶体，冷却必须缓慢进行，当温度逐渐下降到预定的结晶温度后，还需在该温度下保持一定时间，进行养晶(或称老化、熟成)，养晶过程中，晶粒继续长大，可见，从晶核形成到晶体成长为大而结实的晶体，需要足够的时间，养晶过程是在养晶罐里完成的。冷却结晶过程中需要适当的搅拌，若不搅拌，已经析出的蜡晶与将要析出的蜡分子之间的碰撞只能靠对流来实现，如此，碰撞机会少，对结晶不利；而若搅拌速率(强度)过大，则会打碎已经结晶的粒子，也不利于结晶，搅拌强度以有利于晶粒成长为准，应尽量温和地搅拌。有人认为，在晶核生成过程用搅拌，结晶成长过程可不用搅拌；也有人认为，搅拌强度与结晶温度有关，增加搅拌强度，同时控制较低的结晶温度，也会获得同样好的脱蜡效果，但是，由于机械搅拌需要更多能量，经济上并不合算，所以一般认为应选用较低搅拌强度和较闻结晶温度。常规脱蜡法也称单纯机械分离脱蜡法，是油脂在冷却结晶及晶、液分离过程中，不附加其他措施的一种工艺。该工艺通常采用结晶-养晶-分离的过程，结晶在结晶罐进行，养晶在养晶罐进行，分离方法常用压滤法，是连续式生产工艺。养晶罐是为晶体成长提供条件的设备，既能够对油脂施加温和的搅拌，也能够为油脂提供足够的养晶时间。原有的养晶罐结构主要是养晶罐的主体是一碟底平盖圆筒体，筒体中间是搅拌系统，它由变速电机、减速机、联轴器、轴及轴上的搅拌叶、下轴承所组成，筒体底部是裙座，油脂从上部进入，底部流出，置于轴心的桨叶式搅拌器，由变速电机通过减速器带动，对油脂进行搅拌。目前应用的养晶罐的主要存在如下不足(I)、搅拌不均匀为保证足够的养晶时间，一般养晶罐的直径、高度尺寸较大，内部不便于设置隔板或挡板，在搅拌器的作用下，油脂从上往下流的过程中，没有内部构件来规定油流的路线，造成部分油流短路，部分油流超过养晶时间，不便于对整体油流进行停留时间的精确控制，既而影响养晶效果。(2)、搅拌使油脂激烈翻动，不利于晶体成长虽然搅拌器搅拌速度一般设定得比较低，但搅拌叶经过的油流处还是会翻动得比较激烈，这样会把这部分油脂中已经形成的粗大的晶粒打碎，影响养晶效果。(3)、养晶罐装有的机械桨叶式搅拌器，这种搅拌带来了许多弊端，搅拌器需要耗费电能，增加了生产成本，需要经常维护和更换易损件，增加了车间的人力成本，尤其是养晶罐的安装、维修需要很大的空间和场地，增加了车间的土建投资。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、操作简单、造价低廉、能耗较低的养晶罐。为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案一种用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其包括罐体和支撑罐体的裙座，特别是，所述罐体包括同轴设置且直径依次减小的外筒体、中筒体及内筒体，外筒体的顶端形成有进油口，内筒体的底端形成有出油口，外筒体与中筒体在底部相连通，中筒体与内筒体在顶部相连通，外筒体与中筒体之间构成外腔体，中筒体与内筒体之间构成中腔体，内筒体的内部空间构成内腔体，在外腔体和中腔体内分别设置有构成油流的流道的外腔体螺旋体和中腔体螺旋体，外腔体螺旋体和中腔体螺旋体的螺旋方向相反，在内腔体内设有内腔体挡板，内腔体挡板的设置使得油脂不断地按四周-中心-四周-中心的换向流动方式从上而下流至出油口。根据本实用新型的一个具体和优选方面，外筒体的顶端部为圆锥形，进油口位于所述外筒体的锥顶位置。中筒体的顶端部也为圆锥形，在中腔体的圆锥形的顶部上开有孔，并且在所述孔上接有一段放空口。 根据本实用新型的又一具体方面，自上往下看，外腔体螺旋体为逆时针旋转，中腔体螺旋体为顺势针旋转。根据本实用新型的又一优选方面，所述内腔体挡板包括沿着上下方向交替设置的多个大挡板和多个小挡板，大挡板的设置使得油脂仅能从中心流过，小挡板的设置使得油脂仅能从四周流过。优选地，在内筒体的下部设置有温度传感器，以监控油脂的温度。在外腔体的底部设有放净口，以便于在停车时放空内部的物料。由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点本实用新型通过养晶罐体的结构设计实现油脂在养晶罐内的温和搅拌，一方面，油脂不断换向流动，实质上形成对油脂施加强度比较温和的搅拌作用，既保证了油脂中晶粒之间相互接触、碰撞，形成有利于分离的晶团，又不会打碎已经结晶的粒子，利于晶粒成长；另一方面，因没有机械搅拌器，省却了原有养晶罐电能的消耗，因新型养晶罐内部构件都是固定设置，无转动部件，避免了原有养晶罐搅拌器的维修、保养、更换易损件的工作量，降低了人力成本；此外，本实用新型养晶罐没有机械搅拌器，设备上部不需要考虑搅拌轴抽出时所需的空间，操作平台也不需要设置很大的维修场地，这样养晶罐设备布置可以比较紧凑，对车间空间需求可以大大降低，因而降低车间投资。
以下结合附图
和具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明。图I为根据本实用新型的养晶罐的主视透视示意图；图2为根据本实用新型的养晶罐在图I中A-A方向的视图；图3为根据本实用新型的养晶iil的俯视不意图；图4为根据本实用新型的养晶罐的外腔体的主视结构示意图；图5为根据本实用新型的养晶罐的中腔体的主视结构示意图；其中1、外筒体；2、中筒体；3、内筒体；4、裙座；6、吊耳；7、温度传感器；a、进油口 ；b、出油口 ；c、放空口 ；d、放净口 ；12、外腔体；120、外腔体螺旋体；23、中腔体；230、中腔体螺旋体；30、内腔体；30a、大挡板；30b、小挡板。
具体实施方式
参见图I至图5，按照本实施例的养晶罐主要由直径依次减小的外筒体I、中筒体2、内筒体3及支撑用的裙座4等组成。外筒体I、中筒体2、内筒体3同轴布置，在外筒体I和中筒体2之间形成的空间是外腔体12，中筒体2和内筒体3之间形成的空间是中腔体23，内筒体3内部是内腔体30。外腔体12内设置了外腔体螺旋体120，其从上向下看是逆时针旋转方向，它既是油流的流道，也是外筒体I与中筒体2之间的支撑件。中腔体23内设置了中腔体螺旋体230，从上向下看是顺时针旋转方向，同样的，它既是油流的流道，也是中筒体2与内筒体3之间的支撑件。内腔体30内设置了内腔体挡板，它是由若干组配对的大挡板30a和小挡板30b串联而成,油流在小挡板30b处只能从小挡板30b四周通过,在大挡板30a处只能从中心通过，它规定了油流的路线，即油流在内腔体30从上往下流动过程中，不断地沿四周-中心-四周-中心这样换向流动。 工作时，已完成结晶的油脂从顶部的进油口 a进入外腔体12，因外腔体12直径较大，在进油口 a和外筒体I之间设置了一段圆锥过渡段。中筒体2顶部则是圆锥导流段，油脂进入外腔体12后，沿外腔体螺旋体120向下呈螺旋形流动。在外腔体12底部，外腔体12与中腔体23空间连通，油脂在底部连通的地方进入中腔体23，沿中腔体螺旋体230向上呈螺旋形流动。在中腔体23的顶部(圆锥导流段)，中腔体23与内腔体30空间连通，油脂在这里进入内腔体30，然后沿内腔体挡板向下折流流动，并从出油口 b流出，进行下一步加工。在中腔体23顶部的圆锥导流段上，开孔接出了一段放空口 C，这样为了在开、停车时放空所用，开车进料时避免形成“气袋”，停车放料时便于尽快放空。在外筒体I上部对称设置了两个设备吊耳6，方便吊装、搬运、安装等施工。在内筒体3的下部设置了温度传感器7，监控油脂的温度。在外腔体12的底部设置了放净口 d，在停车时放空内部的物料。本实用新型的养晶罐具有如下优点(I)、搅拌均匀、搅拌效果好在没有机械搅拌器的前提下，所有油脂不断地换向流动，这样实质上是形成对油脂施加强度比较温和的搅拌作用，这样既保证了油脂中晶粒之间相互接触、碰撞，形成有利于分离的晶团，又不会打碎已经结晶的粒子，利于晶粒成长。(2)、节约能源和降低成本因没有机械搅拌器，省却了原有养晶罐电能的消耗。因新型养晶罐内部构件都是固定设置，无转动部件，避免了原有养晶罐搅拌器的维修、保养、更换易损件的工作量，降低了人力成本。(3)、降低车间投资原有养晶罐的搅拌器的维修或安装时，搅拌器的吊装需要很大的高度空间和水平场地，因此车间土建时，需要给原有养晶罐配置很大的安装、维修空间。本实用新型养晶罐没有搅拌器，设备上部不需要考虑搅拌轴抽出时所需的空间，操作平台也不需要设置很大的维修场地，这样养晶罐设备布置可以比较紧凑，对车间空间需求可以大大降低，因而降低车间投资。以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，且本实用新型不限于上述的实施例，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型 的保护范围。
权利要求1.一种用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其包括罐体和支撑所述罐体的裙座，其特征在于所述罐体包括同轴设置且直径依次减小的外筒体、中筒体及内筒体，所述外筒体的顶端形成有进油口，所述的内筒体的底端形成有出油口，所述外筒体与所述中筒体在底部相连通，所述中筒体与所述内筒体在顶部相连通，所述外筒体与所述中筒体之间构成外腔体，所述中筒体与所述内筒体之间构成中腔体，所述内筒体的内部空间构成内腔体，在所述外腔体和所述中腔体内分别设置有构成油流的流道的外腔体螺旋体和中腔体螺旋体，所述外腔体螺旋体和中腔体螺旋体的螺旋方向相反，在所述内腔体内设有内腔体挡板，所述内腔体挡板的设置使得油脂不断地按四周-中心-四周-中心的换向流动方式从上而下流至所述出油口。
2.根据权利要求I所述的用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其特征在于所述外筒体的顶端部为圆锥形，所述进油口位于所述外筒体的锥顶位置。
3.根据权利要求2所述的用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其特征在于所述中筒体的顶端部也为圆锥形，在所述中腔体的圆锥形的顶部上开有孔，并且在所述孔上接有一段放空口。
4.根据权利要求I所述的用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其特征在于自上往下看，所述的外腔体螺旋体为逆时针旋转，所述的中腔体螺旋体为顺势针旋转。
5.根据权利要求I所述的用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其特征在于所述内腔体挡板包括沿着上下方向交替设置的多个大挡板和多个小挡板，大挡板的设置使得油脂仅能从中心流过，小挡板的设置使得油脂仅能从四周流过。
6.根据权利要求I所述的用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其特征在于在所述内筒体的下部设置有温度传感器。
7.根据权利要求I所述的用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其特征在于在所述外腔体的底部设有放净口。
专利摘要本实用新型涉及用于油脂连续式冷冻结晶的养晶罐，其包括罐体和裙座，罐体包括同轴设置且直径依次减小的外筒体、中筒体及内筒体，外筒体顶端形成有进油口，内筒体底端形成有出油口，外筒体与中筒体在底部相连通，中筒体与内筒体在顶部相连通，外筒体与中筒体之间构成外腔体，中筒体与内筒体之间构成中腔体，内筒体的内部空间构成内腔体，在外腔体和中腔体内分别设置有构成油流的流道的外腔体螺旋体和中腔体螺旋体，二者螺旋方向相反，在内腔体内设有能够使得油脂不断地按四周-中心-四周-中心的换向流动方式从上而下流至出油口的内腔体挡板。本实用新型能够实现对油脂的温和搅拌，搅拌均匀，养晶效果好，且本实用新型还利于节约能源、降低成本。
文档编号C11B7/00GK202543169SQ20122012443
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者叶志刚, 徐晓红, 曾凡中, 王健, 马志强 申请人:太仓市宝马油脂设备有限公司