一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统与方法

1.本发明涉及一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统与方法，尤其是内循环强化萃取和萃取剂与食用油分离的系统与方法。


背景技术：

2.我国是经济和人口大国，粮油食品一直是我国传统和优势产业，其中粮油行业销售收入占全国gdp的2％，粮油安全是关系到百姓福祉和国家经济发展的基础行业。在粮油工业中，主要原料为大豆、油菜籽、花生、棉籽、葵花子、芝麻、亚麻籽等。随着粮油工业的迅速发展，油渣的处置与利用，包括油渣食用油回收，越来越得到关注，油渣的不当处置与低值利用，不仅污染了环境，也浪费了资源和能源。油渣食用油回收是油渣资源化利用的重要领域，目前主要的技术手段是机械挤压，能耗高，油收率低，萃取分离是油品精制领域比较常用的技术，但对于油渣食用油的萃取回收，文献中鲜有报道，尤其是机械搅拌混合与内循环强化萃取一体化技术，目前文献中还没有报道。
3.开发高效的油渣处置与资源化利用技术，对于减少污染物排放、降低能耗和成本、提高粮油生产企业的经济与环境效益具有重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决食用油渣的食用油回收问题，克服机械挤压效率低、能耗高、粮油收率低、噪声大等问题，提供一种高效的油渣处置与资源化利用技术，尤其是机械搅拌混合与内循环强化萃取一体化系统与方法，优化工艺，改善结构型式，提高油品品质，降低能耗并有效减少污染物排放。
5.实现本发明目的的技术方案是：本发明一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统与方法，具有油渣供料单元、机械混合器、液固沉降单元、液固分离单元、内循环萃取单元、萃取剂与食用油两相分离单元、食用油收集单元)、萃取剂循环单元、油渣循环单元，所述油渣供料单元包括输送器和进料仓，所述萃取剂循环单元包括循环流股1、萃取剂补充流股、循环流股2、萃取剂循环泵(22)，油渣供料单元的输送器和进料仓连通连接，进料仓和机械混合器、循环流股2连通连接，机械混合器和液固沉降单元、油渣循环单元、进料仓连通连接，液固沉降单元和液固分离单元连通连接，液固沉降单元、液固分离单元(23)通过内循环进料泵与管道管件和内循环萃取单元连通连接，液固分离单元和固体输出管道连通连接，内循环萃取单元通过泵与管道管件和两相分离单元、机械混合器、液固沉降单元、液固分离单元连通连接，两相分离单元通过管道管件和再沸器、冷凝器、内循环萃取单元连通连接，再沸器和食用油收集单元连通连接，冷凝器和循环流股1、两相分离单元连通连接。
6.更进一步的优化方案是所述的一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统，所述内循环萃取单元包括内循环段、沉降段、内循环萃取单元加热夹套、内循环筒，内循环筒和内循环段同轴且置于中心线对称位置，内循环筒的直径小于内循环段，加热夹套的加热介质为水蒸气、烟气、电加热、电磁感应加热、微波加热，沉降段的直径大于内循环段。
7.更进一步的优化方案是所述的一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统，内循环进料泵通过管道管件和内循环萃取单元的内循环段底部连通连接，和液固沉降单元、液固分离单元的顶部连通连接，内循环进料泵出口管在内循环萃取单元的底部进入内循环筒的底部，内循环进料泵出口管和内循环筒同轴，内循环进料泵出口管在内循环筒的中心线位置进入内循环筒底部。
8.更进一步的优化方案是所述的一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统，所述机械混合器为单螺杆、多螺杆或搅拌釜混合器，和油渣循环单元、液固沉降单元连通连接，并通过进料仓与循环流股2连通连接，食用油渣和萃取剂混合物经机械混合器搅拌混合输送到液固沉降单元，液固沉降单元底部和液固分离单元连通连接，液固分离单元底部和固体输出管道连通连接。
9.更进一步的优化方案是所述的一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统，两相分离单元包括萃取分离器、两相分离单元进料单元、两相分离单元加热夹套、再沸器、冷凝器，两相分离单元进料单元为深入到萃取分离器内部的蛇管或盘管，蛇管或盘管和萃取分离器同轴布置，蛇管或盘管上有孔，两相分离单元加热夹套和再沸器热源来自水蒸气、烟气、电加热、电磁感应加热、微波加热。
10.更进一步的优化方案是所述的一种食用油渣回收食用油的强化萃取系统，所述油渣循环单元和内循环萃取单元的内循环段底部连通连接，也和机械混合器的前端连通连接，油渣回流泵通过管道管件和内循环萃取单元与机械混合器连通连接。
11.本发明是一种机械搅拌混合与内循环强化萃取一体化的系统和方法，利用机械混合器的搅拌混合与输送功能以及能耗低、操作简单、易于放大的优势，对食用油渣和萃取剂进行高效混合，液固分离后，油相夹带部分油渣经内循环进料泵输送至内循环萃取单元，在内循环筒底部中心线位置进入内循环筒，液固由内循环筒向上流动，内循环筒外部的液固则向下流动，形成剧烈混合的内循环流化状态，加热夹套对内循环萃取单元进行预热，油相逐渐向上流动，固相逐渐累积到内循环萃取单元底部并由油渣回流泵反送到机械混合器前端，油相经沉降段进行进一步液固分离，固相逐渐沉降，轻质油相和萃取剂则由沉降段顶部移出，油相和萃取剂送入两相分离单元，再沸器加热两相分离单元底部，加热夹套加热两相分离单元的上部，形成均匀温度场，提高了食用油和萃取剂的分离效率，相较于传统的机械挤压，本技术床层温度均匀、萃取效果好、系统效率高、噪声小、污染物排放少、经济性好，具有巨大的技术优势和市场前景。
12.本发明具有积极的效果：
13.(1)本发明的系统将机械搅拌混合输送和内循环流化强化萃取结合起来，实现逐级混合萃取以及萃取剂与食用油的分离与回收，机械搅拌混合输送能耗低、操作简单、易于放大，内循环流化床气固混合好、床层温度均匀、萃取效果好、系统效率高，通过混合器逐级布置、萃取器结构优化、萃取剂循环、油渣循环萃取、能量梯级利用，提高了油渣的食用油回收率，减少了污染物排放，降低了能耗，提高了经济和和社会效益。
14.(2)本发明采用内循环流化床混合萃取技术，液固混合物在内循环萃取单元的底部进入，由内循环筒的底部沿着内循环筒中心轴线进入内循环筒，内循环筒内部液固流股向上流动，内循环筒外面空间，液固流股则向下运动，形成液固剧烈混合的湍动流动，极大的促进了液固混合和萃取效率。
15.(3)本发明采用机械搅拌混合与内循环强化混合萃取结合的一体化技术，实现逐级混合与萃取，采用萃取剂回用和油渣循环萃取，提高了萃取效率，降低了萃取成本，提高了油渣的食用油回收率。
16.(4)两相分离单元采用蛇管或盘管进料技术，利于萃取剂和食用油的雾化，提高了液液接触和传热传质。提高了萃取剂和食用油的分离效率，采用上下段分段加热，下段热源来自再沸器，上段热源来自加热夹套，温度可控，分离效率和产品纯度可控，提高了产品品质和系统效率。
17.(5)本发明利用能量梯级利用技术，再沸器、两相分离单元加热夹套、内循环萃取单元加热夹套温度依次递减，热源(如水蒸气)可由再沸器进入系统，然后水蒸气/热水进入两相分离单元加热夹套，冷凝后的热水继而进入内循环萃取单元加热夹套，实现能量梯级利用，确保了温度均匀性和梯度布置，提高了产品品质和系统热效率。
附图说明
18.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
19.图1为本发明的结构示意图；
20.附图标记：1、内循环萃取单元，2、内循环段，3、沉降段，4、内循环萃取单元加热夹套，5、内循环筒，6、两相分离单元，7、两相分离单元进料单元，8、两相分离单元加热夹套，9、再沸器，10、食用油收集单元，11、内循环进料泵，12、油渣回流泵，13、机械混合器，14、液固沉降单元，15、输送器，16、进料仓，17、循环流股1，18、萃取剂补充流股，19、循环流股2，20、油渣循环单元，21、冷凝器，22、萃取剂循环泵，23、液固分离单元，24、固体输出管道。
具体实施方式
21.(实施例1)
22.见图1所示，本发明食用油渣回收食用油的强化萃取系统与方法，具有油渣供料单元、机械混合器13、液固沉降单元14、液固分离单元23、内循环萃取单元1、萃取剂与食用油两相分离单元、食用油收集单元10、萃取剂循环单元、油渣循环单元20，所述油渣供料单元包括输送器15和进料仓16，油渣由输送器15送至进料仓16，继而进入机械混合器13，本实施例采用单螺杆搅拌混合输送，两相分离单元回收的萃取剂，经过冷凝器21、循环流股1 17、循环流股2 19，进入进料仓16，循环的萃取剂和油渣在单螺杆搅拌混合器混合，液固进入液固沉降单元14，进而进入液固分离单元23，固体由液固分离单元23输出，液固沉降单元14的上部液固混合物和液固分离单元23分离出的液相由内循环进料泵输送到内循环萃取单元1底部并由内循环筒5的底部沿着其轴线进入，内循环筒5内部流股向上流动，内循环筒5外部则向下流动，形成内外翻滚湍动的内循环流化模式，极大的促进了液固混合，提高了萃取效率。
23.本实例采用正己烷作为萃取剂，内循环萃取单元1底部积聚的固体由油渣回流泵12返回至机械混合器13的前端，原料油渣、循环油渣、循环萃取剂和来自萃取剂补充流股18的新鲜萃取剂在机械混合器13混合，其中萃取剂循环流股2 19汇合了循环流股117和萃取剂补充流股18后直接进入进料仓16，对进料仓16里面的原料油渣有冲流作用，促进了原料
油渣的流动和向机械混合器13的输送，机械混合器13里面多相多流股的汇聚和螺杆的机械搅拌混合输送功能，提高了液固混合和萃取效率。
24.内循环萃取单元1上部经沉降段3沉降后，上部液相得以提纯，固相趋于沉降，内循环萃取单元加热夹套4采用热水预热至50-60度，热水来自两相分离单元加热夹套8，两相分离单元加热夹套8的热水/蒸汽来自两相分离单元的再沸器9，两相分离单元6顶部溜出的正己烷循环流股1 17，经冷凝器21冷凝后，调控温度在20-30度，既保证了正己烷的回收率，也确保了机械混合器13的混合温度，内循环萃取单元1的预热，促进了轻组分的油相上浮和固相的沉降，提高了液固分离效率，能量梯级利用技术降低了能耗，提高了食用油回收率和系统效率。
25.沉降段3顶部溜出的液相进入两相分离单元进料单元7，两相分离单元进料单元7是深入到两相分离单元6的横向盘管，盘管和两相分离单元6同轴布置，盘管上有孔，孔径2mm,液相经2mm孔径喷出后，形成雾化状态，促进了液液混合与传质传热，提高了萃取效率；两相分离单元6采用上下两段加热，下段采用再沸器9提供热源，本实例采用低压水蒸气为再沸器提供热量，上段用加热夹套加热，加热介质是从再沸器9输出的热水，上段控温在70℃,下段控温在75-80℃,提高了温度均匀性和稳定性，提高了正己烷和食用油的回收率，减少了污染物排放，降低了系统能耗。
26.(实施例2)
27.机械混合器(13)采用双螺杆结构，萃取剂采用石油醚，两相分离单元6的上段控温在80-85℃,下段控温在90-95℃,两相分离单元进料单元为立式蛇管，管上孔径是3mm，其他和实施例1相同。
28.(实施例3)
29.机械混合器(13)采用搅拌釜结构，萃取剂采用正己烷，其他和实施例1相同。
30.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。