玉米油黄曲霉毒素脱毒专用设备的制作方法

本发明属于脱毒设备领域，尤其是一种玉米油黄曲霉毒素脱毒专用设备。

背景技术：

黄曲霉毒素(aflatoxins，afs)主要是由黄曲霉(aspergillusflavus)和寄生曲霉(aspergillusparasiticus)产生的一类具有严重致癌、致畸和致突变的化学结构类似的次级代谢产物的总称。黄曲霉毒素主要作用靶器官为肝脏，造成肝脏损伤，引发肝炎、肝硬化、肝坏死等。

玉米油以其高营养价值低廉的价格，深受消费者欢迎。但在实际使用中发现，玉米油生产存放易感染黄曲霉菌而产生黄曲霉毒素的问题。食用油的黄曲霉毒素处理有以下方法：物理法、化学法和生物法，但大多数方法存在脱毒效率低、营养损失大、成本高、无法工业化应用等严重缺陷。目前许多企业应用紫外、电子束等脱毒，但是脱毒效果不稳定，且紫外穿透力差，脱毒效果不佳，而用臭氧降解，采用较高浓度臭氧，对谷物品质造成影响，较低浓度脱毒效果不理想。据研究，紫外照射可以提高臭氧的氧化能力，为保证脱毒效果，本发明提供一种针对玉米油臭氧-紫外协同降解黄曲霉毒素的设备，内外部同时脱毒，黄曲霉毒素降解率显著提高，设备方便操作，适合企业实际应用。

通过检索，发现如下与本申请相关的专利文献，具体公开内容如下：

1、一种去除食用油中黄曲霉毒素的方法(cn103952234a)，该发明的目的是提供一种去除食用油中黄曲霉毒素的方法，是在装有食用油的装置中，使用紫外光来降解黄曲霉毒素；其中紫外线的波长为302nm，强度为600μw/cm2。其中该发明所使用的一种装置，包括有用于盛装食用油的腔体、用于遮光的腔体瓶塞，且腔体瓶塞内安装有带有紫外灯管的紫外发生器。为了提高降解的效果，在腔体的内壁上涂有反射紫外线涂料。本发明的方法可以有效的处理玉米油中的黄曲霉毒素，设备简便易得，生活中使用方便，而且，使用了能够反射紫外线的涂层，可以有效的提高降解的效率，从而降低成本。该专利的不足之处：①该发明紫外降解单一化，脱毒效果不稳定、降解率低；②食用油在导流过程中未采取任何搅拌技术，紫外光仅能照射食用油表面；③紫外光对食用油透射率低，杀菌降毒不彻底。

2、一种花生中降解黄曲霉毒素b1的方法(cn103750084a)，该发明一种降解黄曲霉毒素b1的方法，包括如下步骤：将黄曲霉毒素污染的花生粕粉碎得到花生粕粉后，进行挤压组织化，完成黄曲霉毒素b1的降解；所述粉碎步骤中，粉碎为50目；所述花生粕粉中，水的质量百分含量为40％；所述挤压组织化步骤中，挤压机筒的温度为146℃；喂料速度为18g/min；螺杆转速为149r/min；所述挤压组织化步骤所用设备为同向啮合双螺杆挤压膨化实验室工作站。该专利的不足之处：①高温、高压、高剪切力作用下，花生中营养成分损失严重；②物理挤压降解较为单一，降解率较低；③残留黄曲霉菌不能彻底去除。

3、一种黄曲霉毒素的降解方法(cn101238866a)，该专利公开一种黄曲霉毒素的降解方法，其特征是对含有黄曲霉毒素的物质采用紫外线、微波和光波联合处理；所述紫外线的辐射照度为80～300w/m³；所述微波的频率为2450mhz±50mhz，作用温度为60℃～95℃；所述光波的功率为4000～7500w/m³；所述光波为小太阳灯管发出的光波；所述含有黄曲霉毒素的物质为花生、花生仁、玉米油、薏仁谷、薏仁米、玉米或饲料。该专利的不足之处：①该发明紫外线、微波和光波降解单一化，脱毒效果不稳定、降解率低；②食用油在导流过程中未采取任何搅拌技术，紫外光仅能照射食用油表面；③紫外光对食用油透射率低，杀菌降毒不彻底。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献与本发明的技术方案不相同，不会影响本发明申请的创造性及新颖性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种提供玉米油黄曲霉毒素脱毒专用设备，本发明具有以下优点：臭氧协同紫外降解，在紫外照射条件下，臭氧氧化能力显著提高，黄曲霉毒素不会恢复至原始结构；二级镀层吸附剂组件吸附黄曲霉毒素，结合低温冷却技术联合高压脉冲电场(pef)非热杀菌，有效去除玉米油中黄曲霉菌，脱除黄曲霉毒素。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种玉米油黄曲霉毒素脱毒专用设备，包括外壳、第一脱除组件、连通管、第二脱除组件、二次处理箱外壳、臭氧热解器、紫外灯、脉冲式高压电场发生器以及收集罐；

在外壳内下部安装第一脱除组件，第一脱除组件上部同轴安装第二脱除组件，在第一脱除组件和第二脱除组件之间同轴安装一连通管，玉米油从进料口进入第一脱除组件后经过连通管进入第二脱除组件，经过第二脱除组件脱除黄曲霉后进入中，经过二次脱除黄曲霉后进入收集罐。

而且，所述第一脱除组件包括一竖直设置的中空圆柱筒壳体，壳体侧壁下部制有进料管，进料管连接进料泵，壳体的上下两端分别密封固装一封盖，在两个封盖之间均部安装多跟吸附管，每根吸附管为中空，中空吸附管下端固定在壳体的下端封盖上，上端对应固定在壳体的上端封盖上，在每个吸附管对应的上端封盖上制有玉米油出孔，玉米油经过第一组件脱除后从玉米油出孔进入连通管后再进入第二脱除组件。

而且，所述第二脱除组件与第一组件结构相同，区别在于进料后设置在下封盖上，在上封盖上表面安装一导料斗，导料斗的出口连接二次处理箱外壳进料口。

而且，所述连通管的上下两端分别同轴连接第二脱除组件的下封盖和第一脱除组件的上封盖，在连通管的侧边分别安装有臭氧热解器臭氧出口管和紫外灯，均采用外罩进行保护。

而且，所述二次处理箱制成三个间隔箱体，相邻吸附滚筒出口的第一个箱体顶部内脉冲式高压电场发生器，第一个箱体顶部安装臭氧热解器，第三箱体为出口，连接收集罐，收集罐外侧包裹降温套，在出口处嵌装过滤器。

而且，第一脱除组件的吸附管的管壁由两侧固定网组成，在两层固定网中间填充第一吸附材料。

而且，所述第一吸附材料为改性多孔沸石-聚丙烯树脂复合吸附剂材料，制备方法为：粉碎沸石，制得的沸石粉末的粒径为150-250μm；取沸石粉末浸泡ce2(so4)2溶液中，以0.1mol/l的氢氧化钠溶液调节溶液的ph值为4-5，进行离子交换，即得一级改性的沸石粉末，烘干备用；将改性后烘干的沸石粉末与聚丙烯树脂混合加热，使聚丙烯熔化，搅拌使之分布均匀，冷却后造粒，得到二级改性多孔沸石-聚丙烯复合吸附剂，该吸附剂的粒径为4-6mm。

而且，所述第二脱除组件的吸附管内的第二吸附材料为活性碳-聚乙烯复合吸附剂材料。

而且，所述活性碳-聚乙烯复合吸附剂材料的制备方法如下：

(a)将聚丙烯腈基活性碳纤维毯，剪成1cm×1cm，用适量的丙酮洗涤浸泡一段时间，再用蒸馏水清洗2～3次，真空抽滤，85℃真空干燥24h后粉碎，使制得的活性碳纤维粉末的粒径为200-400μm；(b)碳纤维粉末与聚乙烯树脂按质量比为2:1混合后，加热，使聚乙烯熔化，同时将改性后的活性碳粉末在聚乙烯树脂中分布均匀；(c)将步骤(b)中得到的混合物冷却后造粒，得到活性碳-聚乙烯复合吸附剂，该吸附剂的选择粒径为0.5-1mm。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用臭氧-紫外协同降解黄曲霉毒素，提高臭氧的氧化能力，黄曲霉毒素降解效率相对单一臭氧降解提高100-1000倍，解决臭氧降解黄曲霉毒素不会恢复至原始结构，而紫外照射降解效果稳定性差的产业难题。同时，此脱毒工艺还会降低玉米油中的水分含量，有利于玉米油长期贮藏。

2、本发明采用多级滚筒板协同高效吸附剂吸附黄曲霉毒素，一级滚筒壁面设置多个小型螺纹滚筒分子筛，筛面镀层多孔沸石-聚丙烯树脂吸附材料，增大比表面积，循环解毒，显著提升玉米油黄曲霉毒素吸附量；二级镀层活性碳-聚乙烯复合吸附材料，实现对花生油中的黄曲霉毒素的高容吸附，减少对花生油中营养成分的吸附，以保证花生油的质量，有效脱除黄曲霉毒素。

3、本发明采用多层连续逆向滚筒传送玉米油，滚筒内壁设置推进螺纹，通过改变滚筒逆向旋转速率以及斜率，调控玉米油在滚筒推进速率，确定滚筒内停留时间在有效脱除毒素的时间范围内。在玉米油被反复滚动的过程中，能充分接触臭氧和紫外，破坏黄曲霉毒素结构，对玉米油表面及内部的黄曲霉毒素进行全方位、彻底降毒。

4、本发明采用低温冷却技术联合高压脉冲强光非热杀菌，有效去除玉米中黄曲霉菌，同时避免杀菌剂残留难题。

5、本发明采用电热解臭氧技术去除出料口残余臭氧，设置电热棒温度50℃，分解臭氧为氧气，有效去除残余臭氧，绿色环保，健康安全。

附图说明

图1为改性多孔沸石-聚丙烯树脂复合吸附剂材料的电子照片。

图2为本装置的结构示意图。

图3为吸附管的剖视图。

图4为活性碳-聚乙烯复合吸附剂材料的电子照片。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种玉米油黄曲霉毒素脱毒专用设备，包括外壳7、第一脱除组件5、连通管8、第二脱除组件10、二次处理箱外壳13、臭氧热解器15、紫外灯4、脉冲式高压电场发生器14以及收集罐17。

在外壳内下部安装第一脱除组件，第一脱除组件上部同轴安装第二脱除组件，在第一脱除组件和第二脱除组件之间同轴安装一连通管，玉米油从进料口进入第一脱除组件后经过连通管进入第二脱除组件，经过第二脱除组件脱除黄曲霉后进入中，经过二次脱除黄曲霉后进入收集罐。

所述第一脱除组件包括一竖直设置的中空圆柱筒壳体，壳体侧壁下部制有进料管2，进料管连接进料泵1，壳体的上下两端分别密封固装一封盖18，在两个封盖之间均部安装多跟吸附管6，每根吸附管为中空，中空吸附管下端固定在壳体的下端封盖上，上端对应固定在壳体的上端封盖上，在每个吸附管对应的上端封盖上制有玉米油出孔，玉米油经过第一组件脱除后从玉米油出孔进入连通管后再进入第二脱除组件。

所述第二脱除组件与第一组件结构相同，区别在于进料后设置在下封盖上，在上封盖上表面安装一导料斗11，导料斗的出口连接二次处理箱外壳进料口12。

所述连通管的上下两端分别同轴连接第二脱除组件的下封盖和第一脱除组件的上封盖，在连通管的侧边分别安装有臭氧热解器臭氧出口管9和紫外灯4，均采用外罩3进行保护。在连通管内安装臭氧浓度检测探头，

所述二次处理箱制成三个间隔箱体，相邻吸附滚筒出口的第一个箱体顶部内脉冲式高压电场发生器14，第一个箱体顶部安装臭氧热解器15，第三箱体为出口，连接收集罐17，收集罐外侧包裹降温套，在出口处嵌装过滤器16，过滤杂质。

本发明的中第一脱除组件的吸附管的管壁由两侧固定网组成，在两层固定网中间填充第一吸附材料，所述第一吸附材料为改性多孔沸石-聚丙烯树脂复合吸附剂材料。

本发明的第二脱除组件的吸附管内的第二吸附材料为活性碳-聚乙烯复合吸附剂材料。

本申请还可以增加控制器，用于分别控制臭氧发生器、臭氧热解器、紫外灯、脉冲式高压电场发生器等。

本发明的脱毒方式：紫外-臭氧协同降解。一、控制器与臭氧发生器连接，设备内安装臭氧浓度检测探头，探头另一端连接控制器。设定臭氧浓度阈值为30±1ppm，当检测浓度低于设定阈值下限，控制器开关开启，臭氧发生器开始工作；当检测浓度高于设定阈值下限，控制器开关关闭，臭氧发生器停止工作。二、设备顶部及长滚筒左右侧设置有大剂量高压汞灯紫外线照射设备，灯管长度大于滚筒交叉面高度，紫外波长为254nm，以保证紫外照射的有效性。

推进输送方式：采用第一脱除组件和第二脱组件进行先后脱除黄曲霉，经过两次吸附，能够显著提升玉米油黄曲霉毒素吸附量；吸附材料管的管壁厚度2cm，实现对玉米油中的黄曲霉毒素的高选择性、高容量吸附，减少对玉米油中营养成分的吸附，以保证玉米油的质量。同时可以减少吸附剂的用量，以减少玉米油与吸附剂的分离负荷。调节玉米油递进流量。

玉米油流经滚筒末端脉冲式高压电场杀菌设备，电场频率200hz、电场强度30kv/cm，处理时间240μs，有效杀灭黄曲霉菌。继而流经底部冷凝装置，及时预冷降温，保证花生油营养品质不被破坏。

改性多孔沸石-聚丙烯树脂复合吸附剂材料的制备：粉碎沸石，制得的沸石粉末的粒径为150-250μm；取沸石粉末浸泡ce2(so4)2溶液中，以0.1mol/l的氢氧化钠溶液调节溶液的ph值为4-5，进行离子交换，即得一级改性的沸石粉末，烘干备用；将改性后烘干的沸石粉末与聚丙烯树脂混合加热，使聚丙烯熔化，搅拌使之分布均匀，冷却后造粒，得到二级改性多孔沸石-聚丙烯复合吸附剂，该吸附剂的粒径为4-6mm。酸性环境中进行铈离子与钠离子进行交换，以调节沸石的孔径，实现对黄曲霉毒素高容吸附，同时可以减少吸附剂的用量。采用聚丙烯树脂对改性沸石粉末进行粘结，在保证沸石粉末良好的吸附性能的前提下，使得沸石吸附剂具有较高的强度。

活性碳-聚乙烯复合吸附剂材料的制备

(a)将聚丙烯腈基活性碳纤维毯(剪成1cm×1cm)用适量的丙酮洗涤浸泡一段时间，再用蒸馏水清洗2～3次，真空抽滤，85℃真空干燥24h后粉碎，使制得的活性碳纤维粉末的粒径为200-400μm；(b)碳纤维粉末与聚乙烯树脂(分子量为40000-30000)按质量比为2:1混合后，加热，使聚乙烯熔化，同时将改性后的活性碳粉末在聚乙烯树脂中分布均匀；(c)将步骤(b)中得到的混合物冷却后造粒，得到活性碳-聚乙烯复合吸附剂，该吸附剂的选择粒径为0.5-1mm。