一种用于分离食用油脂的设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于分离食用油脂的设备。

背景技术：

产油微生物能够高效利用碳水化合物合成微生物油脂，并且大部分微生物油脂可以替代动植物油脂产生生物柴油，从而缓解能源危机。因此，微生物油脂作为可再生的绿色能源和功能性油脂，已得到更多的关注。

目前，多不饱和脂肪酸和类胡萝卜素的微生物发酵工艺中，在发酵完成后需要萃取相应的物质，具体萃取方法有以下三种：一是脱水干燥得到菌丝体后再用溶剂萃取；二是采用脱水后采用极性有机溶剂进一步脱水，再用非极性有机溶剂萃取；三是采用酶解破裂细胞壁后，再用非极性溶剂或氯化钠等物质来消除油脂的乳化，采用离心分离。第一种和第二种方法需要使用大量溶剂，如己烷、丁烷等，对环境非常不友好，溶剂回收增加成本，而且由于都是易燃易爆溶剂，生产中存在安全隐患。第三种萃取方法，因为不使用易燃易爆的有机溶剂，逐渐成为行业内广泛使用的萃取方法。不过，这一方法在细胞壁破裂后，显微镜下观察料液时几乎看不到细胞壁的残片，料液呈悬浊液的状态，固态颗粒的粒径在10μm以下，且油脂部分乳化，需要使用化学物质来破乳才能进行分离，易引起化学品污染等后续食品安全问题。当遇到分离性能较差的物料时，若要获得良好的分离效果，其方式有二：一是提高离心机的转速，以此来获得较好的分离效果，但导致能耗的急剧提高，同时，对离心机转鼓体的材料的性能要求有所提高，从而使设备的造价大幅提高，极大地提高生产成本；二是加入絮凝剂，改善料液的粘度工况，提高分离效果，但这同样会产生引入化学品污染的食品安全风险。

上述萃取方法中的离心分离采用离心机。碟式离心机是立式离心机的一种。碟式离心机包括转鼓体，转鼓体内有一组互相套叠在一起的碟形零件--碟片，碟片与碟片之间留有很小的间隙。悬浮液(或乳浊液)由位于转鼓体中心的进料管加入转鼓体。当悬浮液(或乳浊液)流过碟片之间的间隙时，固体颗粒(或液滴)在离心机作用下沉降到碟片上形成沉渣(或液层)。沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并积聚在转鼓体内直径最大的部位，分离后的液体从出液口排出转鼓体。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于分离食用油脂的设备，具体为碟式离心机，利用低速离心处理，在无需使用破乳剂、絮凝剂等化学试剂的情况下，有效地提取食用油脂，不仅能耗低，而且食用油脂回收率高。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于分离食用油脂的设备，为碟式离心机，包括转鼓体，转鼓体内设置碟片组，所述的碟片组由沿转鼓体的旋转轴线间隔布置的数个碟片构成，所述的转鼓体内径r根据下式确定，

fr＝1.12×10^-3rn²，其中，fr为分离因数，n为离心转速；fr≥8000，n≤10000rpm。

作为本实用新型的进一步改进，所述碟片的半锥角大小为30-50度。

作为本实用新型的更进一步改进，所述碟片的半锥角大小为35-45度。

作为本实用新型的更进一步改进，所述碟片的半锥角大小为38-42度。

作为本实用新型的更进一步改进，两相邻所述碟片的间距≤3mm。

作为本实用新型的更进一步改进，两相邻所述碟片的间距为0.4mm-0.6mm。

作为本实用新型的更进一步改进，每个所述碟片均设有数个分流孔，所有分流孔的圆心位于同一个圆周上，且各分流孔的中心点到碟片下边沿的距离不超过碟片母线长度的三分之一。

作为本实用新型的更进一步改进，所述分离因数fr为8000-16000；所述离心转速n≤9000rpm。

作为本实用新型的更进一步改进，所述分离因数fr为14000-16000；所述离心转速n为6500-7000rpm。

作为本实用新型的更进一步改进，所述碟片组中的碟片数量为120-140片。

与现有技术相比，本实用新型的用于分离食用油脂的设备的优点为：

1.通过将转鼓体的转速限制在10000rpm以内的较低转速，将分离因数fr限制在≥8000，而转鼓体内径r根据分离因数的公式可获得，则既能确保分离因数较高的同时，避免了高转速所导致的高能耗问题，大幅降低设备的造价，从而降低生产成本。该蝶式离心机无需使用化学物质进行破乳，对含食用油脂的三相混合物直接进行低速离心处理，能够获得很好的分离效果，有效地提高了食用油脂的提取率，降低水相残油含量、渣相残油含量都较低，降低了后续处理的难度，减少了后处理工序，从而缩短时间、降低成本。

2.通过将碟片间隙限制在≤3mm，增加转鼓内碟片数量，即可在无需增大转鼓体体积的前提下有效扩大碟片的分离面积。提高三相离心机的分离因数，提高水相、油相和固相的分离效果，提升油相的回收率。

3.本离心机的碟片上，分流孔中心点到碟片下边缘的距离不超过碟片的锥面母线长度的1/3。在离心机进行油水分离时，分流孔位于碟片上远离出油、出水口的一侧，则油、水在碟片上表面运动的行程偏更长，由此提高了油水分离，从而让水中残油含量更低、损失小。该碟片式离心机可有效分离三相物质，提高食用油脂的提取率，且水相残油含量、渣相残油含量都较低，降低了后续处理的难度，减少了后处理工序，从而缩短时间、降低成本。

3.本离心机可应用于二十二碳六烯酸、十八碳三烯酸等微生物脂质以及β胡萝卜素、虾青素、番茄红素等的萃取分离，也可以应用于芝麻油等热敏性食用油脂的分离。

通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于分离食用油脂的蝶式离心机的内部示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例。

实施例1

本实用新型的具体实施方式如图1所示，一种用于分离食用油脂的蝶式离心机，包括基座12，基座12上设有外壳体8，外壳体8内设有转鼓体。还包括进料管1，进料管1的输入端位于转鼓体外，输出端位于转鼓体内。进料管1竖直布置。转鼓体内设有碟片组，碟片组包括沿转鼓体的旋转轴线间隔布置的数个呈锥面的碟片3，碟片3位于进料管1外侧。转鼓体上设有固相出口21和重液流道5，转鼓体与进料管1之间设有轻液流道7。碟片3上设有分流孔31，分流孔31中心与碟片3下边缘之间的间距小于等于碟片3的锥面母线长度的1/3。基座上设有转鼓体的驱动机构。驱动机构包括电机、蜗轮14和蜗杆13，电机的输出端与蜗轮14连接，蜗轮14和蜗杆13相啮合，蜗杆13与转鼓体同轴固定。蜗杆13竖直布置。

其中，转鼓体的内径r根据以下公式确定：

fr＝1.12×10^-3rn²，分离因数fr≥8000，转速n≤10000rpm。

分离因数fr为8000-16000，优选为10000-16000，进一步优选12000-16000，最优选14000-16000；转速n优选控制在9000rpm以内，进一步优选控制在8000rpm以内，更进一步地优选控制在7000rpm以内，最优选地控制在6500-7000rpm。

要求低转速而又要获得高分离精度即高分离因数，同时又不能无限扩大转鼓直径，则可控制适当的碟片的半锥角。因为碟片的半锥角角度的大小，决定了离心机分离物料颗粒粒径的大小，考虑到含食用油脂的三相混合的颗粒直径大小，特别是微生物发酵菌体酶解后的颗粒的直径分布范围是1-25μm，设计碟片的半锥角大小为30-50°，则离心机分离时的颗粒的临界直径小于实际物料的直径，有利于固相与液相的分离。本发明中，碟片的半锥角优选35-45°，更进一步地优选38-42°。

由于本碟式离心机的转速n在10000rpm以内，属于低速离心，为使其在低速下也能具备良好的三相分离效果，减小碟片间距离，使同等容积的转鼓体内装配更多的碟片。具体地，碟片间距≤3mm，优选≤2mm，进一步优选≤1mm，进一步优选≤0.6mm，进一步优选为0.4-0.6mm，更进一步优选≤0.4mm。碟片组中的碟片3数量为120-140片。

转鼓体包括相互连接的转鼓主体2和转鼓盖4，转鼓盖4位于转鼓主体2上方。进料管1穿过转鼓盖4，固相出口21位于转鼓主体2侧壁的最大半径处。固相出口21为位于转鼓主体2侧壁上的多个通孔。转鼓体内壁底部设有与进料管1输出端相对布置的分流锥。分流锥和进料管1之间留有间隙。

需要提取食用油脂时，将含食用油脂的固液混合物从进料管1注入转鼓体内，固液混合物冲击到分流锥上并朝四向散开。在转鼓体和碟片3的带动下，固液混合物进行离心运动。转鼓体内的固体颗粒、重液水和轻液油由外置内依次分布。其中，密度较大的固体颗粒位于最外侧并积聚在转鼓主体2的侧壁上，通过固相出口21从转鼓体内排出。重液在离心力作用下往上移动并进入重液流道5，从外壳体8上与重液流道5连通的重液出口9处排出。轻液在离心力作用下也逐渐往上移动并进入轻液流道7，从外壳体上与轻液流道7连通的轻液出口10处排出。

外壳体8与转鼓主体2两者的底部之间还设有由水压驱动的浮动盖11，浮动盖11的上边缘内侧壁与转鼓体的固相出口21相邻。浮动盖11与外壳体8之间设有水腔。当需要封住固相出口21时，向水腔内注入较多的水，浮动盖11上升，此时浮动盖11的上边缘内侧挡住固相出口21。当需要打开固相出口21时，排出水腔内的水，浮动盖11下降，此时浮动盖11的上边缘内侧向下移离固相出口21，转鼓体中积聚在其最大半径处的固体颗粒即可排出。固相出口21每隔一段时间开启一次，其可通过电控阀控制其启闭。固相出口21的排渣周期在180-240秒之间。

以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。