WO2025138705A1 一种植物油生产装置及生产方法 （广西大学）

(19)世界知识产权组织(43)国际公布日(10)国际公布号B01D61/00(2006.01)C11B3/00(2006.01)(21)国际申请号：PCT/CN2024/1(22)国际申请日：2024年7月9日(09.07.2024)(25)申请语言：中文(26)公布语言：中文(30)优先权：Lili);中国广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号广西大学轻工与食品工程学院530004(CN)。李凯(LI,Kai);中国广西壮族自治区南宁品工程学院530004(CN)。贺宇扬(HE,Yuyang);(CN)。杭方学(HANG,Fangxue);中国广西壮族自轻工与食品工程学院530004(CN)。(71)申请人：广西大学(GUANGXIUNIVERSITY)[CN/CN];中国广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号530004(CN)。(72)发明人：牛德宝(NIU,Debao);中国广西壮族自治工与食品工程学院530004(CN)。盖莉莉(GAI,(74)代理人：北京高沃律师事务所(BEIJINGGAOwoLAWFIRM);中国北京市海淀区彩和坊路11号6层602室100080(CN)。(81)指定国(除另有指明，要求每一种可提供的国家BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CCV,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,E(54)发明名称：一种植物油生产装置及生产方法GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,IDIR,IS,IT,JM,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KLA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,MGMU,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SASE,SG,SK,SL,ST,SV,SY,TH,TJUA,UG,US,UZ,VC,VN,WS,ZA,ZM(84)指定国(除另有指明，要求每一种可提供的地区NA,RW,SC,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),欧亚(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),欧洲(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GBHU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,ME,MK,MTPL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OAPI(BFCG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML(57)摘要：本发明公开了一种植物油生产装置及生产方法，涉及植物油生产技术领域，装置包括原料罐、换热器和膜结构，膜结构包括若干依次连通的膜组件，各膜组件包括若干并列设置的膜管，原料罐设置有进料口，原料罐的出料口分别与膜结构的进料口和排污管连通，膜结构的清液出口与收集结构连通，换热器的进料口与膜结构的出料口连通，膜结构的出料口还与排污管连通，换热器的出料口与原料罐的回流口连通。本发明解决了传统植物油精炼过程中过度加工导致的化学试剂添加、以及高温精炼使植物油中的活性物质和热敏性物质损失的问题。1WO2025/138705一种植物油生产装置及生产方法技术领域本发明涉及植物油生产技术领域，特别是涉及一种多组管式陶瓷膜并行的植物油生产装置及生产方法。5背景技术传统的植物油生产方法通常是指对毛油进行精制处理，毛油中杂质的存在，不仅影响油脂的食用价值和贮藏安全，而且给油脂深加工带来困难，精炼时尽量将其中对食用、贮藏、工业生产等方面产生不利影响的杂质除去，如黏液质、金属、磷脂、游离脂肪酸及色素等。同时，尽量将原有营养活性物质保留下来，如角鲨烯、植物甾醇和维生素等。但是，目前传统的植物油包括大豆油、花生油和棉籽油等的精炼方法，都经历脱胶、脱溶、脱酸、脱色和脱臭等化学精炼工艺，存在工序繁琐、加工过度(如使用大量化学制剂、经历高温处理)等问题，导致化学精炼后的植物油产品营养活性物质损失严重，且会产生化学残留物、反式脂肪酸和氯丙醇等有害物质。例如，山茶油的精炼方法包括脱胶、脱酸、脱色、脱臭和脱蜡工艺，虽然起到脱除毛油中非甘油三酯杂质的效果，但由于化学试剂的添加和高温处理的过程，精炼对于山茶油的品质也会有所影响，一些对人体有益的物质受到破坏，如角鲨烯、植物甾醇和维生素E等基本消失。因此，亟待需要寻求一种低能耗、高效率、同时最大程度保留营养物质的绿色物理工在目前大健康营养标准要求下，油脂加工的目的就是要根据不同的要求和用途，将不需要的和有害的杂质从油脂中去除，使植物成品油达到国家规定标准的同时，提高加工效率，最大程度保留原有的活性营养物质。发明内容本发明的目的是提供一种植物油生产装置及生产方法，解决了传统植物油精炼过程中过度加工导致的化学试剂添加、以及高温精炼使植物油中的活性物质和热敏性物质损失的问题。2为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种植物油生产装置，包括原料罐、换热器和膜结构，所述膜结构包括若干依次连通的膜组件，各所述膜组件包括若干并列设置的膜管，所述原料罐设置有进料口，所述原料罐的出料口分别与所述膜结5构的进料口和排污管连通，所述膜结构的清液出口与收集结构连通，所述换热器的进料口与所述膜结构的出料口连通，所述膜结构的出料口还与所述排污管连通，所述换热器的出料口与所述原料罐的回流口连通。优选地，所述原料罐的出料口与所述膜结构的进料口之间设置有过滤组件，所述过滤组件还与所述排污管连通，所述过滤组件包括至少两个并10列的过滤器，各所述过滤器分别与所述原料罐的出料口和所述膜结构的进优选地，所述原料罐的出料口与所述膜结构的进料口之间设置有进料泵，所述进料泵与所述排污管连通，所述进料泵与所述过滤组件之间的管15优选地，所述原料罐中设置有液位计和温度传感器。优选地，所述膜结构中设置有循环泵，所述循环泵设置在所述膜组件之间的管路上，所述循环泵与所述排污管连通。优选地，还包括酸洗配料罐和碱洗配料罐，所述酸洗配料罐和所述碱洗配料罐均与所述原料罐连通，所述原料罐上还设置有进水口，所述进水优选地，所述酸洗配料罐与所述原料罐连通的管路上、所述碱洗配料罐与所述原料罐连通的管路上均设置有计量泵。优选地，还包括热风吹扫机，所述热风吹扫机的出风口与所述原料罐连通。25本发明还提供了一种采用所述植物油生产装置的植物油生产方法，过滤工序时，包括以下步骤：步骤一，将物料倒入原料罐中，打开原料罐的出料口处的第二阀门、过滤组件的第三阀门、换热器的出料口处的回流阀；步骤二，开启进料泵，将原料罐中的物料输送至膜结构中，使物料充3满膜结构和各管路，并排出空气；步骤三，打开膜结构的清液出口处的第一阀门，开启循环泵，使物料在膜结构的各膜组件中进行循环；步骤四，调节第一阀门的开度，使膜结构的清液出口处的压力表处于5工作压力范围内，在循环泵和膜组件的跨膜压差的作用下，进入膜组件的物料的清透液透过膜组件中各膜管的侧壁；步骤五，清透液由膜结构的清液出口流出后进行收集，经过过滤后剩余在膜结构中的浓液经过换热器换热后回流到原料罐中再次进行过滤，过滤完成后，依次停止循环泵和供料泵；10清洗工序时，包括以下步骤：步骤一，打开原料罐的出料口处的第一排空阀对原料罐进行排空，打开过滤组件与排污管之间的第二排空阀对过滤组件进行排空，打开进料泵与排污管之间的第三排空阀对进料泵进行排空，打开膜结构的出料口与排污管之间的第四排空阀对膜结构进行排空，打开循环泵与排污管之间的第15五排空阀对循环泵进行排空；步骤二，通过进水口向原料罐通入水，将酸洗配料罐中的酸洗液、碱洗配料罐中的碱洗液通入原料罐中，打开过滤组件的第三阀门、换热器的出料口处的回流阀，开启进料泵和循环泵，进行清洗；步骤三，清洗完成后，依次停止循环泵和供料泵；20步骤四，打开热风吹扫机，使装置及管道内部的水分蒸发。本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明与现有技术相比具有以下优势：高效稳定：多个膜组件中分别设置若干膜管，增大膜面积，提高过滤效率，并且连续稳定过滤时间长；低温过滤：配有换热器，通过外接循环制冷机，可以通入乙醇介质，实现25低温过滤，最大程度保留植物油中的活性物质和热敏性物质等；清洗方便：配有热风吹扫机，待酸洗液、碱洗液清洗完设备后，可以快速烘干设备及管道，使内部水分蒸发，利于下一批生产的进行，节约时间。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对4实施例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发明的一些实施例，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为本发明的植物油生产装置示意图；5图2为本发明的植物油生产装置简图；其中：1-膜组件，2-电控柜，3-进料泵，4-循环泵，5-原料罐，6-酸洗配料罐，7-碱洗配料罐，8-换热器，9-过滤器，1022-热风吹扫机，23-回流阀。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没15有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护本发明的目的是提供一种植物油生产装置及生产方法，解决了传统植物油精炼过程中过度加工导致的化学试剂添加、以及高温精炼使植物油中的活性物质和热敏性物质损失的问题。20为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。实施例一如图1至图2所示：本实施例提供了一种植物油生产装置，包括原料罐5、换热器8和膜结构，膜结构包括2～5个依次连通的膜组件1,各膜25组件1包括10～20并列设置的陶瓷膜管，孔径为0.01μm～2μm,原料罐5设置有进料口，原料罐5的出料口分别与膜结构的进料口和排污管11连通，膜结构的清液出口与收集结构连通，膜结构的清液出口处设置有第一阀门12和压力表21,压力表21的工作范围为0.01mpa～0.9mpa,清液出口的清液的流量为0.6L/min～6.5L/min,换热器8的进料口与膜结构的出5料口连通，膜结构的出料口还与排污管11连通，换热器8的出料口与原料罐5的回流口连通，换热器8的出料口与原料罐5的回流口之间设置有回流阀23,换热器8还设置有介质进口和介质出口。本实施例的膜管采用物理分离技术，具有操作简单、分离效率高、精准节能等优点。陶瓷膜具有5耐有机溶剂溶胀、耐酸碱、抗污染和易于清洗的优点，在本实施例中，利用陶瓷膜分离技术对植物油进行物理净化处理，代替传统的化学精炼过程，实现优于国标的高品质植物油绿色高效生产。具体地，本实施例中，原料罐5中设置有液位计和温度传感器，液位计和温度传感器分别与电控柜2连通。原料罐5的出料口处设置有第二阀10门13,第二阀门13与过滤组件之间的管路通过第一连接管与排污管11连通，第一连接管上设置有第一排空阀16。本实施例中，原料罐5的出料口与膜结构的进料口之间设置有过滤组件，过滤组件用于过滤物料中大的颗粒和碎屑等，过滤组件还与排污管11连通，过滤组件包括至少两个并列的过滤器9,各过滤器9分别与原料罐515的出料口和膜结构的进料口连通，原料罐5的出料口与过滤器9之间设置有第三阀门14,过滤器9与膜结构的进料口之间设置有进料泵3,使得原料罐5中的物料能够泵入膜结构，过滤器9与进料泵3之间设置有第四阀门15,第四阀门15与进料泵3之间的管路与排污管11通过第二连接管连通，且第二连接管上设置有第二排空阀17,进料泵3与排污管11连通，进20料泵3与排污管11之间设置有第三排空阀18。本实施例中，膜结构的出料口与排污管11之间设置有第四排空阀19,膜结构中设置有循环泵4,循环泵4设置在任意两个膜组件1之间的管路上，使得物料在膜结构内实现错流循环，循环泵4与排污管11通过第三连接管连通，第三连接管上设置有第五排空阀20。25本实施例还包括CIP清洗系统(cleaninginplace,就地清洗系统),CIP清洗系统用于管道、生产设备的循环清洗，CIP清洗系统包括酸洗配料罐6和碱洗配料罐7,酸洗配料罐6和碱洗配料罐7均与原料罐5连通，酸洗配料罐6与原料罐5连通的管路上、碱洗配料罐7与原料罐5连通的管路上6均设置有计量泵10,计量泵10用于计量酸洗液和碱洗液的用量，原料罐5上还设置有进水口，进水口用于与外部水源连通。本实施例中的换热器8,可外加制冷机和加热设备，实现物料的降温和清洗过程清洗液的加热升温。5本实施例还包括热风吹扫机22,热风吹扫机22的出风口与原料罐5连通。通过本实施例的装置可以用一步法直接完成高品质的植物油的生产，节约成本，并且生产过程属于非热物理加工，绿色环保，在保证植物油达到国家标准要求的同时，最大程度保留其中的有益成分。10本实施例可通过电控柜2控制各阀门、各泵的开启和关闭，实现自动化生产；若干个膜管并行生产，提高生产效率，同时，配有换热器8,可以实现低温过滤，保证植物油中营养成分的保留；此外，本实施例配有热风吹扫机22,待清洗完装置后，可以快速烘干装置及管道，使内部水分蒸发，15本实施例中，电控柜2,设置自动控制系统，属于可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC),控制过程为现有技术。实施例二本实施例提供了一种采用实施例一的植物油生产装置的植物油生产方法，过滤工序时，包括以下步骤：20步骤一，将物料倒入原料罐5中，打开原料罐5的出料口处的第二阀门13、过滤组件的第三阀门14、换热器8的出料口处的回流阀23;步骤二，开启进料泵3,将原料罐5中的物料输送至膜结构中，使物料充满膜结构和各管路，并排出空气，减少对膜管的损伤；步骤三，打开膜结构的清液出口处的第一阀门12,开启循环泵4,使25物料在膜结构的各膜组件1中进行循环；步骤四，调节第一阀门12的开度，使膜结构的清液出口处的压力表21处于工作压力范围内，在循环泵4和膜组件1的跨膜压差的作用下，进入膜组件1的物料的清透液透过膜组件1中各膜管的侧壁；7步骤五，清透液由膜结构的清液出口流出后进行收集，经过过滤后剩余在膜结构中的浓液经过换热器8换热后回流到原料罐5中再次进行过滤，过滤完成后，依次停止循环泵4和供料泵；清洗工序时，包括以下步骤：5步骤一，打开原料罐5的出料口处的第一排空阀16对原料罐5进行排空，打开过滤组件与排污管11之间的第二排空阀17对过滤组件进行排空，打开进料泵3与排污管11之间的第三排空阀18对进料泵3进行排空，打开膜结构的出料口与排污管11之间的第四排空阀19对膜结构进行排空，打开循环泵4与排污管11之间的第五排空阀20对循环泵4进行排空；10步骤二，通过进水口向原料罐5通入水，将酸洗配料罐6中的酸洗液、碱洗配料罐7中的碱洗液通入原料罐5中，打开过滤组件的第三阀门14、换热器8的出料口处的回流阀23,开启进料泵3和循环泵4,进行清洗；步骤三，清洗完成后，依次停止循环泵4和供料泵；步骤四，打开热风吹扫机22,使装置及管道内部的水分蒸发。15应用例一山茶原油进入原料罐5,在控制系统控制下开启运行，山茶原油经过进料泵3泵送到膜结构进行过滤生产，过滤后的山茶油从膜结构的清液出口处的第一阀门12流出，植物油生产装置得到的透过液即为山茶油清液。结束过滤程序后，对设备进行清洗，在控制系统的控制下，通过酸洗配料罐620和碱洗配料罐7开启CIP清洗程序，对设备和管路进行酸洗和碱洗，使用热风吹扫机22,使设备及管道内部水分快速蒸发。膜结构的过滤操作参数分别为：两个膜组件1,每个膜组件1由15根陶瓷膜管组成，膜孔径为0.3μm,压力表21的示数为0.2Mpa,流量为1.525应用例二本应用例与应用例一的过滤工序和清洗工序保持一致，不同的是：膜结构的过滤操作参数分别为：两个膜组件1,每个膜组件1由15根陶瓷膜管组成，膜孔径为0.25μm,压力表21的示数为0.3Mpa,流量为8应用例三本应用例与应用例一的过滤工序和清洗工序保持一致，不同的是：膜结构的过滤操作参数分别为：两个膜组件1,每个膜组件1由15根陶瓷膜管组成，膜孔径为0.2μm,压力表21的示数为0.4Mpa,流量为3.5应用例四本应用例与应用例一的过滤工序和清洗工序保持一致，不同的是：膜结构的过滤操作参数分别为：两个膜组件1,每个膜组件1由15根陶瓷膜管组成，膜孔径为0.15μm,压力表21的示数为0.5Mpa,流量为对经过本发明的一种植物油生产装置及生产方法的应用例一至应用例四生产的山茶油进行品质测定。酸值按国家标准GB5009.229—2016食品中酸值的测定要求进行测定，过氧化值按国家标准GB5009.227—2016食品中过氧化值的测定要求进行测定，水分及挥发物按国家标准GB155009.236—2016动植物油脂水分及挥发物的测定要求进行测定，不溶性杂质含量按国家标准GB/T15688—2008动植物油脂不溶性杂质含量的测定要求进行测定。角鲨烯按农业标准NY/T3673-2020植物油料中角鲨烯含量的测定要求进行测定，维生素E(生育酚)按国家标准GB5009.82-2016食品中维生素A、D、E的测定要求进行测定，植物甾醇按国家标准GB/T2025223-2010动植物油脂甾醇组成和甾醇总量的测定气相色谱法的测定要求进行测定。表1经过本发明的植物油生产装置及生产方法生产的山茶油品质检测结果序号酸价(mg/g)值)不溶性杂含)植物甾醇 角鲨烯(mg/kE例一例二9例三例四由上表可知，经过本发明的植物油生产装置及生产方法生产的山茶油的酸价、过氧化值、水分及挥发物含量和不溶性杂质含量均显著低于国标本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的10限制。1.一种植物油生产装置，其特征在于：包括原料罐、换热器和膜结构，所述膜结构包括若干依次连通的膜组件，各所述膜组件包括若干并列设置的膜管，所述原料罐设置有进料口，所述原料罐的出料口分别与所述膜结构的进料口和排污管连通，所述膜结构的清液出口与收集结构连通，所述换热器5的进料口与所述膜结构的出料口连通，所述膜结构的出料口还与所述排污管连通，所述换热器的出料口与所述原料罐的回流口连通。2.根据权利要求1所述的植物油生产装置，其特征在于：所述原料罐的出料口与所述膜结构的进料口之间设置有过滤组件，所述过滤组件还与所述排污管连通，所述过滤组件包括至少两个并列的过滤器，各所述过滤器分别10与所述原料罐的出料口和所述膜结构的进料口连通。3.根据权利要求2所述的植物油生产装置，其特征在于：所述原料罐的出料口与所述膜结构的进料口之间设置有进料泵，所述进料泵与所述排污管连通，所述进料泵与所述过滤组件之间的管路与所述排污管连通。4.根据权利要求1所述的植物油生产装置，其特征在于：所述原料罐中15设置有液位计和温度传感器。5.根据权利要求1所述的植物油生产装置，其特征在于：所述膜结构中设置有循环泵，所述循环泵设置在所述膜组件之间的管路上，所述循环泵与所述排污管连通。6.根据权利要求1所述的植物油生产装置，其特征在于：还包括酸洗配20料罐和碱洗配料罐，所述酸洗配料罐和所述碱洗配料罐均与所述原料罐连通，所述原料罐上还设置有进水口，所述进水口用于与外部水源连通。7.根据权利要求6所述的植物油生产装置，其特征在于：所述酸洗配料罐与所述原料罐连通的管路上、所述碱洗配料罐与所述原料罐连通的管路上均设置有计量泵。258.根据权利要求1所述的植物油生产装置，其特征在于：还包括热风吹扫机，所述热风吹扫机的出风口与所述原料罐连通。9.一种采用如权利要求1-8中任一项所述的植物油生产装置的植物油生产方法，其特征在于：过滤工序时，包括以下步骤：步骤一，将物料倒入原料罐中，打开原料罐的出料口处的第二阀门、过滤组件的第三阀门、换热器的出料口处的回流阀；5步骤二，开启进料泵，将原料罐中的物料输送至膜结构中，使物料充满膜结构和各管路，并排出空气；步骤三，打开膜结构的清液出口处的第一阀门，开启循环泵，使物料在膜结构的各膜组件中进行循环；步骤四，调节第一阀门的开度，使膜结构的清液出口处的压力表处于工10作压力范围内，在循环泵和膜组件的跨膜压差的作用下，进入膜组件的物料的清透液透过膜组件中各膜管的侧壁；步骤五，清透液由膜结构的清液出口流出后进行收集，经过过滤后剩余在膜结构中的浓液经过换热器换热后回流到原料罐中再次进行过滤，过滤完成后，依次停止循环泵和供料泵；15清洗工序时，包括以下步骤：步骤一，打开原料罐的出料口处的第一排空阀对原料罐进行排空，打开过滤组件与排污管之间的第二排空阀对过滤组件进行排空，打开进料泵与排污管之间的第三排空阀对进料泵进行排空，打开膜结构的出料口与排污管之间的第四排空阀对膜结构进行排空，打开循环泵与排污管之间的第五排空阀20对循环泵进行排空；步骤二，通过进水口向原料罐通入水，将酸洗配料罐中的酸洗液、碱洗配料罐中的碱洗液通入原料罐中，打开过滤组件的第三阀门、换热器的出料口处的回流阀，开启进料泵和循环泵，进行清洗；步骤三，清洗完成后，依次停止循环泵和供料泵；25步骤四，打开热风吹扫机，使装置及管道内部的水分蒸发。B01D61/00(2006.01)i;B01D65/02(2006.01)i;C11B3/00(2006.01Minimumdocumentationsearched(classificationsystemfollowedbyElectronicdatabaseconsultedduringtheinternationalseCNTXT,CNKI,WPABS,DWPI,VCN,VEN:换热，膜，排空，排污，循环，回流，收集，清洗，heatexchang+,membrane,film,drain,circulat+,cycle,coCitationofdocument,withindication,whereappropriate,oftherPXCN117695845A(GUANGXIUNIVERSITY)15March2024(202XAAACN117186989A(GUANGXIUNIVERSITY)08December2023(2023-12-08)CN201214049Y(SUNCHENGYI)01April2009(2009-04-01)US9169137B1(HACKETTRICHARDRAY)27October2015(2015-10tobeofparticularrelevance“D”documentcitedbytheapplicantintheinternationalapplication“X”d“E”earlierapplicationorpatentbutpub“L”documentwhichmaythrowdoubtsonpriorityclaim(s)orwhichis“Y”documentspecialreason(asspecified)“0”documentreferringtoanoraldisclosure,use,exhibitmeans"P"documentpublisheFormPCT/ISA/210(secondshAA国际检索报告国际申请号B01D61/0