[发明专利]用于提取油和脂肪的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用溶剂提取油和脂肪的装置和方法。更具体地，本发明涉及从含油物质中提取油和脂肪，而不使物质、油或脂肪暴露于降解温度。

背景技术

大多数材料，无论合成的还是天然生成的，都包含一定量的油和脂肪。当从材料中提取时，这些油和脂肪经常具有可用于许多目的的有用特性。例如，从谷物中提取的油可用于烹饪或作为生物柴油的来源，而从各种天然生成的物质中提取的脂肪可用于诸如唇膏的化妆品。

各种溶剂可用于从含油物质中提取油和脂肪。一些方法使用超临界相的二氧化碳从各种天然产品中提取油。然而，由于二氧化碳提取的高成本，通常仅用于昂贵的项目或大量生产中，诸如医药品和速溶咖啡。

用于提取油的其它通常使用的溶剂是例如在美国专利1,802,533、2,254,245、5,1041,245、5,980,964和6,225,483中所述的烃类，诸如丁烷、异丁烷和丙烷。

在上述出版物中所述的提取工艺中，用溶剂对原材料浸浴或润湿足够长的时间，以使油和脂肪能够溶解在溶剂中，或者以在溶剂上形成油水混合漂浮物，接着通过加热来移除溶剂和/或借助于真空使溶剂汽化(boil off)。对已提取的溶剂和油混合物进行加热是不利的，这是因为它破坏了已提取油的一些质量，从而影响例如它的味道、嗅觉分布、维他命含量和其它热敏成分。

在美国专利2,254,245、5,980,964和6,225,483中所述的提取工艺建议使用冷溶剂来进行提取。但冷溶剂或原材料被冷却系统冷冻，这是耗能的且因此操作起来相当贵。

已知的提取工艺的另一缺点是它们使用大量的溶剂。处理次数相对较多，这是因为有必要使原材料在溶剂中浸浴较长时间段以及还有必要后续从已提取的油和脂肪中移除溶剂。已知的提取方法还难以不经过多重提取途径就从原材料中获得非常高产量的油。除了时间和费用，让材料经受多道提取轮次也不利地影响已提取油的质量、油的嗅觉分布及产量。这对于任何被认为相对稀少、油含量较低的物质来说是尤其不期望的。

在美国专利7,002,029中所述的一种已知的提取工艺使用绝热冷却，以使用最小量的溶剂从原材料中提取油。然而，这种工艺具有使材料显著冷却的缺点，这会改变材料及其油或脂肪的特性。此外，这可引起在提取过程中材料在集油腔中冻结。

因此，有必要不具有现有技术的问题和限制地改进从含油物质中提取油和脂肪。

发明内容

本发明提供一种用于从含油物质提取油和脂肪，而不使用会损坏或破坏所提取的油和/或脂肪内的超临界妥平醇(turpines)的降解温度的装置和方法。根据本发明的实施例构造的装置可包括用于包含含油物质的提取腔、集油腔、回收泵、与提取腔的至少一部分相邻的第一腔套以及与集油腔的至少一部分相邻的第二腔套。装置还可包括用于加热溶剂(诸如压缩气体)的换热器、溶剂储存箱、多个过滤器以及用于从装置的各部件传递溶剂、脂肪和/或油或将溶剂、脂肪和/或油传送到装置的各部件中的多根管子或导管。

装置可以是气密的并被抽真空，以在运行前去除其中的至少一部分大气。来自溶剂储存箱、呈压缩液体形式的溶剂可被换热器加热到溶剂的大致沸点，并且被泵入提取腔以溶解来自含油物质的油和脂肪。溶剂的温度和提取腔内的低压会引起溶剂在提取腔内沸腾，由此使含油物质混合并将物质的不同表面暴露于溶剂，因而油和/或脂肪可比现有技术的方法更快地溶解。提取腔内的沸腾在此被称为低温真空沸腾。

溶剂的低温真空沸腾允许呈蒸汽形式的溶剂通过回收泵被泵出提取腔的顶部和集油腔，而较重的油和脂肪落入集油腔。同时，回收泵减小提取腔和集油腔内的压力，便于上述低温真空沸腾。另外，由回收泵接收的溶剂蒸汽可通过由回收泵施加于其的压力进行加热，并且然后可以泵出到第一腔套和第二腔套内，这些腔套构造成向提取腔和集油腔提供每个腔套接收的来自溶剂的热量。因此，即使当各腔内部的一部分加热溶剂蒸汽被持续地泵出各腔时，腔套也可有助于保持各腔内部的溶剂的低温真空沸腾的热量。因此，作为运行回收泵的副产品形成的热量通过被传送到腔套而进行循环利用，由此使装置自调节对提取腔和集油腔的加热。