一种神经酸油脂自旋结晶装置及其方法

技术领域

本发明属于结晶技术设备领域，具体涉及一种神经酸油脂自旋结晶装置及其方法。

背景技术

神经酸是大脑神经纤维和神经细胞的核心天然成分。神经酸的缺乏将会引起脑中风后遗症、老年痴呆、脑瘫、脑萎缩、记忆力减退、失眠健忘等脑疾病。精炼后的元宝枫籽油内含有神经酸、亚麻酸、油酸及亚油酸等不饱和脂肪酸，总不饱和脂肪酸占总量的98％，其中含神经酸5.6%、亚麻酸18.6%、油酸22.8%、亚油酸34.3%。由于这些脂肪酸的结晶点不同，神经酸的结晶点为42℃，亚麻酸结晶点为-12℃，油酸结晶点为13.4℃，亚油酸结晶点为-5℃，通过采用冷冻结晶的方式，让高熔点的油脂先结晶成固体析出，然后用过滤的方法将神经酸和其他油脂分离。提取工艺的核心设备是结晶罐。现有技术中，一般采用机械搅拌使结晶罐中油脂流动换热，这种机械搅拌在转动中桨叶与油脂接触部位能产生较大的剪切力会破坏结晶体的晶格，从而影响油脂结晶过程中晶体的稳定性，使晶体过小，造成后续过滤工序的负荷加重。而且结晶罐的降温冷却是靠在外壁设置冷却夹层，通过流通循环的冷却液来实现结晶罐的降温，但是这种结构的缺点就是降温不均匀，靠近结晶罐侧壁处的温度会明显下降而罐体中部的降温效果则很不明显，导致降温不够均匀，需要提高搅拌速度来解决，但是如前所述搅拌速度越快，产生的剪切力就越大，形成的结晶就越细越小。如何解决这对矛盾是目前急需处理的问题。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明提供了一种神经酸油脂自旋结晶装置及其方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一种神经酸油脂自旋结晶装置，包括结晶罐、降温罐、动力装置，冷却盘管；所述结晶罐套于降温罐中，结晶罐的颈部由降温罐顶部伸出，结晶罐与降温罐之间形成空腔；降温罐底部设有冷却液进口，降温罐顶部设有冷却液处口；所述降温罐顶部开口，在开口处设有轴承，结晶罐的颈部由轴承内伸出；结晶罐的颈部由下至上依次设有轴承卡环、传动齿环，轴承卡环与轴承匹配，传动齿环与动力装置连接，结晶罐内壁固定有竖向的挡流板，挡流板的端面为弧面，结晶罐颈部开口处设有机械密封，机械密封动环在下，静环在上，静环上设有罐盖；冷却盘管由结晶罐颈部伸入结晶罐内，冷却盘管的进液口与出液口穿过罐盖位于罐盖上方；结晶罐中设有物料管，物料管由罐盖插入结晶罐。

本发明改变了传统的在结晶罐中设置搅拌的方式，采用结晶罐自旋的方式，来使油脂在罐中流动换热。动力装置驱动传动齿环转动，传动齿环带动结晶罐自旋，轴承卡环用来固定结晶罐的上下位置，结晶罐与降温罐之间形成的空腔中注入冷却液，使结晶罐从外部降温，冷却盘管中注入冷却液，使结晶罐从内部降温，达到降温快、降温均匀的目的。结晶罐自旋后，由挡流板带动油脂在结晶罐中温和流动，挡流板外露的端面为弧面，对形成的结晶干扰小，能够保证结晶持续生长。机械密封动环在下，静环在上，使罐盖保持不动，便于穿过罐盖的管道的连接。物料管外接头为快接接头，物料管外接头与进料管连接即作为进料管，若与出料管连接即作为作为出料管。

进一步地所述挡流板至少有一片，由结晶罐底部螺旋状上升至结晶罐顶部。挡流板最少有一片，也可增加至2至4片在结晶罐内均匀分布增加油脂的流动性，由于结晶罐起冷却作用，因此油脂可以加满，以增加结晶罐的利用率，所以挡流板沿结晶罐底部一直上升至结晶罐顶部，能带动结晶罐中所有部位的油脂流动，呈螺旋状上升是为了不仅使油脂有水平方向的运动，还能在管壁处产生向上的运动、在罐心处产生向下的运动，使油脂能够更加均匀的传热。

进一步地所述罐盖下方连接过滤网筒，过滤网筒位于冷却盘管内，过滤网筒为密封的筒状结构，过滤网筒在上部与挡流板上端部对应位置开有集料口；物料管有两根，第一物料管位于过滤网筒内，开口于过滤网筒底部，第二物料管位于过滤网筒外，开口于结晶罐底部。结晶形成后由于罐体的旋转产生离心力先向结晶罐内壁移动，在挡流板的作用下螺旋上升，到达过滤网筒的集料口后由集料口进入过滤网筒，并在罐心处向下流动的油脂带动下进入过滤网筒下部被阻隔至过滤网筒内，然后不断的集聚，出料时从第一物料管抽出结晶及少量液态油脂，方便后续分离工段的操作。

进一步地所述降温罐由罐身及封头构成，罐身与封头活动连接。便于神经酸油脂自旋结晶装置的组装和维修。

进一步地所述降温罐外侧设有保温材料。

进一步地所述轴承卡环、传动齿环与结晶罐活动连接；所述物料管在结晶罐内能够上下移动，并在物料管上设有视镜。结晶罐组装时先套于降温罐中，将颈部伸出，然后先套轴承卡环并固定，再套传动齿环并固定，完成安装。在出料时，先将物料管上移，抽取清液，并逐渐下移物料管，待从视镜中观察到白色结晶时，转换物料管连接的储罐，这样可以有效减少后续分离工艺负荷强度。

进一步地结晶罐内设有温度传感器。

进一步地提供了一种神经酸油脂自旋结晶方法，包括以下步骤：

1）将精炼后的元宝枫籽油由物料管注入结晶罐中；

2）开启冷却液循环装置，循环速度500升/小时；

3）开启动力装置，使结晶罐自旋，转速10~30转/分；

4）当结晶罐内温度降至-3℃时，控制冷却液温度使结晶罐内温度保持在-3~-4℃之间，持续1~3小时；

5）将带有结晶的油脂从结晶罐抽出，进入下一步工序，完成神经酸油脂自旋结晶过程。

进一步地若不设置过滤网筒时所述步骤5）中保温结束后，调整动力装置，使结晶罐转速达到100~120转/分；达到最高转速5~10分钟后，将物料管先上移，管口至液面下1~2厘米，开始抽取液态油脂至油脂罐，并随液位下降向下移动物料管，始终保持物料管管口在液面下1~2厘米，直至在视镜中观察到有白色结晶物时，停止抽取；关闭动力装置，将物料管插入结晶罐最底部，抽取结晶混合液体至成品罐完成神经酸油脂自旋结晶过程。保温结束后，神经酸已全部冷却形成结晶，调高结晶罐转速，结晶在离心力的作用下向罐壁集中，此时将物料管插入液面下1~2厘米开始抽取，根据抽取流量和罐体体积计算物料管下移速度，始终保持物料管管口在液面下1~2厘米，此时抽取的是液体油脂，直至物料管下移至一定深度后，开始有结晶同液态油脂一起抽出，由视镜观察发现，此时转换至成品罐接收。如此能减少后续分离工序的分离总量，减少工作负荷。

进一步地若设置过滤网筒时所述步骤5）中保温结束后，关闭动力装置，从第一物料管抽取结晶混合液体至成品罐，从第二物料管抽取液态油脂至油脂罐，第一物料管与第二物料管同时抽取，并调节抽取速度使过滤网筒内液面与过滤网筒外液面始终保持一致。设置过滤网筒后，结晶在形成后，在离心力的作用下向罐壁集中再由螺旋上升的挡流板携带至过滤网筒内，结晶在过滤网筒不断聚集生长，最终绝大部分截留在过滤网筒内。第一物料管和第二物料管同时抽取，并根据罐体尺寸和过滤网筒尺寸计算抽取量，使过滤网筒内液面与过滤网筒外液面始终保持基本一致。如此能减少后续分离工序的分离总量，减少工作负荷。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）采用旋转罐体的方式来代替机械搅拌，使油脂在罐内轻柔地流动，有利于晶体的成长；

2）增加冷却盘管，加大了冷却面积，热交换效率大大提高；

3）使用过滤网筒，将结晶在冷冻的同时收集至过滤网筒内，出料时能分别抽取液态油脂和固液混合油脂，大大减轻了后续分离工序的负荷。

附图说明

图1为降温罐结构示意图；

图2为结晶罐结构示意图；

图3为实施例1的神经酸油脂自旋结晶装置结构示意图；

图4为实施例2的神经酸油脂自旋结晶装置结构示意图；；

图5为实施例2的神经酸油脂自旋结晶装置侧面结构示意图；

图6为实施例2的过滤网筒与冷却盘管结构示意图；

其中1. 降温罐，11. 罐身，12.封头，13. 冷却液进口，14. 冷却液处口，15. 冷却液，16.轴承，17. 保温材料，2.结晶罐，21. 结晶罐颈部，22. 轴承卡环，23. 传动齿环，24. 机械密封，25. 罐盖，26. 挡流板，27. 冷却盘管，28. 进液口，29. 出液口，31. 物料管，32.第一物料管，33.第二物料管，34. 视镜，41. 过滤网筒，42. 集料口，5，动力装置。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。本发明所用的原料均为市售产品。

实施例1

如图1、2、3所示，一种神经酸油脂自旋结晶装置，包括结晶罐22、降温罐1、动力装置5，冷却盘管27。所述结晶罐22套于降温罐1中，结晶罐颈部21由降温罐1顶部伸出，结晶罐2与降温罐1之间形成空腔；降温罐1由罐身11及封头12构成，罐身11与封头12活动连接，降温罐1底部设有冷却液进口13，降温罐1顶部设有冷却液处口14，降温罐1外侧设有保温材料17。所述降温罐1顶部开口，在开口处设有轴承16，结晶罐颈部21由轴承16内伸出；结晶罐颈部21由下至上依次设有轴承卡环22、传动齿环23，轴承卡环22、传动齿环23与结晶罐2活动连接，轴承卡环22与轴承16匹配，传动齿环23与动力装置5连接。结晶罐2内壁固定有竖向的挡流板26，挡流板26的端面为弧面，挡流板26至少有两片，在结晶罐2内均匀分布。结晶罐颈部21开口处设有机械密封24，机械密封24动环在下，静环在上，静环上设有罐盖25。冷却盘管27由结晶罐颈部21伸入结晶罐2内，冷却盘管27的外径小于结晶罐颈部21内径，冷却盘管27的进液口28与出液口29穿过罐盖25位于罐盖25上方。结晶罐2中心设有物料管31，物料管31由罐盖25插入结晶罐2，物料管31在结晶罐2内能够上下移动，并在物料管31上设有视镜34。结晶罐2内设有温度传感器。

组装时先将结晶罐颈部21套入降温罐1封头12中，然后将冷却盘管27装入结晶罐2，依次安装轴承卡环22、传动齿环23、机械密封24、罐盖25，再将降温罐1封头12与降温罐1罐身11连接固定，包裹保温材料17，将物料管31插入结晶罐2中。

一种神经酸油脂自旋结晶方法，包括以下步骤：

1）将精炼后的元宝枫籽油由物料管31注入结晶罐2中；

2）开启冷却液循环装置，循环速度500升/小时；

3）开启动力装置5，使结晶罐2自旋，转速10~30转/分；

4）当结晶罐2内温度降至-3℃时，控制冷却液温度使结晶罐2内温度保持在-3~-4℃之间，持续1~3小时；

5）保温结束后，神经酸已全部冷却形成结晶，调整动力装置5，使结晶罐2转速达到100~120转/分，结晶在离心力的作用下向罐壁集中；达到最高转速5~10分钟后，将物料管31先上移，管口至液面下1~2厘米，开始抽取液态油脂至油脂罐，根据抽取流量和罐体体积计算物料管31下移速度，始终保持物料管31管口在液面下1~2厘米，直至在视镜34中观察到有白色结晶物时，停止抽取；关闭动力装置5，将物料管31插入结晶罐2最底部，将结晶罐2内剩余的结晶混合液体抽取至成品罐完成神经酸油脂自旋结晶过程。

实施例2

如图1、2、4、5、6所示，一种神经酸油脂自旋结晶装置，包括结晶罐2、降温罐1、动力装置5，冷却盘管27。所述结晶罐2套于降温罐1中，结晶罐颈部21由降温罐1顶部伸出，结晶罐2与降温罐1之间形成空腔；降温罐1由罐身11及封头12构成，罐身11与封头12活动连接，降温罐1底部设有冷却液进口13，降温罐1顶部设有冷却液处口14，降温罐1外侧设有保温材料17。所述降温罐1顶部开口，在开口处设有轴承16，结晶罐颈部21由轴承16内伸出；结晶罐颈部21由下至上依次设有轴承卡环22、传动齿环23，轴承卡环22、传动齿环23与结晶罐2活动连接，轴承卡环22与轴承16匹配，传动齿环23与动力装置5连接。结晶罐2内壁固定有挡流板26，挡流板26的端面为弧面，挡流板26至少有四片，在结晶罐2内均匀分布，挡流板26由结晶罐2底部螺旋状上升至结晶罐2顶部。结晶罐颈部21开口处设有机械密封24，机械密封24动环在下，静环在上，静环上设有罐盖25。冷却盘管27由结晶罐颈部21伸入结晶罐2内，冷却盘管27的外径小于结晶罐颈部21内径，冷却盘管27的进液口28与出液口29穿过罐盖25位于罐盖25上方。在罐盖25下方连接过滤网筒41，过滤网筒41位于冷却盘管27内，过滤网筒41为密封的筒状结构，过滤网筒41在上部与挡流板26上端部对应位置开有集料口42。物料管31有两根，第一物料管32位于过滤网筒41内，开口于过滤网筒41底部，第二物料管33位于过滤网筒41外，开口于结晶罐2底部，两根物料管31由罐盖25插入。结晶罐2内设有温度传感器。

组装时先将结晶罐颈部21套入降温罐1封头12中，然后将冷却盘管27装入结晶罐2，依次安装轴承卡环22、传动齿环23、机械密封24、过滤网筒41、第二物料管33、罐盖25，再将降温罐1封头12与降温罐1罐身11连接固定，包裹保温材料17，最后将第一物料管32插入结晶罐2中。

一种神经酸油脂自旋结晶方法，包括以下步骤：

1）将精炼后的元宝枫籽油由物料管31注入结晶罐2中；

2）开启冷却液循环装置，循环速度500升/小时；

3）开启动力装置5，使结晶罐2自旋，转速10~30转/分；

4）当结晶罐2内温度降至-3℃时，控制冷却液温度使结晶罐2内温度保持在-3~-4℃之间，持续1~3小时；

5）保温结束后，关闭动力装置5，从第一物料管32抽取结晶混合液体至成品罐，从第二物料管33抽取液态油脂至油脂罐，第一物料管32与第二物料管33同时抽取，并调节抽取速度使过滤网筒41内液面与过滤网筒41外液面始终保持一致，完成神经酸油脂自旋结晶过程。

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。