一种大豆卵磷脂提纯浓缩方法及装置
阅读说明：本技术 一种大豆卵磷脂提纯浓缩方法及装置 (Method and device for purifying and concentrating soybean lecithin ) 是由 金日生 朱梦男 张华� 袁传勋 胡康棣 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及大豆卵磷脂制备技术领域,具体公开了一种大豆卵磷脂提纯浓缩方法及装置；包括壳体、夹套,壳体的内部同心设置有转动杆,转动杆的上端设置有与壳体内壁相贴合的螺旋叶刮板,螺旋叶刮板的外端均匀开设有若干漏流口转动杆的下端连接有壳体内壁相贴合的条形刮板；壳体的上端连接有倒圆台形的端罩,端罩中设置有原液槽,转动杆的顶端与原液槽相连接,原液槽的外侧面均匀连接有内置密封活塞的排液管；本发明公开的浓缩装置在无需提高浓缩温度、延长蒸发器长度的前提下,对大豆卵磷脂提纯液进行充分浓缩,并且有避免了大豆卵磷脂高温易变质的问题,整个设备结构简单、占用空间小、对大豆卵磷脂的浓缩效果优异。(The invention relates to the technical field of preparation of soybean lecithin, and particularly discloses a method and a device for purifying and concentrating soybean lecithin; the spiral blade scraper is characterized by comprising a shell and a jacket, wherein a rotating rod is concentrically arranged in the shell, a spiral blade scraper attached to the inner wall of the shell is arranged at the upper end of the rotating rod, and a plurality of strip-shaped scrapers attached to the inner wall of the shell are uniformly arranged at the lower ends of the rotating rods with leakage openings; the upper end of the shell is connected with an end cover with an inverted frustum shape, a raw liquid tank is arranged in the end cover, the top end of the rotating rod is connected with the raw liquid tank, and the outer side surface of the raw liquid tank is uniformly connected with a liquid discharge pipe internally provided with a sealing piston; the concentration device disclosed by the invention can be used for fully concentrating the soybean lecithin purified liquid on the premise of not increasing the concentration temperature and prolonging the length of the evaporator, and the problem that the soybean lecithin is easy to deteriorate at high temperature is solved.)
技术领域
本发明涉及大豆卵磷脂制备
技术领域
，具体公开了一种大豆卵磷脂提纯浓缩方法及装置。背景技术
大豆磷脂是以大豆油脚为原料提炼的磷脂，主要由磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）、磷脂酰肌醇（肌醇磷脂）等组成，具有乳化性、抗氧化性、降低胆固醇、调节血脂等作用和延缓衰老、增强记忆力、预防心脑血管疾病等营养保健功能，目前已被广泛应用于食品、药品、化妆品和饲料等行业中。在大豆卵磷脂制备的过程中浓缩为必不可少的加工步骤。目前，由于大豆卵磷脂具有热敏性高、易氧化的特性，一般采用薄膜蒸发器对大豆卵磷脂进行浓缩。
例如申请号为CN2013203577596的实用新型公开了一种磷脂加工用薄膜蒸发器，薄膜蒸发器包括驱动段、蒸发分离段、夹套加热蒸发段及出料段，驱动段、蒸发分离段、夹套加热蒸发段及出料段按照由上至下依次设置用法兰连接。夹套加热蒸发段内设有夹套筒体加热室，夹套筒体加热室具有形成夹套的内筒体与外筒体，内筒体的外壁上沿轴向设有至少一个加强圈，加强圈与外筒体之间间隔开。该实用新型公开的磷脂加工用薄膜蒸发器虽然能够用于大豆卵磷脂的浓缩加工，但是在使用过程中大豆卵磷脂提取液无法有效洒在蒸发器的内壁上，而且使用该薄膜蒸发器进行提纯时大豆卵磷脂提取液沿着蒸发器的内壁向下流动的速度较快，导致浓缩效果不佳，欲提高浓缩效果只能从延长蒸发器长度和提高夹套中热介质温度，而延长蒸发器长度会导致整个设备占用空间大、制造成本高，较高的温度又容易引起大豆卵磷脂的变质。因此，基于现有用于大豆卵磷脂浓缩用的薄膜蒸发器的不足，本文提出了一种能够有效解决上述技术问题的大豆卵磷脂提纯浓缩装置及使用该装置进行浓缩的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有薄膜蒸发器无法适用于大豆卵磷脂浓缩的问题，提出了一种在不提高浓缩温度、不增加薄膜蒸发器高度的前提下，能够对大豆卵磷脂进行有效浓缩的装置及使用该装置进行浓缩的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种大豆卵磷脂提纯浓缩装置，包括薄膜蒸发器壳体、设置在薄膜蒸发器壳体外侧面上的夹套，所述薄膜蒸发器壳体的内部同心设置有转动杆，所述转动杆的上端设置有与薄膜蒸发器壳体内壁相贴合的螺旋叶刮板，所述螺旋叶刮板的外端均匀开设有若干漏流口，所述转动杆的下端连接有与薄膜蒸发器壳体内壁相贴合的条形刮板；
所述薄膜蒸发器壳体的上端连接有倒圆台形的端罩，所述端罩中设置有原液槽，所述转动杆的顶端与原液槽相连接，所述原液槽的外侧面均匀连接有若干外端密封的排液管，所述排液管的下表面间隔开设有多个排液孔，所述排液管中设置有密封活塞，所述密封活塞与排液管的外端面之间连接有弹簧，所述原液槽上连接有伸出端罩的连接轴，且连接轴、转动杆和原液槽同心设置，所述端罩的外端设置有作用于连接轴的驱动装置。
作为上述方案的进一步设置，所述薄膜蒸发器壳体为一体成型的直筒状壳体；该一体式薄膜蒸发器壳体为其中一种设置方案。
作为上述方案的进一步设置，所述薄膜蒸发器壳体由上段直筒状的第一外壳体和下端圆台状的第二外壳体连接组成；由两个直筒状和下端圆台状外壳体组装为第二中设置方案。
作为上述方案的进一步设置，所述薄膜蒸发器壳体的下端连接有浓缩液排管，所述浓缩排管上设置有阀门；通过打开阀门能够将大豆卵磷脂浓缩液排出。
作为上述方案的进一步设置，所述排液管下表面的多个排液孔等间隔设置，且排液孔均朝外倾斜设置；将排液孔向外倾斜设置能使得排出的提出液向外抛洒落在端罩的圆锥形内壁上，达到均布器的效果。
作为上述方案的进一步设置，所述端罩的上端连接有负压气管，所述端罩的侧面连接有伸入内部的加液管，且加液管的内端设置在原液槽的上方；通过负压气管能够在浓缩前将薄膜蒸发器壳体空气抽走防止引起大豆卵磷脂的变质，通过通过负压的作用能够降低蒸发浓缩时提取液中溶剂的沸点，合理降低浓缩时的温度。
作为上述方案的进一步设置，所述驱动装置包括设置在端罩外侧的变频电机，所述变频电机的输出轴上连接有主动带轮，所述连接轴的上端连接有从动带轮，所述主动带轮与从动带轮之间连接有传动皮带；上述仅为其中的一种设置方式，还可以通过设置带有减速机的变频电机直接与连接轴相连接实现驱动。
一种使用上述的装置进行的提纯浓缩方法，包括以下步骤：
1）将经过脱油、萃取、分离、吸附和过滤步骤得到的大豆卵磷脂提取液输入原液槽中；
2）将导热油加热至110~130℃后注入夹套中对薄膜蒸发器壳体进行加热，同时将薄膜蒸发器壳体抽至负压状，并在后续浓缩过程中持续抽气；
3）再启动驱动装置使得原液槽以80~150r/min的转速在端罩中转动，在原液槽转动时由于离心力的作用使得排液管中的密封活塞向外运动，从而使得排液管下端的排液孔被打开，原液槽中的大豆卵磷脂提取液从排液孔中被甩出落在端罩的圆锥形内壁上；
4）沿着端罩圆锥形内壁流下的大豆卵磷脂提取液沿着薄膜蒸发器壳体内壁往下流动，并在向下流动过程中经过螺旋叶刮板、条形刮板的作用使得大豆卵磷脂提取液被全部涂覆在内壁上并缓慢向下流动，进行升温蒸发，最终得到的大豆卵磷脂浓缩液从下端排出。
有益效果：
1）本发明公开的浓缩装置以现有的薄膜蒸发器为基础，在外壳体的内部设置有转动杆，在转动杆的上端连接有与内壁相贴合的螺旋叶刮板、下端连接有条形刮板，在蒸发浓缩过程中提纯液沿内壁向下流动时螺旋叶刮板能够将其向上刮料，同时通过开设的漏流口能够保证向上刮料时内壁上的提纯液能顺利流下，然后被条形刮板均匀涂覆在下端内壁上，从而极大程度上延长了卵磷脂提纯液沿内壁流动的时间，整个设计的浓缩装置在无需提高浓缩温度、延长蒸发器长度的前提下，对大豆卵磷脂提纯液进行充分浓缩，并且通过对热介质温度的控制，有效避免了大豆卵磷脂高温易变质的问题，整个设备结构简单、占用空间小、对大豆卵磷脂的浓缩效果优异。
2）本发明公开的浓缩装置在其上端设置一个倒锥形的端罩，在端罩中设置有原液槽，原液槽的外圆面均匀连接有内置密封活塞的排液管，在排液管的下表面间隔开设多个排液孔，当原液槽随着转动杆旋转时由于离心力的作用使得排液管中的密封活塞向外运动，从而使得下表面的排液孔被打开，然后原提纯液会从排液孔中被甩落至端罩的锥形内壁上再往下流动，能够达到均布下料的效果；同时，上述结构的设计能够通过改变转动杆的转速实现对原提纯液下料速度的调节，当下料速度增加时螺旋叶刮板和条形刮板转速也同步增加，因此能够保证即使在下料速度增加时，沿内壁流下的提纯液与内壁有着更长时间的热交换，达到充分浓缩的技术效果，使得在对大豆卵磷脂进行浓缩时更容易对参数进行调节、把握，实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明实施例1的内部平面结构示意图。
图2为本发明实施例2的内部平面结构示意图。
图3为本发明实施例2的立体结构示意图。
图4为本发明实施例2中转动杆、螺旋叶刮板、条形刮板的立体结构示意图。
图5为本发明中原液槽、排液管的立体结构示意图。
图6为本发明中原液槽、排液管的内部平面结构示意图。
其中，1-薄膜蒸发器壳体，101-第一外壳体，102-第二外壳体，2-夹套，201-温度传感器，3-进管，4-出管，5-浓缩液排管，6-手动密封阀，7-螺旋叶刮板，8-螺旋叶刮板，801-漏流口，9-横杆，10-条形刮板，11-端罩，12-原液槽，13-连接轴，14-排液管，141-排液孔，15-弹簧，16-密封活塞，17-铁块，18-变频电机，19-小带轮，20-大带轮，21-传动皮带，22-加料管，23-负压气管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、
“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~6，并结合实施例来详细说明本申请。
实施例1
本实施例1公开了一种用于大豆卵磷脂提纯液的薄膜蒸发浓缩装置，参考附图1，包括圆筒状的薄膜蒸发器壳体1，在薄膜蒸发器壳体1的外圆面设置有能够充入热介质的夹套2，夹套2的上下两端连接有热介质进管3和出管4，并在夹套2中设置有温度传感器201，在对大豆磷脂提纯液进行浓缩时其热介质一般选用导热油，通过对导热油的加热温度进行控制可实现对壳体1内壁的温度进行精准控制。
在薄膜蒸发器壳体1的下端连接有浓缩液排管5，浓缩液排管5上设置有一个手动密封阀6。在薄膜蒸发器壳体1中设置有一根竖直的转动杆7，在转动杆7的上端设置有与壳体1相贴合的螺旋叶刮板8，并在螺旋叶刮板8上沿着其螺旋线的外端均匀开设多个漏流口801。在转动杆7的下端周向连接有若干横杆9，并在每组横杆9的外端连接有与一个竖直设置的条形刮板10，并将条形刮板10与壳体1内壁相贴合设置。当卵磷脂提纯液沿着薄膜蒸发器壳体1向下流动时，通过螺旋叶刮板8的转动能够将向下流动的提出液沿着内壁向上刮料，并在刮料时部分的提纯液沿着漏流口801流下，在流下时又被下层的螺旋叶刮起，当最终流至条形刮板10时又被条形刮板涂在薄膜蒸发器壳体1内壁的下端。整个螺旋叶刮板和漏流口801的设置能够保证沿内壁向下流动的提纯液顺利达到薄膜蒸发器壳体1底端的同时延长提纯液在内壁上进行加热浓缩的时间，从而保证提纯液能够被充分蒸发浓缩。
在薄膜蒸发器壳体1的上端连接有倒圆台状的端罩11，该端罩11可以是与薄膜蒸发器壳体1一体成型加工或者通过法兰实现密封连接。在端罩11中设置有一个原液槽12，并且转动杆7的顶端与原液槽12的下表面圆心处相连接。在原液槽12的底壁上还连接有一根伸出端罩11上表面的连接轴13，连接轴13在伸出端罩11上表面时与设置的密封轴承转动连接。其中，连接轴13、转动杆7以及原液槽12均同心设置。
在原液槽12的外圆面下端均与连接有多根排液管14，将排液管14的内端与原液槽12相连通、外端密封设置。在排液管14的下表面等间隔开设有多个排液孔141，并且每个排液孔141均是向外倾斜设置。在排液管14的外端内部连接有弹簧15，弹簧15的朝向原液槽12的一端连接有与排液管14相配合的密封活塞16，并且密封活塞16的内部填充有高密度的铁块17。通过上述设计，在原液槽12转动时，排液管14中的密封活塞16在离心力的作用下向外运动，此时排液管14下表面开设的排液孔141被打开，原液槽12中的大豆卵磷脂提纯液会从排液孔141中被甩出、并落在薄膜蒸发器壳体1的内壁上，从而达到均布的效果。同时，上述原液槽12的结构设计还能够通过改变转速调节排液管14上被打开的排液孔141数量，实现对排液量的调节。
为了实现对原液槽12转速的任意调节，在端罩11上设置有能够驱动连接轴13的动力装置，该动力装置包括固定安装在端罩11一侧的变频电机18，在变频电机18的输出轴上端连接有小带轮19，同时在连接轴13伸出端罩11上表面的顶端也设置有大带轮20，大带轮20和小带轮19之间设置有传动皮带21。通过变频电机18的驱动作用，再通过带轮和皮带之间的传动作用可实现原液槽12在端罩11内的转动。
最后，在端罩11上还连接有伸入内部的加料管22，并且加料管22的内端设置在原液槽12的上方，大豆卵磷脂提纯液通过加料管22的导向作用送入原液槽12中。另外，还在端罩11的上端连接有负压气管23，负压气管23与负压气泵相连接，在进行浓缩前可通过负压气管23将薄膜蒸发器壳体1抽至真空状态，同时在蒸发浓缩过程中还能够将蒸汽吸走。
实施例2
实施例2公开了一种基于实施例1基础上改进后的大豆卵磷脂提纯液的薄膜蒸发浓缩装置，该实施例2与实施例1的相同之处不做再次说明，其不同之处在于本实施例2将薄膜蒸发器壳体1分段设置，薄膜蒸发器壳体1的上段为圆柱形的第一外壳体101，下端为上宽下窄、呈圆台形的第二外壳体102。其中第一外壳体101和第二外壳体102可以通过一体焊接成型，或者两者通过法兰件实现固定连接构成整个薄膜蒸发器壳体1。当第一外壳体101和第二外壳体102通过法兰件实现连接时，其薄膜蒸发器壳体1外表面设置的夹套2也分段设置，将两个夹套2分别设置在第一外壳体101和第二外壳体102的外表面。
同时，根据薄膜蒸发器壳体1的结构设计，将转动杆7下端连接的条形刮板10倾斜设置，使得条形刮板10与第二外壳体102的内壁相贴合。通过将完全直筒式的薄膜蒸发器壳体1改成由第一外壳体101和第二外壳体102连接组成的结构，使得大豆卵磷脂提纯液在沿着第一外壳体101的内壁流入第二外壳体102内壁时，其整个提纯液的流动速度变缓，能够延长提纯液在第二外壳体102上流动蒸发的时间，使得对提纯液的浓缩效果更好。
同时，本发明还公开了一种使用实施例1或实施例2公开的蒸发浓缩装置对大豆卵磷脂进行提纯浓缩的方法（即实施例1和实施例2的具体使用步骤），其包括如下步骤：
步骤一：将经过脱油、萃取、分离、吸附和过滤步骤得到的大豆卵磷脂提取液通过加料管输入原液槽中待处理。
步骤二：将导热油加热至110~130℃后注入夹套中对薄膜蒸发器壳体进行加热，通过温度传感器对夹套中的导热油温度进行实时监测，同时将薄膜蒸发器壳体抽至-0.05~-0.03MPa的负压状，并且在后续浓缩过程中持续抽气保持负压。
步骤三：启动驱动装置使得原液槽以80~150r/min的转速在端罩中转动，在原液槽转动时由于离心力的作用使得排液管中的密封活塞向外运动，从而使得排液管下端的排液孔被打开，原液槽中的大豆卵磷脂提取液从排液孔中被甩出落在端罩的圆锥形内壁上。
步骤四：沿着端罩圆锥形内壁流下的大豆卵磷脂提取液沿着薄膜蒸发器壳体内壁往下流动，并在向下流动过程中经过螺旋叶刮板、条形刮板的作用使得大豆卵磷脂提取液被全部涂覆在内壁上并缓慢向下流动，进行升温蒸发，最终得到的大豆卵磷脂浓缩液从下端排出。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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