阅读说明：本技术 花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备 (Special equipment for peanut oil aflatoxin detoxification ) 是由 李悦明 李惠 董文雷 李喜宏 张姣姣 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明一种花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备,包括外壳、二次处理箱外壳、四个吸附滚筒、臭氧热解器、紫外灯、脉冲式高压电场发生器以及收集罐；在外壳内从左到右通过支撑杆间隔安装四个平行的铰座,在相邻的铰座之间铰装一吸附滚筒的两端,吸附滚筒共设置首尾同轴相连的四个,四个吸附滚筒形成一个倾斜设置的圆柱形中空吸附腔体花生油从内部通过。本发明采用臭氧-紫外协同降解黄曲霉毒素,提高臭氧的氧化能力,黄曲霉毒素降解效率相对单一臭氧降解提高100-1000倍,解决臭氧降解黄曲霉毒素不会恢复至原始结构,而紫外照射降解效果稳定性差的产业难题。同时,此脱毒工艺还会降低花生油中的水分含量,有利于花生油长期贮藏。(The invention relates to special equipment for peanut oil aflatoxin detoxification, which comprises a shell, a secondary treatment box shell, four adsorption rollers, an ozone pyrolyzer, an ultraviolet lamp, a pulse type high-voltage electric field generator and a collection tank, wherein the shell is provided with a first treatment tank and a second treatment tank; four parallel hinged supports are arranged in the shell at intervals from left to right through supporting rods, two ends of an adsorption roller are hinged between the adjacent hinged supports, the adsorption roller is provided with four rollers which are coaxially connected end to end, and the four adsorption rollers form a cylindrical hollow adsorption cavity peanut oil which is obliquely arranged to pass through the interior of the adsorption cavity peanut oil. According to the invention, the aflatoxin is degraded by adopting the ozone-ultraviolet synergy, the oxidation capacity of ozone is improved, the degradation efficiency of the aflatoxin is improved by 1000 times compared with that of single ozone degradation, and the industrial problems that the aflatoxin is not restored to the original structure when the ozone is degraded, and the stability of the ultraviolet irradiation degradation effect is poor are solved. Meanwhile, the detoxification process can reduce the moisture content in the peanut oil, thereby being beneficial to the long-term storage of the peanut oil.)

花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备

技术领域

本发明属于黄曲霉毒素脱毒专用设备，尤其是一种花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备。

背景技术

黄曲霉毒素(aflatoxins，AFs)主要是由黄曲霉(aspergillus flavus)和寄生曲霉(aspergillus parasiticus)产生的一类具有严重致癌、致畸和致突变的化学结构类似的次级代谢产物的总称。黄曲霉毒素主要作用靶器官为肝脏，造成肝脏损伤，引发肝炎、肝硬化、肝坏死等。

花生油以其高营养价值低廉的价格，深受消费者欢迎。但在实际使用中发现，花生油生产存放易感染黄曲霉菌而产生黄曲霉毒素的问题。食用油的黄曲霉毒素处理有以下方法：物理法、化学法和生物法，但大多数方法存在脱毒效率低、营养损失大、成本高、无法工业化应用等严重缺陷。目前许多企业应用紫外、电子束等脱毒，但是脱毒效果不稳定，且紫外穿透力差，脱毒效果不佳，而用臭氧降解，采用较高浓度臭氧，对谷物品质造成影响，较低浓度脱毒效果不理想。据研究，紫外照射可以提高臭氧的氧化能力，为保证脱毒效果，本发明提供一种针对花生油臭氧-紫外协同降解黄曲霉毒素的设备，内外部同时脱毒，黄曲霉毒素降解率显著提高，设备方便操作，适合企业实际应用。

通过检索，发现如下与本申请相关的专利文献，具体公开内容如下：

1.一种去除食用油中黄曲霉毒素的方法(CN 103952234 A)，该发明的目的是提供一种去除食用油中黄曲霉毒素的方法，是在装有食用油的装置中，使用紫外光来降解黄曲霉毒素；其中紫外线的波长为302nm，强度为600μw/cm2。其中该发明所使用的一种装置，包括有用于盛装食用油的腔体、用于遮光的腔体瓶塞，且腔体瓶塞内安装有带有紫外灯管的紫外发生器。为了提高降解的效果，在腔体的内壁上涂有反射紫外线涂料。本发明的方法可以有效的处理花生油中的黄曲霉毒素，设备简便易得，生活中使用方便，而且，使用了能够反射紫外线的涂层，可以有效的提高降解的效率，从而降低成本。该专利的不足之处：①该发明紫外降解单一化，脱毒效果不稳定、降解率低；②食用油在导流过程中未采取任何搅拌技术，紫外光仅能照射食用油表面；③紫外光对食用油透射率低，杀菌降毒不彻底。

2.一种花生中降解黄曲霉毒素B1的方法(CN 103750084 A)，该发明一种降解黄曲霉毒素B1的方法，包括如下步骤：将黄曲霉毒素污染的花生粕粉碎得到花生粕粉后，进行挤压组织化，完成黄曲霉毒素B1的降解；所述粉碎步骤中，粉碎为50目；所述花生粕粉中，水的质量百分含量为40％；所述挤压组织化步骤中，挤压机筒的温度为146℃；喂料速度为18g/min；螺杆转速为149r/min；所述挤压组织化步骤所用设备为同向啮合双螺杆挤压膨化实验室工作站。该专利的不足之处：①高温、高压、高剪切力作用下，花生中营养成分损失严重；②物理挤压降解较为单一，降解率较低；③残留黄曲霉菌不能彻底去除。

3.一种黄曲霉毒素的降解方法(CN 101238866 A)，该专利公开一种黄曲霉毒素的降解方法，其特征是对含有黄曲霉毒素的物质采用紫外线、微波和光波联合处理；所述紫外线的辐射照度为80～300W/m³；所述微波的频率为2450MHz±50MHz，作用温度为60℃～95℃；所述光波的功率为4000～7500W/m³；所述光波为小太阳灯管发出的光波；所述含有黄曲霉毒素的物质为花生、花生仁、花生油、薏仁谷、薏仁米、玉米或饲料。该专利的不足之处：①该发明紫外线、微波和光波降解单一化，脱毒效果不稳定、降解率低；②食用油在导流过程中未采取任何搅拌技术，紫外光仅能照射食用油表面；③紫外光对食用油透射率低，杀菌降毒不彻底。

通过技术特征的对比，上述公开专利文献与本发明的技术方案不相同，不会影响本发明申请的创造性及新颖性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供是一种花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备，本发明具有以下优点：①臭氧协同紫外降解，在紫外照射条件下，臭氧氧化能力显著提高，黄曲霉毒素不会恢复至原始结构；②多层连续滚筒传送花生油，滚筒内壁设置螺纹，花生油能充分接触臭氧和紫外光；③二级镀层吸附剂滚筒板吸附黄曲霉毒素，结合低温冷却技术联合高压脉冲电场(PEF)非热杀菌，有效去除花生油中黄曲霉菌，脱除黄曲霉毒素。

本发明实现目的的技术方案如下：

一种花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备，其特征在于：包括外壳、二次处理箱外壳、四个吸附滚筒、臭氧热解器、紫外灯、脉冲式高压电场发生器以及收集罐；

在外壳内从左到右通过支撑杆间隔安装四个平行的铰座，在相邻的铰座之间铰装一吸附滚筒的两端，吸附滚筒共设置首尾同轴相连的四个，四个吸附滚筒形成一个倾斜设置的圆柱形中空吸附腔体花生油从内部通过；

所述四个滚筒外缘同轴安装齿轮圈，四个齿轮圈在同一齿轮轴的啮合驱动下，同轴同速转动，齿轮轴由安装在外壳一侧的电机驱动，齿轮轴另一端通过一轴座安装在支撑杆上。最右侧的吸附滚筒连接进料口，最左侧的吸附滚筒连接二次处理箱外壳入口，在铰座处安装紫外灯和臭氧发生器的臭氧管道出口，紫外灯和臭氧发生器的臭氧管道出口均按照有保护外罩；

所述与进料口相邻的两个吸附滚筒在滚筒外壳内壁同轴贴附第一吸附材料层，相邻二次处理箱外壳的两个吸附滚筒在滚筒外壳内壁同轴贴附第二吸附材料层；

所述二次处理箱外壳一侧制成一个铰座，用于支撑第四个吸附滚筒，所述二次处理箱制成三个间隔箱体，相邻吸附滚筒出口的第一个箱体顶部内脉冲式高压电场发生器，第一个箱体顶部安装臭氧热解器，第三箱体为出口，连接收集罐，而且，所述第一和第二吸附材料层内表面做成轴向等距等高波纹形。

而且，在四个吸附滚筒内设置一个刷杆，刷杆上安装刷毛，用于及时毛刷吸附层内壁，刷杆通过固定杆固定在四个铰座内壁。

而且，收集罐外侧包裹降温套，在出口处嵌装过滤器。

而且，所述吸附滚筒内安装臭氧浓度检测探头

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明采用臭氧-紫外协同降解黄曲霉毒素，提高臭氧的氧化能力，黄曲霉毒素降解效率相对单一臭氧降解提高100-1000倍，解决臭氧降解黄曲霉毒素不会恢复至原始结构，而紫外照射降解效果稳定性差的产业难题。同时，此脱毒工艺还会降低花生油中的水分含量，有利于花生油长期贮藏。

2、本发明采用二级镀层滚筒板吸附黄曲霉毒素，一级镀层改性孔沸石纳米吸附材料，改性沸石结构，增大比表面积，扩增金属离子活性物质，大大增加吸附量；二级镀层活性碳-聚乙烯复合吸附材料，实现对花生油中的黄曲霉毒素的高选择性、高容量吸附，减少对花生油中营养成分的吸附，以保证花生油的质量。同时可以减少吸附剂的用量，以减少花生油与吸附剂的分离负荷。有效脱除黄曲霉毒素。

3、本发明采用多层连续波纹滚筒传送花生油，滚筒内壁设置推进螺纹，在花生油被反复滚动的过程中，能充分接触臭氧和紫外，破坏黄曲霉毒素结构，对花生油表面及内部的黄曲霉毒素进行全方位、彻底降毒。

4、本发明采用低温冷却技术联合高压脉冲电场(PEF)非热杀菌，有效去除花生油中黄曲霉菌，同时避免花生油热杀菌后性状稳定性差且营养品质降低的难题。

5、本发明采用电热解臭氧技术去除出料口残余臭氧，分解臭氧为氧气，有效去除残余臭氧，绿色环保，健康安全。

附图说明

图1第一吸附材料的照片图。

图2第二吸附材料的照片图。

图3为装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种花生油黄曲霉毒素脱毒专用设备，包括外壳4、二次处理箱外壳1、四个吸附滚筒6、臭氧热解器2、紫外灯22、脉冲式高压电场发生器3以及收集罐18。

在外壳内从左到右通过支撑杆12间隔安装四个平行的铰座8，在相邻的铰座之间铰装一吸附滚筒的两端，吸附滚筒共设置首尾同轴相连的四个，四个吸附滚筒形成一个倾斜设置的圆柱形中空吸附腔体花生油从内部通过，黄曲霉被吸附脱除。

所述四个滚筒外缘同轴安装齿轮圈5，四个齿轮圈在同一齿轮轴16的啮合驱动下，同轴同速转动，齿轮轴由安装在外壳一侧的电机17驱动，齿轮轴另一端通过一轴座15安装在支撑杆上。最右侧的吸附滚筒连接进料口14，最左侧的吸附滚筒连接二次处理箱外壳入口，在铰座处安装紫外灯22和臭氧发生器的臭氧管道出口21，紫外灯和臭氧发生器的臭氧管道出口均按照有保护外罩。花生油从进料口，经过四个吸附滚筒吸附后进入二次处理箱内，在吸附过程中被紫外灯照射，加入臭氧能够提高氧化性能，进一步降低黄曲霉的含量。

所述与进料口相邻的两个吸附滚筒在滚筒外壳内壁同轴贴附第一吸附材料层13，相邻二次处理箱外壳的两个吸附滚筒在滚筒外壳内壁同轴贴附第二吸附材料层7，第一和第二吸附材料层内表面做成轴向等距等高波纹形，用于增加吸附面积。所述第一吸附材料层为金属改性孔沸石纳米吸附材料组成，所述第二吸附材料层活性碳-聚乙烯复合吸附材料，厚度均为2cm左右，所述吸附滚筒为两级四层，3cm厚金属铁板材质，

为了防止花生油在吸附材料内壁粘附，在四个吸附滚筒内设置一个刷杆10，刷杆上安装刷毛11，用于及时毛刷吸附层内壁，刷杆通过固定杆9固定在四个铰座内壁。

所述二次处理箱外壳一侧制成一个铰座，用于支撑第四个吸附滚筒，所述二次处理箱制成三个间隔箱体，相邻吸附滚筒出口的第一个箱体顶部内脉冲式高压电场发生器，第一个箱体顶部安装臭氧热解器，第三箱体为出口，连接收集罐，收集罐外侧包裹降温套19，在出口处嵌装过滤器20，过滤杂质。

所述设备外壳由2cm金属铁板组成，设备内顶部设置大剂量高压汞灯紫外线照射设备。

所述铰座内设置有大剂量高压汞灯紫外线照射设备(型号HPL-N125W)，紫外波长为254nm，以保证紫外照射的有效性。

所述臭氧发生器设置(型号FL-803Y)在设备外，通过聚四氟乙烯管将臭氧引入到降解设备内。

吸附滚筒内安装臭氧浓度检测探头，当检测浓度低于设定阈值下限，控制器开关开启，臭氧发生器开始工作；当检测浓度高于设定阈值下限，控制器开关关闭，臭氧发生器停止工作。

所述二次处理箱外壳内设置高压脉冲电场杀菌设备。

本申请还可以设置有控制器，用于控制臭氧发生器、紫外灯、臭氧热解器、电机等设备的工作，

五、具体实施方式

脱毒方式：紫外-臭氧协同降解。一、控制器与臭氧发生器连接，设备内安装臭氧浓度检测探头，探头另一端连接控制器。设定臭氧浓度阈值为30±1ppm，当检测浓度低于设定阈值下限，控制器开关开启，臭氧发生器开始工作；当检测浓度高于设定阈值下限，控制器开关关闭，臭氧发生器停止工作。二、设备顶部及长滚筒左右侧设置有大剂量高压汞灯紫外线照射设备，灯管长度大于滚筒交叉面高度，紫外波长为254nm，以保证紫外照射的有效性。

推进输送及毒素吸附方式：四个吸附滚筒推进花生油，滚筒内壁设置推进螺纹，一级滚筒螺纹内壁镀层金属改性孔沸石纳米吸附材料，厚度2cm，增大比表面积，显著提升花生油黄曲霉毒素吸附量；二级滚筒螺纹内壁镀层活性碳-聚乙烯复合吸附材料，厚度2cm，实现对花生油中的黄曲霉毒素的高选择性、高容量吸附，减少对花生油中营养成分的吸附，以保证花生油的质量。同时可以减少吸附剂的用量，以减少花生油与吸附剂的分离负荷。调节花生油递进流量，使其堆积高度在不超过螺纹峰度，其次调整滚筒逆向旋转速率以及斜率，当花生油逆向推进至该阶螺纹中部时，由重力作用掉落至下一阶螺纹，依次向下推进。调控花生油在滚筒内推进速率，确定滚筒内停留时间在有效脱除毒素的时间范围内。在花生油被反复滚动的过程中，能充分接触臭氧和紫外，破坏黄曲霉毒素结构，对花生油表面及内部的黄曲霉毒素进行全方位脱毒。

脉冲式电场非热杀菌方式：花生油流经滚筒末端脉冲式高压电场杀菌设备，电场频率200Hz、电场强度30kV/cm，处理时间240μs，有效杀灭黄曲霉菌。继而流经底部冷凝装置，及时预冷降温，保证花生油营养品质不被破坏。

一、活性碳-聚乙烯复合吸附剂的制备

(a)将聚丙烯腈基活性碳纤维毯(剪成1cm×1cm)用适量的丙酮洗涤浸泡一段时间，再用蒸馏水清洗2～3次，真空抽滤，85℃真空干燥24h后粉碎，使制得的活性碳纤维粉末的粒径为200-400μm；(b)碳纤维粉末与聚乙烯树脂(分子量为40000-30000)按质量比为2:1混合后，加热，使聚乙烯熔化，同时将改性后的活性碳粉末在聚乙烯树脂中分布均匀；(c)将步骤(b)中得到的混合物冷却后造粒，得到活性碳-聚乙烯复合吸附剂，该吸附剂的粒径为3-4mm，通过热成型设备将颗粒贴附在滚筒外壳内壁。

二、金属改性孔沸石纳米吸附剂的制备

取0.3mol/L氯化钾溶液10mL、0.01mol/L铝酸钠2mL、0.25mol/L偏硅酸4mL及0.1mol/L硝酸镁2mL加20ml水配成混合溶液，加入结构导向剂0.5mol/L氢氧化铵3mL，40℃搅拌至清。

再取0.02mol/L表面活性十六烷基三甲基溴化铵2mL加入混合液中，80℃搅拌3h，然后将形成的溶液装入聚四氟乙烯水热釜中，150℃水热晶化反应24h，离心后洗涤样品，于100℃干燥过夜，最后55-100℃，经过8h焙烧，即制得金属改性的多级孔沸石纳米吸附剂，该吸附剂的粒径为2-3mm，以此镀层涂敷到滚筒外壳内壁，厚度1-2cm。

表1装置处理效果

	黄曲霉毒素含量
		处理前	53.20μg/kg
解毒装置处理后	10.15μg/kg