在處理油中的高剪切應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】披露了一種生產(chǎn)油的方法，包括：提供高剪切裝置，其包括至少一個轉(zhuǎn)子和至少一個形狀互補(bǔ)的定子，用于將氣體與液體混合；在該高剪切裝置中氣體與油接觸，其中，氣體為惰性氣體或活性氣體；形成產(chǎn)品，其中，產(chǎn)品是溶液、分散液、或其組合。還披露了一種用于處理油的高剪切系統(tǒng)，包括：至少一個高剪切裝置，具有一進(jìn)口和至少一個轉(zhuǎn)子及至少一個形狀互補(bǔ)的定子，被配置為將液體與氣體混合；氣體源，與進(jìn)口流體連通；油源，與進(jìn)口流體連通；以及泵，位于高剪切裝置的上游，與進(jìn)口和油源流體連通。
【專利說明】在處理油中的高剪切應(yīng)用
[0001]背景【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及處理油，更具體地，涉及使用高剪切裝置處理油。【背景技術(shù)】
[0003]總體而言，油包括植物油、揮發(fā)性精油、石油化工油和合成油?；蛘哂涂梢苑譃橛袡C(jī)油和礦物油。存在各種各樣的有機(jī)油，由/通過植物、動物、和其他生物體通過自然代謝過程產(chǎn)生。有機(jī)油主要包含液體，還可以包含諸如蛋白質(zhì)、蠟和生物堿的其他化合物。另一方面，礦物油從原油、或者石油、以及其精煉成分中產(chǎn)生，統(tǒng)稱石油化工產(chǎn)品。它們是在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中的重要資源。原油來源于古化石有機(jī)材料，其地球化學(xué)過程轉(zhuǎn)化成石油。礦物油也可指若干具體原油餾出物。植物脂肪和油是從植物中提取的脂質(zhì)材料。物理上，油在室溫下是液體，脂肪是固體?；瘜W(xué)上，脂肪和油均由甘油三酯組成。它們可以從植物的不同部分中提取，但它們主要從植物種子中提取。一種常見的生產(chǎn)植物油的過程包括:提取、脫膠、精煉(化學(xué)地和物理地)、氫化和除臭。植物油(例如，作為烹調(diào)油)的一個常見問題是由氧化引起的酸敗或降解，這可能會導(dǎo)致不希望的氣味和味道。
[0004]鴕鳥油已被廣泛用于化妝品和制藥行業(yè)。但是，酸敗會導(dǎo)致味道、顏色、氣味和營養(yǎng)價值方面的不希望的化學(xué)變化。因此，有必要進(jìn)一步發(fā)展油處理的方法和系統(tǒng)，例如，以穩(wěn)定油和/或提聞其質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]這里披露的是一種處理油的方法。該方法包括:提供高剪切裝置，該高剪切裝置包括至少一個轉(zhuǎn)子和至少一個形狀互補(bǔ)的定子，被配置為將氣體與液體混合；在該高剪切裝置中，使氣體與油接觸，其中該氣體為惰性氣體或活性氣體；以及生成產(chǎn)品，其中，該產(chǎn)品是溶液、分散液(dispersion)或其組合。
[0006]在一些實(shí)施例中，溶液是氣體飽和或過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不低于5%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，分散液包括平均直徑小于50 μ m的氣泡。
[0007]在一些實(shí)施例中，氣體包括氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳、氫氣、或硫化氫。在一些實(shí)施例中，油包括植物油。在一些實(shí)施例中，油包括食用油或不可食用油。在一些實(shí)施例中，油包括豆油。在一些實(shí)施例中，油包括鴕鳥油。
[0008]在一些實(shí)施例中，油選自包括以下的組:大豆油、葵花籽油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油(地堅果油)、菜籽油(包括低芥酸菜籽油)、紅花油、芝麻油、榛子油、杏仁油、腰果油、澳洲堅果油、mongongo堅果油(或manketti油)、山核桃油、開心果油、美藤果(plukenetia volubilis)油、核桃油、西瓜籽油、葫蘆油、水牛葫蘆油、冬南瓜籽油、南瓜籽油、阿薩伊油、黑醋栗籽油、琉璃苣籽油、月見草油、長豆角種子莢、莧菜油、杏油、蘋果籽油、朝鮮薊油、堅果油、鱷梨油、巴巴蘇油、本油、婆羅洲烏桕籽堅果油、斗篷板栗油(巖谷油)、角豆莢油(algaroba油)、肉桂油、可可脂、蒼耳子油、羽葉棕櫚油、香菜籽油、迪卡油、亞麻薺油、亞麻籽油、葡萄籽油、麻油、木棉籽油、洋麻籽油、拉曼油、漆樹果仁油、道氏池花種籽油、芥子油、肉豆蘧黃油、秋葵籽油、番木瓜籽油、紫蘇子油、Pequi油、松子油、梅干仁油、藜油、盞金花油、米糠油、羅伊爾油、茶籽油(山茶油)、薊油、虎堅果油(或堅果莎草油)、番茄種子油、小麥胚芽油、蓖麻油、椰子油(干椰子仁油)、玉米油、棉籽油、亞麻薺油、麻油、芥末油、棕櫚油、花生油、蘿卜油、菜籽油、黑芝麻油、米糠油、紅花油、海蓬子油、虎堅果油、桐油、藻油、苦配巴洋基油、麻風(fēng)樹油、霍霍巴油、奶灌木油堅果油、核桃油、達(dá)瑪油、亞麻籽油、罌粟籽油、烏桕油(中國植物脂油)、斑鳩菊油、檸檬油、橙油、葡萄柚籽油、黃檗樹果油、橡樹籽油、路單利草油(bladderpod oil)、鴉膽子油、牛蒡油(柏迪油)、桐樹油、胡蘿卜籽油、蓖麻油、大風(fēng)子油、海甘藍(lán)油、正萼距花油、馬府黃油、荷荷巴油、芒果油、羅勒籽脂、印楝油、ojon油、玫瑰果籽油、橡膠籽油、沙棘油、乳木果油、雪球籽油(莢油)、妥爾油、瓊崖海棠油、薰草豆油(二翅豆油)、及其組合。
[0009]在一些實(shí)施例中，該方法包括使用本說明書的方法和現(xiàn)有的油處理方法。在一些實(shí)施例中，本說明書I的方法在精煉油和漂油之間使用。在一些實(shí)施例中，使用本說明的方法超過一次。
[0010]這里所披露的是一種用于處理油的高剪切系統(tǒng)，包括:至少一個高剪切裝置，具有一進(jìn)口和至少一個轉(zhuǎn)子及至少一個形狀互補(bǔ)的定子，被配置為將液體與氣體混合；氣源，與該進(jìn)口流體連通；油源，與該進(jìn)口流體連通；以及位于高剪切裝置的上游的泵，該泵與該進(jìn)口和該油源流體連通。
[0011]在一些實(shí)施例中，該氣源被配置為提供氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳、氫氣、或硫化氫。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個熱交換器，其中該熱交換器被配置為對油預(yù)熱。在一些實(shí)施例中，該高剪切裝置被配置為在油中形成氣體產(chǎn)物，其中該產(chǎn)物為溶液、分散液或其組合。
[0012]在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括油提取單元。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括脫膠單元。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括中和單元。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括漂白單元。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括加氫單元。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括去臭單元。在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括蒸汽精制單元。
[0013]這些和其它實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面詳細(xì)的說明和附圖中變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]將參考附圖，更詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于處理油的高剪切裝置的剖面圖；
[0016]圖2A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于處理油的方法；
[0017]圖2B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的高剪切裝置的示意圖；
[0018]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有用來嵌入氣體分子的空口的油分子；
[0019]圖4是示出通過高剪切處理獲得超飽和的油氣產(chǎn)品的真空脫氣處理的照片；
[0020]圖5A至圖5C是示出高剪切處理后油中的氫氣泡的掃描電子顯微照片。所示出的氫氣泡的直徑從約0.5微米至約2微米?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]概述
[0022]在本說明書中，描述了處理油的方法。在本說明書中，除另有指明外，油是指有機(jī)油。同樣，植物油往往在本發(fā)明中用作有機(jī)油的代表性。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，在此所述的用于植物油的高剪切方法和系統(tǒng)同樣可以適用于其它油。為了便于參考，本說明書中使用的術(shù)語“植物油”包括植物油和脂肪。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，通過調(diào)節(jié)處理的溫度以使固態(tài)植物脂肪處于液態(tài)的植物油，用于處理植物油(液態(tài))的方法可適用于處理植物脂肪(固態(tài))。
[0023]本方法包括:在高剪切裝置中將氣體(例如氮?dú)?與油混合，以形成油中的氣體產(chǎn)物，其中該產(chǎn)物是溶液、分散液、或其組合。為了便于參考，也可被稱為油-氣產(chǎn)物在整個說明書中是指分散液/溶液。高剪切處理后的油氣產(chǎn)品更耐氧化，并因此更穩(wěn)定。此外，油的氣體產(chǎn)物能保留更有價值的化合物，例如，ω-3脂肪酸。
[0024]不希望受到理論的限制，可以相信，高剪切行為能夠使油中的氣體過飽和，從而減少植物中存在的氧氣量，因此，減少油的氧化作用。另外，在分子層面，氣體分子提供了在不飽和的甘油三酸脂上的內(nèi)部屏蔽效應(yīng)，從而使得進(jìn)一步防止或延遲氧化/酸敗。
[0025]過飽和度
[0026]在一些實(shí)施例中，高剪切的應(yīng)用使得油能夠氣體過飽和(與沒有采用高剪切相比)，并產(chǎn)生穩(wěn)定的溶液。在本說明書中，過飽和是指溶液(或溶劑)包含一定量的溶質(zhì)，大于和相同條件下相比的平衡狀態(tài)的溶質(zhì)的量。多余的溶質(zhì)的量的百分比是該溶液的過飽和度的量度。
[0027]在一些實(shí)施例中，在環(huán)境條件下，長時間內(nèi)，過飽和溶液是穩(wěn)定的。在一些實(shí)施例中，從溶液中釋放的氣體需要真空應(yīng)用，例如，見圖4。
[0028]在一實(shí)施例中，溶液是氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于5%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于10%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于15%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于20%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于25%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于30%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于35%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于40%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于45%的氣體過飽和的。在一些實(shí)施例中，溶液是不小于50%的氣體過飽和的。
[0029]氣體
[0030]在一實(shí)施例中，氣體選自包括以下的組:氮?dú)?、二氧化碳、氫氣、硫化氫、稀有氣體、和它們的組合。
[0031]油
[0032]在本說明書中，油包括植物油。植物油包括組:大豆油、葵花籽油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄欖油、棕櫚油、花生油(地堅果油)、菜籽油(包括低芥酸菜籽油)、紅花油、芝麻油、榛子油、杏仁油、腰果油、澳洲堅果油、mongongo堅果油(或manketti油)、山核桃油、開心果油、美藤果(plukenetia volubilis)油、核桃油、西瓜籽油、葫蘆油、水牛葫蘆油、或冬南瓜籽油。
[0033]其它類型的植物油包括:阿薩伊油、黑醋栗籽油、琉璃苣籽油、月見草油、長豆角種子莢、莧菜油、杏油、蘋果籽油、朝鮮薊油、堅果油、鱷梨油、巴巴蘇油、本油、婆羅洲烏桕籽堅果油、斗篷板栗油(巖谷油)、角豆莢油(algaroba油)、肉桂油、可可脂、蒼耳子油、羽葉棕櫚油、香菜籽油、迪卡油、亞麻薺油、亞麻籽油、葡萄籽油、麻油、木棉籽油、洋麻籽油、拉曼油、漆樹果仁油、道氏池花種籽油、芥子油、肉豆蘧黃油、秋葵籽油、番木瓜籽油、紫蘇子油、和pequi 油。
[0034]另外的其它類型的植物油包括:松子油、梅干仁油、藜油、盞金花油、米糠油、羅伊爾油、茶籽油(山茶油)、薊油、虎堅果油(或堅果莎草油)、番茄種子油、小麥胚芽油。
[0035]用于生物燃料的植物油可使用在此披露的方法處理。一些實(shí)例是蓖麻油、椰子油(干椰子仁油)、玉米油、棉籽油、亞麻薺油、麻油、芥末油、棕櫚油、花生油、蘿卜油、菜籽油、黑芝麻油、米糠油、紅花油、海蓬子油、虎堅果油、和桐油。一些另外的實(shí)例是藻油、苦配巴洋基油、麻風(fēng)樹油、霍霍巴油、和奶灌木油堅果油。
[0036]一些干性油(在正常室溫下干燥到硬的植物油)可以進(jìn)行類似處理，例如，核桃油、達(dá)瑪油、亞麻籽油、罌粟籽油、烏桕油(還稱之為中國植物脂油)、桐油、和斑鳩菊油。
[0037]本說明書中的植物油還可以包括柑橘類油，諸如，檸檬油、橙油、葡萄柚籽油、黃檗樹果油、橡樹籽油、路單利草油(bladderpod oil)、鴉膽子油、牛蒡油(柏迪油)、桐樹油、胡蘿卜籽油、蓖麻油、大風(fēng)子油、海甘藍(lán)油、正萼距花油、馬府黃油、荷荷巴油、芒果油、羅勒籽月旨、印楝油、ojon油、玫瑰果籽油、橡膠籽油、沙棘油、乳木果油、雪球籽油(莢油)、妥爾油、瓊崖海棠油、以及薰草豆油(二翅豆油)。
[0038]在一些情況下，在本說明書中的油包括任何不飽和的甘油三酯油。這包括大豆油、玉米油、棕櫚油和魚油。 同樣還包括能鳥油。
[0039]高剪切裝置
[0040]通?；谄浠旌弦后w的能力，將諸如高剪切混合器和高剪切粉碎機(jī)的高剪切裝置(HSD)分類?；旌鲜窃诹黧w中減少不均勻的物種或顆粒的大小的過程。用于混合的一種程度或完整性的量度是每單位體積的能量密度，混合裝置產(chǎn)生能量以擾亂流體?；趥鬟f的能量密度識別類別。存在三類工業(yè)用混合器，具有足夠的能量密度，以產(chǎn)生具有尺寸持續(xù)在約0.001 μ m至約50 μ m的范圍內(nèi)的顆粒或氣泡的分散液。
[0041]均化閥系統(tǒng)通常被分類為高能設(shè)備。將被處理的液體在高壓下通過窄隙閥被泵入或注入壓力較低的環(huán)境。閥門兩端的壓力梯度和產(chǎn)生的湍流和氣穴用來打破和溫和剪切液體中的任何顆粒，長鏈分子，氣泡，微膠粒，或不同相。這些閥系統(tǒng)最常用在牛奶均質(zhì)化中，并且可能會產(chǎn)生約0.01 μ m至約I μ m的平均粒徑。在該系列的另一端是分類為低能設(shè)備的液體混合器系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通常在將被處理的液體的容器中具有高速旋轉(zhuǎn)的槳或流體轉(zhuǎn)子，更常見的應(yīng)用是許多食物產(chǎn)品。當(dāng)大于20微米的尺寸的平均顆粒、珠滴或氣泡在被處理液體中可接受時，這些系統(tǒng)通常被使用。
[0042]對于傳遞至液體的混合能量密度，在低功率高剪切混合器和均化閥系統(tǒng)之間是膠體磨，被分類為中間能量裝置。典型的膠體磨包括錐形或盤形轉(zhuǎn)子，其通過緊密控制的轉(zhuǎn)子-定子縫隙與互補(bǔ)的液體冷卻定子分開，該縫隙可以在從大約0.25 μ m至10.0 μ m的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)子可以例如通過直接驅(qū)動或可選的皮帶機(jī)制被電機(jī)驅(qū)動。許多膠體磨，通過適當(dāng)調(diào)整，可以達(dá)到被處理液體中的平均顆?；驓馀荽笮榧s0.001 μ m到約25 μ m。這些功能使得膠體磨，適合于各種各樣的應(yīng)用，包括，但不限于:膠體和油/水型的分散處理。在某些情況下，可以應(yīng)用于膠體磨處理，如化妝品的制備、蛋黃醬、有機(jī)硅/銀汞合金、屋頂浙青的混合物、和某些油漆產(chǎn)品。
[0043]現(xiàn)在參考圖1，呈現(xiàn)了高剪切裝置200的示意圖。高剪切裝置200包括至少一個轉(zhuǎn)子-定子組合。轉(zhuǎn)子-定子組合也可以被稱為發(fā)生器220，230，240或沒有限制的級。高剪切裝置200包括至少兩個發(fā)生器，以及最優(yōu)選的是，高剪切裝置包括至少三個發(fā)生器。第一發(fā)生器220包括轉(zhuǎn)子222和定子227。第二發(fā)生器230包括轉(zhuǎn)子223和定子228，第三發(fā)生器包括轉(zhuǎn)子224和定子229。對于每一個發(fā)生器220，230, 240,轉(zhuǎn)子被輸入250旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。發(fā)生器220，230，240被配置為繞軸線260在旋轉(zhuǎn)方向265上旋轉(zhuǎn)。定子227可固定地聯(lián)接到高剪切裝置壁255。
[0044]發(fā)生器包括轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙。第一發(fā)生器220包括第一間隙225 ;第二發(fā)生器230包括第二間隙235 ；以及第三發(fā)生器240包括第三間隙245。間隙225，235，245是在約0.25μηι (10-5英寸)和10.0mm (0.4英寸)之間的寬度。另外,這個過程包括:利用高剪切裝置200，其中間隙225，235，245在約0.5mm (0.02英寸)和大約2.5mm (0.1英寸)之間。在某些情況下，間隙被保持在約1.5mm (0.06英寸)?；蛘撸l(fā)生器220，230，240之間的間隙225，235，245是不同的。在某些情況下，第一發(fā)生器220的間隙225大于第二發(fā)生器230的間隙235，而其大于第三發(fā)生器240的間隙245。
[0045]此外，間隙225，235，245的寬度可以包括與間隙225，235，245的大小減少相關(guān)的粗、中、細(xì)以及超細(xì)的特征。轉(zhuǎn)子222、223、和224以及定子227、228和229可以是齒形設(shè)計。如在本領(lǐng)域中已知的，每一個發(fā)生器可以包括兩個或更多組的轉(zhuǎn)子-定子齒。轉(zhuǎn)子222，223，和224可包括各轉(zhuǎn)子的圓周周向間隔開的多個轉(zhuǎn)子齒。定子227，228，和229可包括多個定子齒，圍繞各定子的圓周周向間隔開。
[0046]在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子齒圍繞每個轉(zhuǎn)子222，223和224的圓周均勻間隔。例如，每個齒之間的距離可以是在約0.5mm (0.02英寸)和大約2.5mm (0.1英寸)之間，可替代地，在約0.5mm (0.02英寸)和約1.5mm (0.06英寸)之間。在某些情況下，間隙被保持在約1.5mm (0.06英寸)。在實(shí)例中，每個轉(zhuǎn)子222，223和224上的每個齒之間的距離也可能不同。沒有理論的限制，改變轉(zhuǎn)子222，223，和224的齒中間隙可以使用每個轉(zhuǎn)子的每一圈作為剪切速率的脈沖。
[0047]在某些實(shí)施例中，定子齒圍繞每個定子227，228和229的圓周均勻間隔。例如，每個齒之間的距離可以是在約0.5mm (0.02英寸)和大約2.5mm (0.1英寸)之間，可替代地，在約0.5mm (0.02英寸)和約1.5mm (0.06英寸)之間。在某些情況下，間隙被保持在約
1.5mm (0.06英寸)。在實(shí)例中，每個定子227，228和229上的每個齒之間的距離也可能不同。沒有理論的限制，改變定子227，228，和229的齒中間隙可以使用每個定子的每一圈作為剪切速率的脈沖。
[0048]在實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑為約11.8cm。在實(shí)施例中，定子的外直徑是約15.4cm。在其他實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子和定子可以具有用于轉(zhuǎn)子的外徑為大約60mm，以及用于定子的約64_。或者，轉(zhuǎn)子和定子被配置為具有可選直徑，以增加尖端速度和剪切壓力，例如在商業(yè)規(guī)模的設(shè)備中。沒有理論的限制，商業(yè)規(guī)模的轉(zhuǎn)子和定子可具有相當(dāng)大的直徑，例如測量單位為米。在某些實(shí)施例中，三個相的每一個使用超細(xì)發(fā)生器來操作，包括在約0.025mm和約3_之間的間隙。當(dāng)進(jìn)料流205，包括分散相和連續(xù)相，通過高剪切裝置200發(fā)送，間隙寬度被預(yù)定來實(shí)現(xiàn)所需的分散液。
[0049]進(jìn)料流205在高剪切混合后，包括形成分散液的連續(xù)相和分散相。在某些情況下，進(jìn)料流205的連續(xù)相包括液體流，例如油。連續(xù)相可進(jìn)一步包括溶劑、載體溶液、或反應(yīng)載體、沒有限制。進(jìn)料流205的分散相包括氣體或蒸氣，如蒸汽，用于分散至連續(xù)相中。可替換地，分散相包括溶解在載體液中的氣體，無法容易地混合和/或溶解在連續(xù)相中。在進(jìn)料流205與氣體進(jìn)行反應(yīng)的情況下，分散相包括:氣泡，氣體粒子，蒸汽小滴，小球體，微膠粒，或其組合。進(jìn)料流205可以包括分散相的粒狀固體組分，例如催化劑。如本文所用，分散相包括氣體，液體和固體，包括顆粒。在某些情況下，進(jìn)料流205包括在連續(xù)相中非均質(zhì)混合的分散相。非均質(zhì)混合物可能是高度粘稠的液體，如漿液或糊劑。如本文所用，非均質(zhì)混合物包括連續(xù)相，其包含分散相的油流。不限于任何特定的理論，在引入高剪切設(shè)備200之前或同時引入時，包括非均質(zhì)混合物的進(jìn)料流205具有連續(xù)相和分散相。
[0050]進(jìn)料流205引入到高剪切裝置200被泵送通過發(fā)生器220，230，240，從而產(chǎn)品分散液210被形成。產(chǎn)品分散液210包括通過連續(xù)相均勻分布的分散相顆粒。在每個發(fā)生器中，轉(zhuǎn)子222，223，224以高速相對于固定的定子227，228，229旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)迫使在轉(zhuǎn)子222的外表面和定子227的內(nèi)表面之間的液體，如進(jìn)料流205，產(chǎn)生局部的高剪切條件。間隙225，235，245產(chǎn)生高剪切力來處理進(jìn)料流205。在轉(zhuǎn)子和定子之間的高剪切力在連續(xù)相中形成分散相顆粒的更均勻的分散，以形成產(chǎn)品分散液210。此外，高剪切力減少平均粒徑。高剪切裝置200的每個發(fā)生器220，230，240具有可互換的轉(zhuǎn)子-定子組合來制造所需粒徑的窄分布。不受理論的限制，轉(zhuǎn)子-定子組合被選擇，來形成所需的分散性和粒徑。
[0051]產(chǎn)品分散液210具有小于約1.5μπι的平均顆粒尺寸，在某些情況下是亞微米級的顆粒直徑。在某些情況下,平均粒徑為從約1.0 μ m到約0.1 μ m的范圍內(nèi)。可選地，平均粒徑小于約400nm (0.4μ m)，以及最優(yōu)選小于約IOOnm (0.1 μ m)。優(yōu)選地，小球是至少微米大小。在實(shí)例中，高剪切裝置200被配置為在油中產(chǎn)生微米尺寸的蒸汽分散液。在實(shí)施例中，發(fā)生器220，230，240被配置為產(chǎn)生蒸汽分散液，具有直徑范圍從約I微米至約500微米的平均顆?；蛐∏虼笮　Ｔ谀承?shí)施例中，小球的尺寸是約50微米的直徑。如前所述，小球的尺寸由應(yīng)用至液體和發(fā)生器220，230，240的結(jié)構(gòu)的剪切力控制。
[0052]尖端速度是與一個或多個旋轉(zhuǎn)元件的端部相關(guān)的速度(米/秒)，傳遞能量至高剪切裝置中的內(nèi)容。對于旋轉(zhuǎn)元件，尖端速度是由每單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)子的尖端經(jīng)過的圓周距離，并且通常被等式V(米/秒)=π.D.η來定義，其中V是尖端速度，D為轉(zhuǎn)子直徑，以米為單位，以及η是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，每秒轉(zhuǎn)數(shù)為單位。尖端速度，因此是轉(zhuǎn)子直徑和旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)。在某些實(shí)施例中，改變直徑或旋轉(zhuǎn)速率可增加高剪切設(shè)備200的剪切速度。
[0053]對于膠體磨，典型的尖端速度超過23米/秒(4500英尺/分鐘)，并且可能超過40米/秒(7900英尺/分鐘)。對于本公開的目的，術(shù)語“高剪切”是指機(jī)械轉(zhuǎn)子-定子設(shè)備，如磨機(jī)或混合器，能夠具有超過I米/秒(200英尺/分鐘)的尖端速度，并且需要一個外部機(jī)械驅(qū)動的功率裝置來將能量驅(qū)動至高剪切裝置中的內(nèi)容。高剪切設(shè)備將高尖端速度與一個非常小的剪切差距結(jié)合來產(chǎn)生被加工材料上的明顯摩擦。因此，在操作過程中產(chǎn)生約1000Mpa (約145，OOOpsi)至約1050MPa (152，300psi )范圍內(nèi)的局部壓力和尖端處的溫度升高。在某些實(shí)施例中，局部壓力是至少約1034MPa (約150，OOOpsi)。局部壓力還取決于操作過程中的尖端速度、流體粘度、和的轉(zhuǎn)子-定子間隙。[0054]尖端速度是剪切速率除以剪切間隙的寬度(在轉(zhuǎn)子和定子之間的最小間隙)。輸入至液體中的能量的近似值(kW/1/min)，可以通過測量電機(jī)能量(kW)和液體輸出(升/分鐘)來得到。在實(shí)施例中，高剪切裝置的能量消耗大于1000W/m3。在實(shí)施例中，能量消耗在從約3000ff/m3至約7500W/m3的范圍內(nèi)。
[0055]高剪切裝置200將高尖端速度與非常小的剪切間隙相結(jié)合來在材料上產(chǎn)生顯著的剪切。剪切的量通常依賴于液體的粘度和剪切間隙。在高剪切裝置200中產(chǎn)生的剪切速度可能大于20，OOOs'在實(shí)施例中，所產(chǎn)生的剪切速率是在20，OOOs 1至100，OOOs 1的范圍內(nèi)。HSD40中產(chǎn)生的剪切速率可以大于100,0008'在一些實(shí)施例中，剪切速率為至少500,000s 1O在一些實(shí)施例中，剪切速率為至少1,000,0008'在一些實(shí)施例中，剪切速率為至少1，600, OOOs'在實(shí)施例中，HSD40所產(chǎn)生的剪切速率在2084至100，OOOs 1的范圍內(nèi)。例如，在一個應(yīng)用程序中，轉(zhuǎn)子尖端速度約為40米/秒(7900英尺/分鐘)和剪切間隙寬度是0.0254mm (0.001英寸)，產(chǎn)生1，600，OOOs—1的剪切速率。在另一應(yīng)用中，轉(zhuǎn)子尖端速度為約22.9米/秒(4500英尺/分鐘)以及剪切間隙寬度為0.0254mm (0.001英寸)，產(chǎn)生約901，600s_1的剪切速率。[0056]如上所述，轉(zhuǎn)子被設(shè)置為以與轉(zhuǎn)子的直徑和所需的尖端速度相稱的速度旋轉(zhuǎn)。不受理論的限制，運(yùn)輸阻力通過加入高剪切裝置200降低，使得蒸汽在油中的分散液增加?？蛇x地，高剪切裝置200包括高剪切膠體磨，由于通過瞬時呈現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)高剪切裝置的尖端的高壓和溫度產(chǎn)生的自由基的形成，而加速下游側(cè)和反應(yīng)器中反應(yīng)。在某些情況下，來自高剪切裝置200下游的加速反應(yīng)可以利用一個單級或分散室。另外，在可替換結(jié)構(gòu)中，下游的加速反應(yīng)可以包括多個內(nèi)聯(lián)裝置，例如，包括至少2級。
[0057]高剪切裝置200的選擇是依賴于出口分散210中的吞吐量的要求和所需顆粒大小。在某些情況下，高剪切裝置200包括北卡羅來納州威爾明頓IKA?Works，Inc的DispaxReactor?,以及威爾明頓，MA的APV NorthAmerica, Inc.型號DR2000/4，例如，包括皮帶傳動，4M發(fā)生器，聚四氟乙烯密封圈，入口法蘭I”衛(wèi)生級卡箍，出口法蘭3/4”衛(wèi)生級卡箍，2HP功率，7900rpm的輸出速度，通流容量約3001/h至約7001/h (取決于發(fā)生器)，尖端速度為9.4米/秒至約41米/秒以上(約1850英尺/分鐘至約8070英尺/分鐘以上)。幾種可選擇的型號可用，具有各種入口 /出口連接，馬力，尖端速度，輸出轉(zhuǎn)速和流速。在其他實(shí)例中，高剪切裝置200包括任何配置為產(chǎn)生用于形成產(chǎn)品分散液的高剪切速率和吞吐量的
>j-U ρ?α裝直。
[0058]不希望被限制在任何特定的理論，相信在高剪切裝置中的高剪切混合的程度是足以增加質(zhì)量傳遞的速率。另外，高剪切裝置可能會產(chǎn)生局部非理想的條件，使自由基形成和反應(yīng)發(fā)生，不然基于吉布斯自由能的預(yù)測被不會被預(yù)期到。此外，這樣的反應(yīng)在低剪切混合參數(shù)下不能被預(yù)測到。局部非理想的條件被認(rèn)為發(fā)生在高剪切裝置中，導(dǎo)致隨著被認(rèn)為局部壓力下的最顯著增加而增加的溫度和壓力。高剪切裝置內(nèi)的壓力和溫度增加是瞬時的和本地化的。在某些情況下，一旦離開高剪切裝置，溫度和壓力的增加將還原至散裝或平均系統(tǒng)狀態(tài)。在某些情況下，高剪切混合裝置引起足夠強(qiáng)度的氣蝕現(xiàn)象，以將一種或多種反應(yīng)物分解成自由基，這可能會加劇化學(xué)反應(yīng)或允許反應(yīng)發(fā)生在比可能需要的更不嚴(yán)格條件下。氣蝕也可能通過產(chǎn)生局部動蕩和液體微循環(huán)(聲流)率來增加運(yùn)輸過程的速度。氣蝕現(xiàn)象在化學(xué)/物理處理應(yīng)用中的應(yīng)用概述由Gogate等人、“Cavitation:Atechnology on thehorizon”科學(xué)91 (第I號):35-46 (2006)提供。對于高剪切處理油和氣體，高剪切作用能夠把油分子結(jié)合在形成內(nèi)部惰性覆蓋層的氣體分子中，從而對所生成的分散液產(chǎn)生穩(wěn)定效果O
[0059]高剪切加工油。在由圖2A所示的實(shí)施例中，油和氣在高剪切裝置(HSD)中被混合，以形成油-氣分散液/溶液。在一些實(shí)施例中，油-氣分散液/溶液含有氣泡，具有小于約50 μ m的直徑,如在圖5A-5C圖中所不。在一些實(shí)施例中，油_氣分體散/溶液含有小于約20 μ m的直徑的氣泡,如在圖5A-5C中所不。在一些實(shí)施例中，油-氣分散液/溶液含有直徑小于約10 μ m的氣泡,如在圖5A-5C中所不。在一些實(shí)施例中，油-氣分散液/溶液含有直徑小于約5 μ m的氣泡,如在圖5A-5C中所不。在一些實(shí)施例中，油-氣分散液/溶液含有直徑小于約2 μ m的氣泡,如在圖5A-5C中所不。在各種實(shí)施例中，油_氣分散液/溶液包括氣體的納米氣泡。如在此所使用的，“納米氣泡”是指具有直徑在次納米到1000納米的范圍內(nèi)的大小的氣泡。在一些實(shí)施例中，剪切裝置產(chǎn)生具有平均氣泡尺寸小于直徑約5μπι的分散液/溶液。在一些實(shí)施例中，在所產(chǎn)生的分散液/溶液中的氣泡是次微米級的直徑。在一些實(shí)施例中，平均氣泡尺寸是直徑從約0.1 μ m至約5 μ m。在一些實(shí)施例中，剪切裝置產(chǎn)生具有平均氣泡尺寸小于400納米的直徑的分散液/溶液。在一些實(shí)施例中，剪切裝置產(chǎn)生具有平均氣泡尺寸小于IOOnm的直徑的分散液/溶液。
[0060]參看圖2B，油5和氣8被引入剪切裝置40 (在圖1中的入口 205)。氣體被分散到油中的納米氣泡中。在一些實(shí)施例中，泵10被包括以控制油進(jìn)入剪切裝置40的流速。泵10被用于連續(xù)或半連續(xù)的操作，并可以是任何合適的泵送裝置。在一些實(shí)施例中，泵被用來控制氣體進(jìn)入剪切裝置40 (在圖2B中未示出)的流速。在某些情況下，油5和氣8在被引入HSD40之前被混合在 一起。在一些其他情況下，油5和氣8被直接引入HSD40 (在圖2B中未示出)。
[0061]在一些實(shí)施例中，存儲容器50被包括在圖2B中所示的高剪切系統(tǒng)(HSS)中以接收從HSD40所產(chǎn)生的分散液/溶液。利用泵45從容器50中提取分散液/溶液，并用于控制分散液/溶液的流速。泵45或泵10被配置為連續(xù)或半連續(xù)操作，并且可以是任何合適的泵送裝置，只要其能夠提供大于約202.65kPa (2個大氣壓)的壓力，優(yōu)選大于約303.975kPa (3個大氣壓)的壓力，從而允許可控流量通過HSD40以及HSS。優(yōu)選地，泵的所有的接觸部件，包括不銹鋼，例如，316不銹鋼。此外，泵10和泵45，一個或多個附加泵(圖中未示出)可被包括在圖2B中所示的HSS中。例如，增壓泵，可能是類似于泵45，可以被包括在HSD40和容器50之間，用于提高壓力。作為另一示例，輔助進(jìn)料泵，這可以類似于泵10，可以被包括用于將額外的氣體或油引入至HSD40。羅珀I型齒輪泵，羅珀泵公司(喬治亞州商業(yè))的Dayton壓力升壓泵型號2P372E，Dayton電子公司(伊利諾州奈爾斯)是用于圖2B所示的HSS的一個示例。
[0062]在各種實(shí)施例中，溫度控制系統(tǒng)30可被包括在HSS中。溫度控制系統(tǒng)被配置為控制HSD40和/或存儲容器50的溫度，以確保氣和油的混合發(fā)生在這樣的溫度，即油在其液相并且該氣具有足夠的溶解度來結(jié)合至油中以引起穩(wěn)定效果。在某些情況下，溫度控制系統(tǒng)包括:換熱器。油進(jìn)料流5可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法進(jìn)行加熱或冷卻。也可以考慮使用外部加熱和/或冷卻的傳熱裝置，用于改變油進(jìn)料流5的溫度。這種換熱器的一些示例是殼、管、板以及管式換熱器，如本領(lǐng)域中已知的。[0063]在實(shí)施例中，HSD40包括多個高剪切發(fā)生器來形成分散液/溶液。HSD40包括至少一個高剪切、三級分散裝置，配置有三個轉(zhuǎn)子與定子組合，串聯(lián)對準(zhǔn)。例如，分散器IKA ?型號DR2000/4，可被用作HSD40，來產(chǎn)生氣在油中的分散液/溶液。轉(zhuǎn)子-定子組可以被配置為例如如圖1中所示。HSD40的轉(zhuǎn)子可被設(shè)置為以與轉(zhuǎn)子直徑和所需的尖端速度相符的速度旋轉(zhuǎn)。如上所述，高剪切裝置(例如，膠體磨或齒狀轉(zhuǎn)子)在定子和轉(zhuǎn)子之間具有固定間隙，或者具有可調(diào)節(jié)的間隙。在HSD40中的混合和剪切在轉(zhuǎn)子-定子處通過降低轉(zhuǎn)子-定子間隙或通過增加轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速率被增加，反之亦然。HSD40以至少4500英尺/分鐘的尖端速度，至少提供300升/小時，這可超過7900英尺/分鐘(40米/秒)。高剪切混合的結(jié)果是在包括油的連續(xù)相中的微米或亞微米大小的氣泡的分散液/溶液。另外，HSD40可包括可配置和可操作地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間所需的剪切的任何組件和操作條件。
[0064]在HSD40中，各級的轉(zhuǎn)子和定子可能已經(jīng)沿周向隔開第一級轉(zhuǎn)子齒和定子齒。在某些配置中，轉(zhuǎn)子-定子間隙逐級減小。或者，轉(zhuǎn)子-定子間隙被配置為每級都恒定。另外，HSD40可以包括熱交換器。在非限制性示例中，HSD40的熱交換器包括用于引導(dǎo)熱液體接觸裝置的熱傳導(dǎo)部分的導(dǎo)管。更具體地，HSD40包括可以使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的技術(shù)被冷卻的PTFE密封。
[0065]HSD40被配置為使HSD進(jìn)料流流過轉(zhuǎn)子-定子級以形成分散液/溶液。在實(shí)例中，HSD進(jìn)料流進(jìn)入第一級轉(zhuǎn)子-定子組合并且經(jīng)受第一級的混合和剪切。離開第一級的粗分散液/溶液進(jìn)入第二轉(zhuǎn)子-定子級，經(jīng)受增加的混合和剪切。從第二級出現(xiàn)的進(jìn)一步被降低的或中間的氣泡的尺寸的分散液/溶液進(jìn)入第三級轉(zhuǎn)子-定子組合。第三級轉(zhuǎn)子-定子被配置為產(chǎn)生相對最高的混合和剪切條件。這樣配置，HSD40依次增加每級的混合和剪切條件?？蛇x地，沿流的方向，剪切速率基本上是恒定的，以及每個剪切速率在每級都基本上是相同的。在另一種結(jié)構(gòu)中，在第一級的轉(zhuǎn)子-定子中的剪切速率大于后續(xù)級的剪切速率。
[0066]HSD進(jìn)料流經(jīng)受HSD中的高剪切狀態(tài)。HSD的進(jìn)料流的氣流8和油流5在HSD40中混合，用于產(chǎn)生油中的氣的細(xì)微分散液/溶液。HSD40用于在高剪切狀態(tài)下密切地混合氣和油。在HSD40中，氣和油被高度分散，使得氣的納米氣泡，亞微米大小的氣泡，和/或微氣泡在油中形成。得到的分散液/溶液具有小于約1.5μπι的平均氣泡尺寸。因此，離開HSD40的分散液/溶液包括微米和/或亞微米大小的氣泡。在一些實(shí)施例中，所得的分散液/溶液具有小于I μ m的平均氣泡尺寸。在一些實(shí)施例中,平均氣泡尺寸是在約0.4 μ m至約
1.5μπι的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，平均氣泡尺寸小于約400nm，以及在某些情況下，可能約lOOnm。氣泡的大小是依賴于本地的壓力和溫度下，并且可由理想氣體定律評估。在實(shí)施例中，分散液/溶液在大氣壓力下能夠被保持分散至少約15分鐘。
[0067]不希望被限于理論，氣可以被合并或嵌入油分子，從而使油超飽和。換言之，氣體在油中的溶解度被高剪切作用增加。油分子的一個例子如圖3所示。在圖3中，分子300是硬脂酸甘油酯(或I，3- 二 (十八烷氧基)丙烷-2-基十八烷酸，或硬脂酸甘油酯、或三硬脂酸甘油脂、或甘油三硬脂酸酯或甘油三硬脂酸酯)，這是一種來自于脂肪的甘油三酸酯，甘油硬脂酸酯。分子300具有主鏈301、支鏈302，以及空穴303。此外，分子300能夠自由地圍繞Y軸或軸Z旋轉(zhuǎn)。氣體分子通過空穴303被鎖存至這樣的油分子(300)上，特別是高剪切力的作用下。油分子和氣體分子之間形成的這樣的結(jié)合提高了穩(wěn)定效果，使得防止和/或延緩油的氧化。[0068]在一些實(shí)施例中，油在通過高剪切裝置之前，在真空下脫氣以除去溶解在油中的氣的比例。在一些實(shí)施例中，油在通過高剪切裝置之前，被加熱或冷卻。在某些情況下，油被加熱或冷卻至一定溫度，例如，恰好高于特定油的凝固溫度。在某些情況下，油被加熱，以幫助流動或溶解油。
[0069]與油混合的氣體的溫度取決于油的熔點(diǎn)以及氣體溶解度與溫度之間的關(guān)系。由于多數(shù)植物油在環(huán)境溫度下是液體，以及氣體往往隨著溫度的降低具有高溶解度，在許多情況下，高剪切過程發(fā)生在不超過室溫/環(huán)境的溫度下。如前所述，植物脂肪，可能會以同樣的方式處理。工作溫度有可能發(fā)生變化，這取決于將被處理的植物脂肪的屬性。一般來說，植物油/脂肪在油/脂肪為液相的溫度下被處理，并給予氣體足夠的溶解度來進(jìn)行高剪切混合。[0070]在一個實(shí)施例中，高剪切混合油和氣發(fā)生在催化劑存在的情況下。在某些情況下，催化劑為亞鉻酸銅催化劑。在某些情況下，催化劑是活性炭。催化劑的使用取決于所需的過程或反應(yīng)。在一些實(shí)施例中，油被烷基化、氧化、加氫或脫氫。每個這樣的反應(yīng)都被合適的催化劑催化，催化劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。處理溫度為不大于該過程發(fā)生時的壓力下的油的沸點(diǎn)。在一個實(shí)施例中，催化劑不需要來提供油的飽和或超飽和。
[0071]多個高剪切混合設(shè)備。在某些情況下，兩個或更多的高剪切設(shè)備被用于進(jìn)一步增強(qiáng)油上的氣的穩(wěn)定效果。它們的操作可以是在以批量或連續(xù)模式。在實(shí)例中，高剪切處理系統(tǒng)包括配置和處理流程的變化，實(shí)現(xiàn)多個高剪切裝置布置的實(shí)施。
[0072]集成的方法和系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，高剪切處理方法和系統(tǒng)與現(xiàn)有的油生產(chǎn)方法和系統(tǒng)集成在一起。
[0073]在高剪切下混合氣體與油，可應(yīng)用在現(xiàn)有的煉油或再精煉過程中的任何地方。在某些情況下，它是在油精練后(通常簡稱為R油)。在某些情況下，它是在油被漂白后(通常簡稱為RB油)，在某些情況下，它是在油被脫臭后(通常稱為RBD油)。在其他一些情況下，它是在油被氫化之后。在其他一些情況下，氫與氣來提供加氫和內(nèi)部惰性保護(hù)。在某些情況下，高剪切裝置與蒸汽汽提組合使用，以提高整個油中的蒸汽分散，并提高汽提以及除去吸附的氧氣，這進(jìn)一步穩(wěn)定不飽和油。
[0074]大豆油的處理是多數(shù)植物油典型使用的。直接來源于破碎操作的原油首先與燒堿混合。皂化反應(yīng)將甘油三酯變成肥皂。用離心分離機(jī)除去皂。中和的干皂存貨(NDSS)通常用作動物飼料。剩余油通過在近乎完美的真空和噴水的條件下除臭。更具體地，油是在真空下被加熱到接近煙點(diǎn)，并且水被引入油的底部。水立刻被轉(zhuǎn)換為蒸汽，氣泡通過油，攜帶著水溶性的任何化學(xué)品。蒸汽噴射法去除雜質(zhì)，這些雜質(zhì)影響不期望的油的味道和氣味。還進(jìn)行冷凝處理以成為維生素E輔食，而油可以被出售給制造商和消費(fèi)者。
[0075]在某些情況下，一些油被進(jìn)一步處理。通過在接近冰點(diǎn)的溫度下仔細(xì)過濾油，生產(chǎn)出“冬季油”。該油可制成沙拉醬。在另一些情況下，油被部分氫化，從而產(chǎn)生各種成分的油。輕氫化油與一般大豆油具有非常相似的物理特性，但是更耐酸敗或氧化。輕氫化油可以如在此所述的通過高剪切處理來加強(qiáng)其抗酸敗/氧化的能力。對于從植物油生產(chǎn)出的炒菜油，主大體上需要加氫來防止多不飽和油(如豆油)變得酸敗。氫化的植物油在兩種方式上不同于其他同樣飽和的油。在氫化過程中，它使氫易于接觸到甘油三酯端部的脂肪酸，并且不易使他們接觸到中心脂肪酸。在氫化過程中形成反式脂肪酸(通常稱為反式脂肪)，并可能高達(dá)部分氫化油的40%重量。反式脂肪酸(反式脂肪)正越來越多地被認(rèn)為是不健康的。如本文所述的高剪切處理對于生產(chǎn)需要高穩(wěn)定性或高抗酸敗/氧化的油是特別有用的。在某些情況下，通過高剪切處理的油，如本文所述的并不需要被氫化到相同的程度，從而降低了反式脂肪在油中的含量。
[0076]在一些實(shí)施例中，油生產(chǎn)系統(tǒng)包括:脫膠單元、中和單元、漂白單元、以及除臭單元。此外，高剪切處理可以與任何已知的除去油溶性雜質(zhì)的方法結(jié)合。常規(guī)的方法包括以下步驟:精煉、漂白和除臭?？列跃珶掃^程包括脫膠、精煉、漂白和除臭植物油。物理精煉過程包括脫膠、漂白、以及除臭(蒸汽精煉)植物油。高剪切處理方法或系統(tǒng)，可以與用于植物油生產(chǎn)的一個或多個過程或單元結(jié)合。高剪切處理可以應(yīng)用在提取之后的植物油的生產(chǎn)過程中的任何地方。在某些情況下，它在油脫臭后。在其他一些情況下，它在油被氫化后。油生產(chǎn)的方法和系統(tǒng)(系統(tǒng)組件)在本領(lǐng)域中是已知的。
[0077]在實(shí)施例中，在現(xiàn)有的煉油或精煉過程中，高剪切處理油和氣發(fā)生多于一次。例如，高剪切處理發(fā)生在精煉和漂白之間，也可以發(fā)生在油除臭之后。鑒于上述公開內(nèi)容，將高剪切力處理/系統(tǒng)與現(xiàn)有的油生產(chǎn)過程/系統(tǒng)集成的許多配置是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想象的。因此，所有這樣的配置是在本公開的范圍之內(nèi)。
[0078]優(yōu)點(diǎn)。在不同的實(shí)施方案中，高剪切處理增加了油的穩(wěn)定性，延緩或防止氧化，保留了油中所含的有價值的化合物，例如，ω-3脂肪酸。
[0079]穩(wěn)定性提高。所有的脂肪和油是容易氧化的。氧化速度取決于不飽和度、抗氧化劑的存在、以及現(xiàn)有的儲存條件。油穩(wěn)定性指數(shù)(OSI)是美國石油化學(xué)家學(xué)會(AOCS)批準(zhǔn)的方法，確定脂肪和油樣本的相對抗氧化性。其取代過時的AOM(活性氧方法)，這是基于測定過氧化值來確定脂肪和油的誘導(dǎo)時間。
[0080]在的OSI分析中，氧化速度是緩慢的，直到克服任何的抗氧化。該時間被稱為氧化誘導(dǎo)期。誘導(dǎo)期后，氧化速度顯著增加。過氧化值和游離脂肪酸分析給出了特定時間下油的好壞程度；而OSI分析具有預(yù)測值。OSI可以用來比較各種油類以預(yù)測其各自的保質(zhì)期。OSI分析也可以用于評估抗氧化劑的效力或確定在炒菜油變壞之前有多少時間可被使用。
[0081]OSI方法一般適用于所有脂肪和油。最常見的被分析的油是精煉植物油(如大豆，棕櫚，花生，向日葵，玉米，椰子和油菜籽)。OSI時間可以從不到兩個小時到超過100小時的范圍。
[0082]RBD豆油(色拉油)被與氮?dú)夂投趸几呒羟辛μ幚?僅一次)。未經(jīng)處理的油在110°C下具有5個小時OSI ;氮處理后的油在在110°C具有5.95小時的0SI，以及二氧化碳處理過的油在110°C下具有6.85小時的0SI。未經(jīng)處理的油狀具有10至12小時的Α0Μ，而氮處理的油具有13.93小時的Α0Μ，以及二氧化碳處理后的油具有16.11小時的Α0Μ。
[0083]雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和教導(dǎo)的情況下可以對其進(jìn)行修改。這里所描述的實(shí)施例僅僅是示例性的，而不旨在限制。本文所公開的本發(fā)明的許多變化和修改是可能的并且是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。如果數(shù)值范圍或限制被明確聲明，這種明示的范圍或限制應(yīng)該被理解為包括落在明確聲明的范圍或限制內(nèi)的類似幅度范圍的迭代范圍或限制。對于一個權(quán)利要求中的任何元素所使用的術(shù)語“可選地”是主題元素是必需的，或者，不是必需的。這兩種替代方案都旨在包括權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。使用更寬的術(shù)語，例如包括、包含、具有等，應(yīng)被理解為支持窄的術(shù)語，例如，由...構(gòu)成、本質(zhì)上由...構(gòu)成、以及基本上由...構(gòu)成等等。
[0084]因此，保護(hù)范圍并不限于上文所記載的說明，而僅限于下列權(quán)利要求，該范圍包括所要求的主題的所有等同物。每個以及各個權(quán)利要求被并入本說明書作為本發(fā)明的一個實(shí)施例。因此，權(quán)利要求是進(jìn)一步描述，并且是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附加。被列入或討論的參考文獻(xiàn)不被承認(rèn)是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，特別是對于具有在本申請的 優(yōu)先權(quán)日:之后的
【公開日】的參考文獻(xiàn)。在此引入的所有專利、專利申請和出版物的公開都通過參考被結(jié)合，來提供背景知識；或者作為 對在此闡述的這些內(nèi)容的示例、過程或其他細(xì)節(jié)的補(bǔ)充。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)油的方法，包括: 提供高剪切裝置，其包括至少一個轉(zhuǎn)子和至少一個形狀互補(bǔ)的定子，用于將氣體與液體混合； 在所述高剪切裝置中氣體與油接觸，其中，所述氣體為惰性氣體或活性氣體； 形成產(chǎn)品，其中，所述產(chǎn)品是溶液、分散液、或其組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述溶液是所述氣體飽和或過飽和的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述溶液是不低于5%的氣體過飽和的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分散液包含具有平均直徑小于50μ m的氣泡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氣體包括氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳、氫氣、或硫化氫。
6.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的方法，其中，所述油包括植物油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述油包括可食用油或不可食用的油。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述油包括大豆油。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述油包括鴕鳥油。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述油選自包括以下的組:大豆油、葵花籽油、椰子油、玉米油、棉子油、橄欖油、棕櫚油、花生油(地堅果油)、菜籽油(包括芥花子油)、紅花油、芝麻油、榛子油、杏仁油、腰果油、澳洲堅果油、蒙剛果油(或曼科緹油manketti)、核桃油、開心果油、美藤果(plukenetia volubilis)油、核桃油、西瓜籽油、葫蘆油、水牛葫蘆油、冬南瓜籽油、南瓜籽油、阿薩伊油、黑醋栗籽油、琉璃苣籽油、月見草油、長豆角種子莢、莧菜油、杏油、蘋果籽油、朝鮮薊油、堅果油、鱷梨油、巴巴蘇油、本油、婆羅洲烏桕籽堅果油、斗篷板栗油(巖谷油)、角豆莢油(algaroba油)、肉桂油、可可脂、蒼耳子油、羽葉棕櫚油、香菜籽油、迪卡油、亞麻薺油、亞麻籽油、葡萄籽油、麻油、木棉籽油、洋麻籽油、拉曼油、漆樹果仁油、道氏池花種籽油、芥子油、肉豆蘧黃油、秋葵籽油、番木瓜籽油、紫蘇子油、pequi油、松子油、梅干仁油、藜油、盞金花油、米糠油、羅伊爾油、茶籽油(山茶油)、薊油、虎堅果油(或堅果莎草油)、番茄種子油、小麥胚芽油、蓖麻油、椰子油(干椰子仁油)、玉米油、棉籽油、亞麻薺油、麻油、芥末油、棕櫚油、花生油、蘿卜油、菜籽油、黑芝麻油、米糠油、紅花油、海蓬子油、虎堅果油、桐油、藻油、苦配巴洋基油、麻風(fēng)樹油、霍霍巴油、奶灌木油堅果油、核桃油、達(dá)瑪油、亞麻籽油、罌粟籽油、烏桕油(中國植物脂油)、斑鳩菊油、檸檬油、橙油、葡萄柚籽油、黃檗樹果油、橡樹籽油、路單利草油(bladderpod oil)、鴉膽子油、牛蒡油(柏迪油)、桐樹油、胡蘿卜籽油、蓖麻油、大風(fēng)子油、海甘藍(lán)油、正萼距花油、馬府黃油、荷荷巴油、芒果油、羅勒籽脂、印楝油、ojon油、玫瑰果籽油、橡膠籽油、沙棘油、乳木果油、雪球籽油(莢油)、妥爾油、瓊崖海棠油、薰草豆油(二翅豆油)、及其組合。
11.一種生產(chǎn)油的方法，包括使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法和現(xiàn)有的油處理方法。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法應(yīng)用在煉油和漂白油之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法應(yīng)用在油脫臭后。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法被應(yīng)用多次。
15.一種用于處理油的高剪切系統(tǒng)，包括:至少一個高剪切裝置，具有一進(jìn)口和至少一個轉(zhuǎn)子及至少一個形狀互補(bǔ)的定子，被配置為將液體與氣體混合； 氣體源，與所述進(jìn)口流體連通； 油源，與所述進(jìn)口流體連通；以及 泵，位于所述高剪切裝置的上游，所述泵與所述進(jìn)口和所述油源流體連通。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述氣源被配置為提供氮?dú)?、稀有氣體、二氧化碳、氫氣、或硫化氫。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括至少一個熱交換器，其中所述熱交換器被配置為對油預(yù)熱。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，所述高剪切設(shè)備被配置為在所述油中形成氣體產(chǎn)物，其中所述產(chǎn)物為溶液、分散液或其組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括:油提取單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括:脫膠單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括中和單元。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括漂白單元。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括加氫單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括除臭單元。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括蒸氣精制單元。
【文檔編號】C10G3/00GK103842477SQ201280016913
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月8日
【發(fā)明者】阿巴斯·哈桑, 阿齊茲·哈桑, 雷德福G·安東尼 申請人:Hrd有限公司