一种从鱼油中提取EPA&DHA的循环气提精馏方法技术领域
本发明涉及鱼油分离提纯技术领域,尤其是涉及一种提纯鱼油中EPA&DHA的方法。
背景技术
鱼油富含ω3一系列多不饱和脂肪酸,其主要组分为EPA(二十碳五烯酸)&DHA(二
十二碳六烯酸),不仅是人类生长发育所必需的营养物质,且具有预防心脑血管疾病,增强
记忆力,预防老年痴呆症,抗炎、抑制过敏反应和肿瘤生长,促进婴儿视网膜发育等多种生
理功能。近年来,多不饱和脂肪酸在医药、食品、精细化工等许多行业和领域都得到了广泛
的应用,EPA&DHA等鱼油衍生物产品呈供不应求态势,世界各国政府对富含EPA&DHA的食品
开发越来越重视。
目前,鱼油中EPA&DHA的提取方法和精制工艺主要有低温溶剂结晶法、尿素包合
法、超临界流体萃取法及分子蒸馏法等。低温溶剂法需要使用大量的有机溶剂,不仅存在有
机溶剂残留,而且需回收大量的有机溶剂,分离效率不高而不被常用。尿素包合法要消耗大
量的有机溶剂,存在溶剂回收、环境污染问题,且难以将双链数相近的脂肪酸分开。中国专
利文件CN105713721A(申请号:201610161177.9)公开了一种浓缩鱼油中DHA和EPA的方法,
属于CO2超临界流体萃取法;然而,超临界流体萃取法设备投资大,需要高压条件,且只能萃
取出鱼油中的色素、臭味物质及部分游离脂肪酸,只起到精制鱼油的目的,无法制取高纯度
的EPA&DHA。中国专利文件CN103951556A(申请号:201410192466.6)公开了一种以深海鱼油
为原料,分离二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的蒸馏工
艺,属于分子蒸馏法;分子蒸馏法虽然可以得到高纯度的EPA&DHA,但是,需要高真空设备,
多级蒸馏,能耗高,设备维护成本高,且生产能力小,难以满足工业上实际生产的需要。
中国专利文件CN102964249A(申请号:201210462736.1)公开了一种同时生产并分
离高纯度EPA乙酯和DHA乙酯的工艺,以粗鱼油为原料,经过超临界萃取、碱催化乙酯化、超
临界逆流萃取、尿素包合以及超临界精馏,分别得到90%以上EPA乙酯和DHA乙酯。该专利文
件融合使用了多种方法,可以得到高纯度的EPA&DHA,但此方法设备投资大,且生产量低,生
产周期长,产品成品率低,成本高,难以满足实际生产的需求。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种从鱼油中提取EPA&DHA的循环气提精馏方
法。
本发明的技术方案如下:
一种从鱼油中提取EPA&DHA的循环气提精馏方法,包括步骤如下:
将鱼油预热后,进入精馏塔在惰性气体循环气提作用下精馏,采出精馏塔釜物料,
得到EPA&DHA混合物。
根据本发明,优选的,所述的惰性气体为氮气或氩气;
优选的,惰性气体进入精馏塔循环气提前进行预热处理,进一步优选的,预热处理
至惰性气体温度为230-270℃;
优选的,惰性气体从精馏塔底部进入。
根据本发明,优选的,鱼油预热至温度为120-170℃,再进入精馏塔精馏;
优选的,鱼油从精馏塔中部进入。
根据本发明,优选的,精馏塔顶温度为140-146℃,精馏塔釜温度为160-190℃;
优选的,对精馏塔顶物料进行冷凝,冷凝下来的物料用于精馏塔回流;或者,单独
补加由EPA&DHA组成的回流物料用于精馏塔回流;优选的,冷凝温度为10-25℃;
优选的,回流温度为100-120℃,回流比为0.5-1。单独补加由EPA&DHA组成的回流
物料用于精馏塔回流可以调整最终产品中EPA和DHA的比例,即,可以根据所需要的EPA&DHA
的比例通过补液口自助选择回流液的组成,以得到纯度较高的各种比例的EPA&DHA混合物;
精馏塔顶没有冷凝下来的物料经过洗涤,可得到EPA&DHA浓度较低的产品。
根据本发明,优选的,从鱼油中提取EPA&DHA的整个循环气提精馏过程中,真空度
维持在3-6KPa,惰性气体循环整个过程。
根据本发明,优选的,惰性气体进料量为1400-1600m3/h,鱼油进料量为23-28L/h,
回流液流量为13-23L/h。
本发明采用惰性气体循环气提轻组分,并通过回流方式进一步实现组分高纯度分
离,整个过程融合了精馏与气提原理,利用鱼油中组分挥发度的差异,进行多次部分汽化和
部分冷凝的过程,同时利用热惰性气体气提轻组分,降低轻组分的分压,促使轻组分向平衡
的汽化一侧发展,使重相中的轻组分含量进一步降低。本发明惰性气体在整个系统中循环
使用,一次性补充,不需要额外消耗。
本发明的优点或有益效果:
1、本发明不需要高真空,且一次性提纯即可将EPA&DHA含量提高至70%以上。
2、本发明配合不同浓度的回流液,可以得到各种比例的EPA&DHA;利用惰性气体作
为载热气,分离效率高,物料受热时间短,操作条件温和,对热敏性物质不易破坏;利用惰性
气体循环,无溶剂回收问题,无废水及废弃物产生,解决了废水及固废处理问题;采用惰性
气体作为保护气,防止鱼油被氧化,过氧化值几乎为0。
3、本发明操作性强,可实现鱼油中EPA&DHA的连续化提纯操作,具有显著的产业化
前景;具有良好的安全性,在保健品、药品的生产上有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中所采用的循环气提精馏系统的主体结构示意图。
其中:T101气提精馏塔;T102洗涤塔;E101原料预热器;E102氮气加热器;E103气气
换热器;E104循环冷却器;V101气提塔顶储罐;V102气提塔顶回流罐;V103气提塔釜储罐;
V104洗涤塔釜储罐;V105风机缓冲罐;V106真空缓冲罐;P101气提塔釜采出泵;P102气提塔
回流泵;P103洗涤塔釜采出泵;P104洗涤塔循环泵;P105气体压缩机;P106真空泵。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步说明,但不限于此。实施例中
所用原料均为常规原料,所用设备均为常规设备,其中,气提精馏塔T101为常规精馏塔。
实施例中采用循环气提精馏系统进行操作,如图1所示。
循环气提精馏系统包括气提精馏塔T101,所述的气提精馏塔T101的塔顶通过气气
换热器E103与气提塔顶储罐V101连接,气提塔顶储罐V101的底部通过阀门与气提塔顶回流
罐V102连接,气提塔顶回流罐V102的底部通过气提塔回流泵P102与气提精馏塔T101连接;
所述的气提精馏塔T101的塔底通过气提塔釜采出泵P101与气提塔釜储罐V103连
接,所述的气提精馏塔T101还与原料预热器E101和氮气加热器E102连接;
所述的气提塔顶储罐V101还与洗涤塔T102连接,所述的洗涤塔T102的塔顶与风机
缓冲罐V105连接,所述的风机缓冲罐V105通过气体压缩机P105与真空缓冲罐V106连接,所
述的真空缓冲罐V106还分别与真空泵P106和气气换热器E103连接,气气换热器E103还与氮
气加热器E102连接;
所述的洗涤塔T102的塔底通过洗涤塔釜采出泵P103与洗涤塔釜储罐V104连接,所
述的洗涤塔T102的塔底还通过洗涤塔循环泵P104与循环冷却器E104连接,循环冷却器E104
与洗涤塔T102的上部连接。
实施例中循环气提精馏系统的使用工艺流程如下:
利用真空泵P106对整个系统抽真空,建立真空环境,关闭真空泵P106,从风机缓冲
罐V105的充气口充氮气,将整个系统置换成氮气系统,最终将系统抽至真空度为3~5KPa,
开启气体压缩机P105,此时氮气在整个系统内循环,开启氮气加热器E102,将氮气预热,原
料鱼油经过原料预热器E101预热后进入气提精馏塔T101,热氮气在气提精馏塔T101内带着
原料中的轻相从气提精馏塔T101塔顶排出,重相(EPA&DHA)从气提精馏塔T101塔釜采出;
携带着轻相的氮气经过气气换热器E103换热后,一部分轻相被冷凝,进入气提塔
顶储罐V101,然后进入气提塔顶回流罐V102,通过气提塔回流泵P102从气提精馏塔T101塔
顶泵入T101气提精馏塔,进一步实现组分高纯度分离的多级蒸馏;另一部分没有被冷下来
的气相进入洗涤塔T102,洗涤塔T102为板式塔,采用3-6层鼓泡塔盘;洗涤塔T102塔釜液通
过洗涤塔循环泵P104经过循环冷却器E102冷却后,在洗涤塔T102塔内打循环,进一步将氮
气中的轻相捕集下来,经过洗涤塔T102洗涤后的氮气中轻相含量几乎为0;
氮气从洗涤塔T102塔顶进入风机缓冲罐V105,经过气体压缩机P105压缩进入真空
缓冲罐V106,再经过气气换热器E103与气提精馏塔T101塔顶采出的热氮气进行热交换后,
进入氮气加热器E102进一步加热,打入气提精馏塔T101内循环使用。
实施例1:
气提精馏塔T101塔径DN400mm,高15米,塔顶温度142℃,塔底温度178℃;系统抽真
空至4KPa,氮气经气体压缩机P105循环后,经过氮气加热器E102预热到250℃,氮气流量为
1500m3/h;
原料鱼油进料量25L/h(原料中EPA&DHA含量24%,其中EPA含13%,质量百分含
量),经过原料预热器E101预热到140℃后,从气提精馏塔T101中部进料,气提精馏塔T101塔
顶通过气提塔回流泵P103打回流,回流温度为110℃,回流液流量为15L/h(回流液的组成为
该条件下不回流时收集的液相,EPA含量小于2%,质量百分含量),从气提精馏塔T101塔釜
采出EPA&DHA混合物,EPA&DHA含量可达70%,其中EPA含37%,质量百分含量。
实施例2:
气提精馏塔T101塔径DN400,高15米;系统抽真空至4KPa,塔顶温度142℃,塔底温
度178℃,氮气经气体压缩机P106循环后,经过氮气加热器E103预热到250℃,氮气流量为
1500m3/h;
原料鱼油进料量25L/h(原料中EPA&DHA含量27%,质量百分含量),经过原料预热
器E101预热到140℃后,从气提精馏塔T101中部进料,气提精馏塔T101塔顶通过气提塔回流
泵P103打回流,回流温度为110℃,回流液流量为15L/h(回流液的组成为EPA含量约6%,DHA
含量为0,质量百分含量),从气提精馏塔T101塔釜采出EPA&DHA混合物,EPA&DHA含量可达
73%,其中EPA含48%,质量百分含量。
实施例3:
气提精馏塔T101塔径DN400mm,高15米;系统抽真空至4KPa,塔顶温度142℃,塔底
温度177℃,氮气经气体压缩机P106循环后,经过氮气加热器E103预热到230℃,氮气流量为
1400m3/h;
原料鱼油进料量23L/h(原料中EPA&DHA含量25%,质量百分含量),经过原料预热
器E101预热到120℃后,从气提精馏塔T101中部进料,气提精馏塔T101塔顶通过气提塔回流
泵P103打回流,回流温度为100℃,回流液流量为13L/h(回流液的组成为EPA含量约6%,DHA
含量为0,质量百分含量),从气提精馏塔T101塔釜采出EPA&DHA混合物,EPA&DHA含量可达
70%,其中EPA含44%,质量百分含量。
实施例4:
气提精馏塔T101塔径DN400mm,高15米,塔顶温度144℃,塔底温度180℃;系统抽真
空至4KPa,氮气经气体压缩机P106循环后,经过氮气加热器E103预热到270℃,氮气流量为
1600m3/h;
原料鱼油进料量28L/h(原料中EPA&DHA含量24%,其中EPA含13%,质量百分含
量),经过原料预热器E101预热到160℃后,从气提精馏塔T101中部进料,气提精馏塔T101塔
顶通过气提塔回流泵P103打回流,回流温度为120℃,回流液流量为17L/h(回流液的组成为
该条件下不回流时收集的液相,EPA含量小于2%,质量百分含量),从气提精馏塔T101塔釜
采出EPA&DHA混合物,EPA&DHA含量可达71%,其中EPA含44%,质量百分含量。
对比例:
如实施例2所述,不同的是:不进行惰性气体气提。即,仅仅将鱼油从精馏塔中部进
料,精馏塔底部不通入氮气。
从气提精馏塔T101塔釜采出EPA&DHA混合物,EPA&DHA含量41%,质量百分含量。