橄欖油磨坊副產品的工業化生產方法及所得產品的製作方法

2023-06-03 09:31:31 4

專利名稱：橄欖油磨坊副產品的工業化生產方法及所得產品的製作方法
技術領域：
本發明涉及在生產中心中對橄欖油磨坊(olive oil press)副產品的工業化和評估的整體程序，該生產中心例如為橄欖油渣處理廠或橄欖油渣精煉油(pomace oil)再加工廠，能夠進行完整的工藝，或使部分工藝在橄欖油磨坊、脫水中心以及再加工場或橄欖油渣廠中進行。
因此，本發明的目的在於提供一個新的處理程序。這個程序給予一系列的益處與革新，藉由能夠減少現有操作成本的工業技術，使初級副產品降解成若干不同的產品。此技術在降低投資成本的同時，也提高此工藝的生產能力，並能通過將先前有問題的殘餘物轉化成有用的產品，確保最大的環保效益。
本發明的另一目的在於開發來自橄欖油磨坊的橄欖油渣(alperujo)或橄欖油廢水(alpechin)的有機物質的濃縮液體。這個產品含有高濃度的、一般存在於橄欖的多酚，且在此產品的其它特性中，具有高抗氧化特性。當該同一產品用作農作物肥料時，也表現出優異的性能。
本發明的目標是朝向食品、化妝品、藥品以及農業學界。
背景技術：
傳統的橄欖油渣處理廠是藉由溶劑萃取系統回收橄欖油渣橄欖油的中心。
橄欖油渣，是搗碎的橄欖堆，被傳統搗壓機系統壓榨後，所留下的固體部分。這項原料在傳統搗壓機系統處理後，水分含量接近28％到35％，或在傳統三階段離心分離系統之後，水分含量約為45％到52％。此項處理過後的原料，將被放在烘乾道或烘乾(鼓狀)管中，由熱氣流乾燥處理，直到水分含量為6％到10％。幹。
將乾燥後的橄欖油渣放進萃取器，利用能夠吸收乾燥的油渣中所含的油份的溶劑萃取橄欖油渣的油脂，然後，藉由蒸餾和隨後的冷凝作用將溶劑回收，如此一來，通過再使用蒸餾中回收的溶劑，此系統的運行縮減了溶劑的消耗量。
在過去十年來，兩階段系統不斷增加的落實，意味著有必要對傳統橄欖油渣處理加工廠進行重組架構。它們現正接收的油渣來自於傳統橄欖油坊，水分含量為30％；或來自三階段處理的橄欖油坊，油渣水分含量是45％到52％。
現今，所處理的橄欖油渣這個副產品，具有56％到70％的水分含量，且具有使得在移運上存有很大困難的黏稠性，以及具有高腐蝕性。
橄欖油坊中的一般橄欖油渣處理由以下程序構成，在去果核之前通過離心分離對油渣進行初步萃取，接著在熱氣流中進行乾燥處理。這個烘乾處理非常耗費能源，因為橄欖植物水(vegetation water)與這些待乾燥的橄欖油渣攙和，所以，待蒸發的水分含量相當高。橄欖油渣在乾燥機中造成的問題主要是此產品中形成球狀物，阻礙整個乾燥處理的效用。再者，由於橄欖油廢水的高腐蝕力以及橄欖果核的磨蝕性，此乾燥處理對乾燥管道的機械狀況造成嚴重的問題。
必須強調的是在含有60％水分的橄欖油渣中，需要蒸發的水分比含有50％水分的傳統油渣多70％。且當油渣的水分含量上升至70％時，需要蒸發掉的水分，增至傳統三階段油渣(3-phase pomace)的140％。水分含量上升至70％並不是少見的情況，因為兩階段油渣(2-phase pomace)傾向於超越60％的水分含量，再者由於許多油磨坊，在工藝中引入了去核機，因此增加了水分含量以及在乾燥器中球狀物的形成。
整體水分的增加導致橄欖油渣處理廠的加工生產能力下降，所以，必須使乾燥器的數目增加兩倍，而且必須建造大池塘儲存潮溼的副產品。新的乾燥器引進了新的材料和新的技術。某些油坊，裝置了旋轉式乾燥器，進行兩階段預乾燥，使傳送至油渣處理廠的油渣具有預定的水分含量。
而且，也要重視萃取橄欖油渣時所引起的問題，因為其還包括橄欖油廢水，明顯地使溶劑的萃取及其作用難以進行。
一開始，橄欖油坊用於處理該副產品的方法，與用於傳統和三階段油渣相同，即在旋轉式筒篩中以熱氣流進行乾燥，並且在萃取器中利用溶劑溶解萃取脂肪化合物。但所得產品的價值，並不能補償嚴重的運送、腐蝕及萃取問題。這些問題，使得油坊部分要求油渣處理坊支費。某些情況下，拒絕回收橄欖油渣。
新的副產品的質地與橄欖油價的上漲、以及橄欖油渣處理廠對新副產品的不接受，使得所謂的再加工中心大幅增長，加工中心致力從油磨坊收集橄欖油渣，使它們經受兩階段及三階段離心分離，主要目的在於回收部分所釋放的油；接著，利用機械方法對壓榨乾的油渣進行乾燥，或是將其存放在大池塘或河流，由此讓它們在夏天時自然風乾。
最後，這些加工中心成為新的油渣處理坊，它們大部分都配備有乾燥器和萃取器，以及在較高機能的裝備下生產能量的裝置。
橄欖油渣是藉由使用已知的兩階段離心分離系統生產橄欖油時所得的副產品，由於此二階段系統與三階段系統不同，二階段系統不產生橄欖油廢水，所以又被稱生態系統。這些橄欖油渣是由橄欖果果肉、橄欖果核、橄欖油植物水或橄欖油廢水以及在油坊處理過程中的添加水所構成的。併入橄欖油植物水的橄欖油渣的比例介於60％-70％。此植物水包括脂肪、糖、有機酸、多元醇、果膠、多酚和礦物質等。其它的30％及40％的成分由果核、果肉及果油組成。
橄欖油渣是橄欖生產業界的一個重大的環保問題，這主要是基於溶解在橄欖油廢水的多酚釋放出危害植物的強烈毒性。脂肪的存在，使得氧氣在水性媒介中傳送困難，尤其是由於它高度的COD和BOD(化學需氧量及生物需氧量)，使得水中氧氣濃度的減少。
因此，需要一個適當的橄欖油渣的工業化加工，其應該是經濟可行的，並消除了因不受控制的油渣廢棄傾倒所產生的環境影響。
可以從處理所得的濃縮有機化合物含有不同濃度的多酚化合物，其具有令人感興趣的特性。橄欖含有不同的酚化合物，其中一個是常見於綠果的橄欖苦甙配糖(oleuropein glycoside)。其在橄欖油製造的壓碎和磨碎過程中，進行酶催水解而生成水合酪氨酸(hydroxytyrosol)和齊墩果酸(oleanic acid)(1974，Vasquez等人；1992，Capasso等人)，所以在橄欖油渣中，橄欖苦甙減小而水合酪氨酸增加。而且，必須考慮這些酚是水溶性的，所以它傾向於留在包含在橄欖油渣及橄欖油廢水中的植物水中。其它酚例如咖啡酸(caffeic acid)、香草酸(vanillic acid)、阿魏酸(ferulic acid)和香豆酸(p-coumaric)等(也具有抗氧化能力)，也存在於橄欖油渣及橄欖油廢水中，但其濃度較低。
水合酪氨酸(hydroxytyrosol)具有高抗氧化能力，且具有抗自由基、抗炎、抗菌等特性。細胞的代謝活性導致生成自由基，這些自由基與天然脂分子作用，生成稱作過氧化物和過氧化氫的新自由基。作為抗氧化物的水合酪氨酸能夠避免在細胞系統中形成新的自由基。因此，Visioli等人，證實橄欖中的酚萃取物可以抑制生物體外的低密度脂蛋白(LDL)的氧化作用。
由於這些多酚特別是含量高的水合酪氨酸具有的特性，使得在過去數年來，大幅度增加了許多不同的技術及方法，使其從橄欖油渣或橄欖油渣廢水中分離以及增加了許多其它能夠實踐的應用。事實上，在日本專利JP08119825中，說明了使用水合酪氨酸作為用於治療皮膚的製劑中的活性成分。
為了可以找到可靠、價廉的能夠鑑別水合酪氨酸及其衍生物的分析方法，進行了許多研究。其它的研發則朝向在工業規模上從橄欖油製造過程中獲得存在於殘渣中的多酚。基於原料的緣故，很多方法都有萃取困難的問題，另外，由於在某些情況中，從提取過程中獲得的產量低，使得這些萃取方法昂貴，並使其在技術上或經濟效益上不可行。
許多不同的研究員著眼於以溶劑進行萃取以獲得水合酪氨酸以及其它成分。日本專利JP9078061利用甲醇對橄欖葉萃取進行水合酪氨酸的萃取程序。而在專利ES 2051238中發表利用逆流液-液萃取法，從橄欖油廢水中，獲得例如甘露醇、水合酪氨酸、酪醇(tyrosol)等有機物質的程序。
其它程序試圖以化學或酶催化的方式合成水合酪氨酸。使用四氫呋喃作為溶劑，以氫化鋰和氫化鋁使3，4-二羥基苯乙酸以化學的方式進行還原(R.Capasso等人；J.Agric.Food Chem.1999)。通過使作為前體的酪醇、作為催化劑的蘑菇酪氨酸和維他命C反應，以酶催的方式獲得水合酪氨酸(專利ES 2170006)。
關於使用熱液系統的程序，專利ES 2199069在介於180-240℃的溫度和高壓下，對橄欖油渣和其它的副產品進行熱液處理。經過使反應堆冷卻一段時間後，過濾混合物，並將液體部分回收。在專利ES 2145701中使用了類似的工藝，但在此情形中，使用了橄欖果核作為原料。在另一項專利ES 2177457中，對橄欖油渣進行蒸發爆裂處理。通過兩階段層析法處理所獲得的產物，以獲得包含90-95％純水合酪氨酸的萃取物。
關於在肥料製造時使用橄欖油渣和橄欖油廢水，某些程序使橄欖油廢水與汙水汙泥、林業植物殘餘物、嘌呤等製成混合物，由此堆肥處理獲得有機肥料(專利ES 518.595)。另一個程序，使橄欖油廢水與植物源底物(纖維素漿)或礦物源(海泡石或蛭石)以及任選的礦物鹽製成混合物(專利ES 2037 606)。
還有另一個程序，其中的橄欖油渣或橄欖油渣廢水在生化程序後，被木質纖維素物材料吸收，並經受無氧處理且之後立即經受需氧處理，使最後獲得有機肥料(專利ES 2 103 206)。
最後，另一個程序是製成以橄欖油廢水為主的葉素肥料，其中還加入其它元素，如氧、硫磺和銅(專利ES 2 162 739)。

發明內容
本發明所提出的橄欖油磨坊副產品的加工工業化程序圓滿地解決了之前在文中所列舉討論的多樣問題，針對這些問題，此方案將對每一個加工處理產品，提出它最適用的、量身訂作的解決方案。
本發明的程序的目的是對橄欖油磨坊中由橄欖油的分離而導致的副產品採取不一樣的加工處理。
本發明的程序試圖賦予殘留的液體部分以價值而不會發生如傳統橄欖油渣的處理過程中發生的破壞或分解，如此獲得更多的成品，使得整個生產過程獲得最大的利潤回收。除了在一般的橄欖油渣處理過程中得到的成品，例如橄欖油和橄欖乾果核及橄欖乾果肉，還可以得到從橄欖油植物水所得，具有多項用途和價值的液體濃縮物，該橄欖油植物水是在橄欖油渣被放進乾燥器前從其分離所得的。
由此得到雙重好處，第一，可以避免在乾燥筒篩中蒸發掉大量水分，使大幅度節約能源；第二，可得到多用途的有價值的液體產品。
所以，處理方法的第一步是，使從廠裡接收到的新鮮的橄欖油渣經受固液分離或在脫水傾析機中進行離心分離的脫水處理，其工作量為15000-20000kg/h，其性能將會比現有的橄欖油渣再加工處理效率高出五倍，所以，根據這樣的工作效率使得脫水傾析機的投資減少。而且，在離心分離脫水中，不需要事先將油渣漿加熱，如此一來節省了相當的能量和機械花費。
分離處理得到的液體部分是由含有約75％-80％水分含量的漿狀物以及含有20％-25％由精煉油和橄欖果肉構成的固狀物所形成。這75％到80％的剩餘漿狀物，最主要的是橄欖油廢水，取決於油坊中的萃取，其中油份含量介於3％到6％。所有的液態部分被抽水機回收並儲存3到10天，目的是為了分解乳液並促使其後的油的回收，使含油部分和橄欖植物水或橄欖油廢水與固體部分、果肉及精煉油分離，所分離出的固體部分含有約45％到55％的水分含量，與傳統三階段處理的油渣的水分含量相似。
本發明的第一階段的目標是徹底減少橄欖油渣的乾燥問題，通過消除超過50％的水分，使乾燥器的能力增加兩倍。而且，利用乾燥器對所有油渣進行加熱的成本以及抽水費減少了50％。
由於從脫水所得的固體部分很快進行發酵，所以應當使它穩定。為了穩定橄欖油渣，將其放進乾燥器進行熱流乾燥。此熱流由燃燒室產生，燃燒室的燃料為橄欖油渣(olive cake)或其它固體燃料，或者利用來自發電機或汽電共生熱電流發電機的廢氣使橄欖油渣乾燥。如此穩定了橄欖油渣，其水分約為8％，使其能夠以傳統的溶劑進行萃取，得到3％-6％橄欖油。
乾燥器配備了使其不會將灰燼或塵埃釋放至空氣的裝置，該裝置只會在乾燥過程中釋放水蒸氣。此蒸氣沒有臭味，因為整個過程使用了非發酵材料，而且這第一階段的流水作業運作，不容許能夠引起使成品價值下降的發酵及氧化的儲存。
在本發明的整體程序的目標中，此工藝的應用是特別明顯的，因為以離心分離對橄欖油渣進行預乾燥，避免了球狀物在乾燥器中的形成，避免由橄欖油渣廢水糖份及其酸性pH值所造成的腐蝕，而且相比以橄欖油渣的加工能力，雙倍增加以脫水油渣的重量的加工能力。
乾燥器在此研發的過程中表現與傳統系統相同的功能。最主要的差別在於，傳統乾燥系統蒸掉所有包含在橄欖油渣中的橄欖油廢水，也就是需要蒸走兩倍的水。因此，可以說，相比本發明的處理目標，在傳統的處理廠中，乾燥橄欖油渣時需要增加至少兩倍的乾燥，因為由脫水導致油渣中水分蒸發的乾燥效能比在橄欖油渣中因高水分含量導致產生球狀物的乾燥效能高。
在離開乾燥器時，產品被弄碎，使其易於進行預冷卻，並將其引入至一個瀑布狀(cascade process)的抽風氣流來篩選分類，使果肉與果核分離，由於果核的殘渣比較重，所以會掉到氣流底下，以待運輸及儲存。但在從果肉中取得骯髒的果核，或出現球狀物的情況下，則會對其進行搗壓及篩選處理。由此，一方面可以獲得果肉，另一方面可獲得果核。
另一方面，在本發明的目標工藝中分離出的橄欖油廢水是具有價值的，這是因為由其取得其它有價值的產品。在傳統橄欖油渣乾燥器中，水分被蒸發，留下的是混和著在乾燥器中處理過的固體部分的橄欖廢水，所以，之後的萃取是不可能進行的，同時其對利用溶劑提煉橄欖油的過程造成幹擾，而且橄欖廢水的酸性對乾燥裝備造成很大的磨損。
在脫水過程中取得的液體部分或漿狀物，存放於倉庫(silos)或儲水池塘，被混和以及加熱至35-45℃的溫度，加熱時間維持40-60分鐘，然後，繼續進行一個新的離心分離過程。在這階段，建議使用水平的傾析機進行離心分離，專門地將固液相分離，這樣其生產能力比使用相同的傾析機的三階段系統高出兩倍。
在這個步驟，也可以對漿狀物進行三階段離心傾析處理，由此通過二次離心分離回收大部分的油。如此一來，可分離成液相或橄欖油廢水、浮飄的油質部分、以及由含有65％-72％水分的果肉構成的固體部分，而這個固體部分之後連同在脫水處理分離出的固體部分，一併送進乾燥器進行乾燥處理。浮飄油體部分先通過振動過濾器處理，再進行垂直離心分離處理，在垂直離心分離處理中進行強力傾析和洗滌處理。橄欖油廢水也先通過振動過濾器除去懸浮固狀物，因為此固狀物可導致其後的提純加工困難。
藉由這個系統，除了使三階段系統(果渣廢水及果油的分離)不須水分的加入而工作成為可能之外，本發明可使加工能力增加至少兩倍。如果這個過程僅著重於提純的加工而不管果油的提煉，其加工能力將是橄欖油渣的加工的三倍之多，因為只有初期橄欖油渣的50％的液體部分進行再加工，即與其它橄欖油渣處理過程不同的是，使用較少機械，提高產量，以及使用較少的能源，這是由於只有前述的液體部分需要加熱，而不需加熱所有的橄欖油渣。
前步驟所獲得的橄欖油廢水部分含有大量的精煉油以及懸浮固狀物，這些物質使整個過濾過程困難，同時也阻礙濃縮器的正常運作，因此，最好在噴嘴離心機(nozzle centrifuge)以離心分離方式使其提純加工，由此除去大部分固狀物及精煉油。輕浮的油體部分也被回收，這些油體部分是通過傾析處理而分離的，並且被摻入到先前分離所得的油體部分中，如果其已經進行了三階段加工處理。
由此過程，橄欖油廢水與橄欖油渣分離，對此，將少量水分加入橄欖油磨坊，並改善橄欖油廢水的濃縮過程。
儘管具有3°-4°白利糖度(Brix)的三階段橄欖油廢水可進行過濾和濃縮過程，當使研發過程產生具有9°-14°白利糖度的橄欖油廢水進行同樣的處理時，過濾卻是無法進行的，因為，當使白利糖度濃度增加三倍時，其中溶解的、懸浮的和沉澱的固狀物的濃度也同樣增加三倍。
本發明工藝的這個階段的影響是非常關鍵的，因為其使濃縮的橄欖油廢水不需加入水分便可進行加工處理，這樣調適了後來的萃取腐植物的行銷及商業化，35°-45°白利糖度，以及從由其所含的糖份的酒精發酵中得到酒精。而且，所獲得的濃縮產品，可以用作原料，利用不同的技術，萃取含有的多酚，或用於藥食和功能食物的製劑。
將回收的油進行離心分離和清洗以除去固體顆粒或精煉油以及來自回收油份的水分。利用噴射法清除固狀物，將洗滌水加進橄欖油廢水。此回收的油，將會是可提純的精煉油，其生理化學質量參數(physiochemicalquality parameters)，將會比傳統橄欖油渣處理廠中利用溶劑萃取所得的橄欖油渣油高。
兩個之前的水平傾析的離心分離過程可以和三階段離心分離處理法，連結於同一階段。在這種情況下，橄欖油渣被離心處理，得到橄欖油、粗橄欖油廢水及油渣。進行如前述過程中離心分離的次數，操作量會減少四倍。橄欖油渣，必須在置有熱水或蒸氣套的摻和器中，進行預先加熱。為了進行離心分離處理，需要將水注入傾析器。但在這樣的情況下，水分不會被注入，而是從噴嘴離心機中得到的提純過的橄欖油廢水。
所取得的油渣，含有比上述的二離心分離程序多3％-5％的水分。粗橄欖油廢水進行離心分離，以連續式和使用噴射法在盤式噴嘴離心機中進行提純。
提純後的橄欖油廢水，接著進行酒精發酵，以回收已發酵的酒精。同樣地，當濃縮的橄欖油廢水用作動物飼料時，或得到其在酒精發酵時受到破壞的其他化合物的時候，可以先將新鮮橄欖廢水蒸發。
根據濃縮的橄欖油廢水所需的目的，建議用果膠酶和/或澱粉酶對新鮮或發酵過的「橄欖油廢水」進行生物處理，目的是為了增加其過濾性，如果其要被用作液體肥料或用來促進酒精發酵時。為了可以得到一個完整的勻化，並由此從生物添加劑得到更高的產率，水池塘必須在定量添加物加入後的首三個小時，以10-15r.p.m.轉速的攪拌器維持攪拌。發酵過程必須持續約兩星期。
當這樣的處理過後，如果其預計用作飼料時，其可直接進行濃縮處理，如果其是作加肥灌溉的液體肥料，則使用真空旋轉式過濾器進行過濾。過濾器中的固體殘餘物的生產能力將會是過濾後產品總量的15％。懸浮的固狀物及油脂將殘留在過濾餅中；這些固狀物質，稍後將一起被送入乾燥器中。
過濾後的橄欖油植物水，將被儲放，留作日後作為蒸發器或多酚回收柱塔的能源燃料之用，將在稍後作說明。
經過提純和過濾的橄欖油廢水，在其組成中含有濃度相當顯著的多酚。此多酚可被萃取，並用作天然的抗氧化物劑。其組成濃度如下

在不同的多酚中，水合酪氨酸(3，4-二羥基苯基乙醇)佔大多數，儘管也存在其它多酚，例如咖啡酸、香草酸、阿魏酸和香豆酸。
通過使用這些多酚化合物的精選樹脂的回收程序，可以從過濾後或濃縮後的橄欖油廢水萃取抗氧化物，之後，在樹脂再生階段中，得到富含多酚的化合物，並由於其高度的抗氧化能力，該化合物多用作食品製造的用途。
取得果汁(juice)或植物水濃縮物的過程優先在蒸發器中進行，更具體為多效蒸發器(multiple-effect evaporator)。在前述的蒸發器的內部，生成真空的環境，使經過過濾的果汁濃縮。當在不變的真空度、溫度和壓力下使蒸發表現一致時，定時性地記錄排出的濃縮物的折射讀值(refractometric readings)，直到達到所預期的濃縮度，一般是35°到45°白利糖度。為了避免濃縮物中糖份的焦糖化以及羥甲基糠醛的形成，濃縮器是在真空環境下運作的，且溫度不超過85℃。
這個加工系統取得的產品是具穩定性的，除去了至少90％的水分。在蒸發步驟後，果汁或植物水瓦解成蒸餾水和揮發性有機化合物，以及濃縮的植物水。該濃縮物被分離，並儲存。其可以用作食品補足物，用於獲得具有抗氧化能力的多酚化合物，所用的方法例如是以超臨界流體進行萃取的技術、樹脂柱塔萃取技術，或是其它的技術；其也可以用作動物糧食的處方，也可作為傳統農業或生態農業中的肥料，因為，在其工業化過程中，都不曾使用非容許的組分或技術加工處理，它是一種富含富裡酸的肥料，使其用作局部或葉部灌溉。
濃縮的產品表現出一系列的特性，使其在油渣處理工業中表現出新穎性。它所呈現的是膠狀懸浮液，深棕色，微酸性，而且，完全不含沉積的固狀物。其物理及化學特性使其適用於多酚及其它化合物的萃取。而且，在農業界中的應用，並不會造成加肥灌溉系統的濾器阻塞的問題。
在本發明的目標和濃縮階段產生的有機產品，其來自橄欖油渣或三階段處理的橄欖油廢水，並提供了不同領域的應用其具有適用於萃取某些高價值濃縮分子的特性，例如是具有高抗氧化能力的多酚。在藥食領域中，其含有獨特的多酚和橄欖油中的富裡酸的組合是值得令人關注的。
根據本發明的程序獲得的產品，含有相當高濃度的多酚，而且，其本身的物理特質，使其不需進行預先處理便可萃取這些化合物，不需在萃取過程中使用毒性溶劑或酸性或鹼性試劑。通過高分辨液相色譜進行的定量分析提供下列濃度

另外一個應用是其作為液相有機肥料的使用，該肥料富含鉀和具有金屬複合能力的有機物質，下表說明產品的特質分析

此產品為不含沉積固狀物的液狀物，且其能夠用於任何的灌溉系統。另外，如前所述，其還可以用於葉部。
以建議的劑量在土壤學裡應用此產品，可改善維持植物生長的土壤架構，因為其有效改善土壤的特性，例如質地、架構、孔隙率、可透性等，如此一來，也改善農作物根部的通風性，以及增強保留水分的能力。這方面對缺水地區是非常重要的。
對於直接提供營養方面，此研發目標之加工成品的液態含有大量有機物質，因此，應用此產品可避免對土壤造成侵蝕，並可促進農作物所需的微生物活性。應用此產品還提供鉀和磷以及少量的氮，還提供次元素的鎂以及痕量元素的鐵、錳、銅、硼和鋅。
此產品中的腐植成分與不能被植物攝取以及在土壤中不活躍的養分結合，由此使養分可供給植物，如此一來，可避免濾去及阻斷所造成的養份元素流失。同時，促進種子的發芽力，加強植物的光合作用能力。
相比腐植酸，富裡酸具有更高的離子交換能力，因此富裡酸能夠更好地與養分離子進行螯合(Fe3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+和其它等…)，而且其沒有腐植酸的缺陷，不會在pH為鹼性的土壤中轉化成不溶性腐植酸鈣，腐植酸鈣使農作物難以吸收鈣，因而富裡酸增加耕作物的肥沃度。
另一方面，進行一樣的加工程序，濃縮器中的蒸餾水包含了蒸發植物水所得的揮發性化合物。使這些水分通過揮發物提純柱塔，由此將酒精、香氣、精油及工業化加工副產品回收，使水分與這些產品分離。
為了除去酒精中的甲醇，使在冷凝器取得的酒精流經至脫甲基的柱塔。由此所得的酒精，一經純化，便可用於人類食品，以及用於橄欖油的精煉工業化過程，或用作燃料源，此時不需要酒精的精餾或脫甲基。
在冷卻過程後剩餘的水分含有有機酸，其不能在揮發物提純柱塔中通過蒸餾進行分離。這些酸性物質使蒸餾水的COD介於1200-1600mg/l，因此，其廢物應當被監察和適當地提純。因此，水分會被引至離子交換樹脂柱塔。保留在柱塔中的有機酸，將在稍後的再生階段以氫氧化鈉進行萃取，由此使其轉化成相應的鈉鹽。該鈉鹽留在洗滌水中，並在每個循環結束時進行逆流處理，如同剩餘的氫氧化鈉，該洗滌水再被加入至濃縮器燃料供應橄欖油廢水中或作為其它用途如洗滌油或設備的洗滌。
為了預防致病的微生物的繁殖，上述提及的剩餘的水可以被濃縮，獲得用於動物飼料的有機酸。
將汙水投進柱塔前，其必須以氫氧化鈉溶液進行再生處理。
再生處理後，汙水被投進柱塔。溶解在汙水中的有機酸陰離子部分會在活性區域與OH-離子進行交換，並與酸的陽離子部分結合。當活性區域飽和時，純化過的溶液的pH值會急劇下降，而且必須再次進行再生處理。每個循環可提純介於30,000-45,000公升的汙水。
純化過的水，可以用作蒸汽鍋爐的燃料，但基於水質問題，優選將剩餘的水用於灌溉或將其傾倒於公眾水溝。
通過上述說明，本發明提出的程序，具有下列一系列優點-其可以使現有生產單元的生產力增加三倍，因為，在接收原料後的首先數小時中，約50％的產物被分離和穩定。在第一階段中，使來自脫水處理的固體部分進行分離處理，其可簡化其餘的程序，得到便於運送的漿狀物，且由於只需要對剩餘的50％產物進行加工，儲存能力會增加兩倍。
-總體而言，此加工過程應用了更有利可圖的技術使固體-液體-油體各相更富足，最後以最少的能源、開採、投資和環保的低成本，提供穩定或濃縮的產品。
-至少七種產品的價值加強了此研發加工廠的生存性，且其不會對衍生自所得產品的其它產品造成損害。
-這個工藝確保了最大的環境效益，因其提供了解決該問題的技術方案，使得在此之前導致嚴重環境問題的殘餘物變為有價值的產品。


為了補充說明書的描述，以及使更易於理解本發明的特性，根據實際使用本發明的一個優選實例，附上一附圖作為前述說明書部分的圖解說明，此附圖只用於對說明書作說明用途，而非對其作出限定，本發明的加工程序以方塊結構圖顯示。
具體實施例方式
從附圖可以了解到本發明的橄欖油坊副產品的工業化加工過程。本發明提出的加工過程是由一系列階段和處理組成的，並由此獲得所需要的、並重新給予價值的產品。
來自油體分離廠的新鮮的橄欖油渣(1)，通過漏鬥傾卸車接收至加工廠，並儲存於接收水池塘(2)中，由此被送至雙體摻和器(3)進行攪壓處理，並由該處掉進置有螺旋槳的抽水機的進料器中，再由此注入水平離心分離器(4)或脫水傾析器中。在該處進行離心分離，將橄欖油渣分離成液相(5)和固相(6)。脫水傾析器操作容量為15,000-20,000kg/h。該液體部分(5)是由含有80％-85％水分的漿狀物以及15％-20％固狀物所組成，該固狀物由橄欖油的油體及果肉渣所組成。其餘的80％-85％，主要為含3％-6％油份的橄欖油廢水。整個液體部分(5)，由活塞抽水機抽取，然後儲放於儲水池塘或水池塘(7)中，在該處存放三至十天，使乳液瓦解，並促進之後的油體回收。固相(6)的水分含量為45％-55％，其被蝸杆(worm screw)引導至烘乾機(9)的儲液槽(8)。
該烘乾機(9)，由帶有熱流(10)的旋轉筒篩所構成，該熱流是由以廢棄橄欖油渣作燃料的燃燒室或其它熱源所生成，其生產力為10-12Tm/h。該乾燥機燃料區配備氣旋分離器，避免灰燼或灰塵散落於大氣中，且其僅在乾燥過程中釋放水蒸氣。如此使得油渣的水分含量穩定在8％，其隨後容許被分離成果核和果肉，或被送進萃取器，進行傳統溶劑加工處理，而獲取3-6％的油渣精煉油。
離開烘乾機(9)時，乾燥的產品被送至瀑布狀抽風機(11)進行破碎和分離處理。此破碎程序有助於進行預先冷卻，而在瀑布狀抽風系統中，藉由氣流使果肉殘渣(12)與果核(13)分離，由於果核的殘渣比較重，所以會掉落到瀑布流的底部，之後會被蝸杆傳輸到倉庫(14)，或到乾燥器或蒸汽鍋作為燃料。而分出來的果肉殘渣，也將會被儲存到倉庫(15)。在一個實際操作實例中，最後可得到14％果核和16％果肉。
在脫水加工過程中獲得的液相部分，在儲水池塘或水池塘中存放過後，將被抽進置有蒸氣套(16)或熱水(17)的攪拌器中，待該處的溫度達到35℃-45℃，並攪拌40-60分鐘後，通過抽水器將其抽送至傾析器或水平離心分離機(18)中進行離心分離處理。在此階段中，其將分離成油性橄欖油廢水(20)的固相部分或潮溼果肉殘渣部分(19)，這些部分藉由蝸杆被送到烘乾機(9)並與在脫水過程中分離所得的固狀物(6)混合。在一個實際操作的實例中，可獲取76％油狀的橄欖油廢水(其中3％的油將在之後被萃取)及24％潮溼果肉殘渣。
前述的橄欖油廢水(20)含有精煉油及懸浮固狀物，這些物質藉由盤式噴嘴垂直離心分離器(21)除去，該分離器(21)連續不斷地操作並進行噴射法，其操作容量達到10,000kg/h。此從頭到尾一直使用振動過濾器，在之前的離心傾析分離(18)過程就預先從振動過濾器回收橄欖油廢水，利用離心傾析分離器在此溫度下運作表現良好的優勢，可以回收油渣油部分(22)，而且藉由傾析處理使其分離及儲存(23)。回收後的油(22)，將進行離心分離，並在垂直盤狀離心器中進行清洗處理除去任何存在的固體顆粒，且將清洗過程中得到的水加入橄欖油廢水中。
提純後的橄欖油廢水(24)，送至儲水池塘中進行生物處理(25)，藉由抽水機注入定量的生物添加劑。在加入生物添加劑後首三個小時，利用10-15r.p.m轉速的機械攪拌器將該混合物勻化，之後，其將繼續進行加工發酵(26)，所需時間必須持續兩個星期。
在生物處理後，橄欖油廢水進行真空離心分離旋轉式過濾(27)，其第一步，使用真空抽泵將過濾用土(28)和水添加至混合物中，使在過濾器中生成真空環境，由此，通過表面附有過濾用土的濾網產生吸力。土壤表層厚度持續增加，使真空度增加。在此過濾過程中，每100-125Kg橄欖油廢水需要約1Kg過濾用土(28)進行過濾。一旦土壤表層形成，便倒入含有懸浮固狀物的橄欖油廢水，如此使固狀物留在此土壤表層，同時不含顆粒的液體便會穿過土壤表層進入濾鼓。刮刀不斷地切割留下的固狀物層(29)，之後，該留下的固狀物是通過蝸杆被除去並加至烘乾機(9)與潮溼果肉(19)結合。
過濾後的橄欖油廢水(30)被存放在儲水池塘(31)中，該儲水池塘(31)用作蒸發器(32)的進料部分，或作為多酚回收柱塔。通過在多效蒸發器(32)中進行濃縮，獲得濃縮的果汁或植物水，在該蒸發器的內部，會產生一層真空氣層，其與真空泵連接，使其壓力逐漸提升至650mmHg。之後，果汁將會流經蒸發器內部的流量計，使蒸發器灌滿，當引進的果汁的量超過蒸發器室的頂部時，會以1520Kg./h的流量引進蒸氣(33)，通過熱轉換將其熱能傳送至管內的果汁，因此，蒸氣會被凝結，並從濾器的濾網流出。通過對流作用使加熱後的橄欖油廢水移送至蒸發器主體，經由再循環管道再流至蒸發器室中。利用對流作用，當果汁更熱，最後會導致蒸發。這個階段的運作，一般在真空環境下進行，且溫度不超過85℃，避免糖份的焦糖化作用。所用的蒸發器主要以4.000l/h的容積進行運作，使能源過程獲得回報。濃縮的程度約為90％，即進入濃縮器(32)的十分的橄欖油廢水中，九分被蒸發掉。
在通過蒸發器(32)的步驟後，蒸發過後的果汁或廢水被分解成蒸餾水和揮發性有機化合物(35)和濃縮過的植物水。蒸餾水被引進揮發物提純柱塔(36)以蒸餾酒精及有機酸，使其避免加至廢水。該揮發物提純柱塔(36)是盤狀式蒸餾柱塔，從中蒸氣(37)可直接通進蒸餾水的逆流，直至達到120℃的溫度，在柱塔(36)的上部收集酒精和其它揮發性化合物，一旦達到所需酒精級別時，一般為90-92°G.L，它們在柱塔上部將通過濃縮進行萃取。
為了使進入濃縮器(32)的橄欖油廢水進行預加熱，在蒸餾過程所得到的水分將流經數個熱轉換器，由此在其各個階段中的程序的能源效能都可表現其最大化。
在前一過程中回收所得的原酒精(38)，被引進置有蒸汽鍋的盤狀柱塔(39)中，為的是分離出甲醇。脫甲基後的酒精(41)，將存放在蒸汽鍋底部，之後，用泵進行萃取，然後被儲存，或在酒精精餾柱塔中進行精餾。
從揮發物純化柱塔(36)產生的水(43)，在被送至儲水池塘(44)前，將由弱陰離子交換柱塔(45)進行提純。在汙水(43)引入柱塔(45)之前，該柱塔(45)必須以氫氧化鈉溶液進行再生處理。
再生處理由以下步驟組成-再生溶液的製備；-再生溶液的注入；-再生作用(第一階段)；-再生作用(第二階段)；-快速洗滌；-逆向洗滌。
如此將獲得再生水(47)和純化水(48)。提純後的水將會被用來供應蒸氣鍋(49)，或其它內部過程中所需之用，剩餘的將移送到冷卻塔供冷卻循環之用，以及用來降低純化器廢水的溫度。
權利要求
1.用於油坊、橄欖油渣處理坊或油渣再加工回收廠的橄欖油坊副產品的加工程序，其特徵在於，所述程序包括通過離心分離(4)對橄欖油渣(1)進行脫水處理的第一階段，其後，得到液狀物(5)及固狀物(6)，該固狀物將以熱流(10)進行乾燥處理(9)，待油渣乾燥時，便進行果肉(12)及果核(13)的分離(11)，同時，將液體部分(5)進行離心分離(18)，分離出懸浮固狀部分(19)，其將在另一離心分離階段(21)進行提純，此處理還通過傾析分離出油(22)，對於提純後的橄欖油廢水，接著會接受生物處理(25)，之後進行酒精發酵(26)及過濾(27)，獲得提純後及過濾後的橄欖油廢水(30)，該處理後的橄欖油廢水，在經熱真空濃縮及蒸發(32)而獲得濃縮後的橄欖油廢水，之後進行精餾處理使揮發物(36)從冷凝水(35)得以分離，利用脫甲基工藝(39)或離子交換步驟(45)提純產品，最後回收有機酸的鈉鹽和作為再生劑的殘留的氫氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，果肉(12)及果核(13)的分離是通過預先搗碎乾燥的產品，然後通過瀑布狀抽風將兩產品分離而進行的。
3.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，在脫水過程(4)中獲得的液體部分，在離心分離(18)之前，在35-45℃的溫度之間進行40-60分鐘加熱混合處理(16)。
4.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，橄欖油廢水(20)的提純是通過離心分離進行以除去懸浮的固狀物及油狀物，並通過使用噴射，除去大部分固狀物及油狀物，回收橄欖油廢水中的油。
5.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，離心分離(4)和(18)可以交替地合併成一個三階段離心分離步驟，並由此得到油、油渣及橄欖油廢水。
6.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，為使應用在生物處理(25)的生物添加劑發揮最大效益，可以使提純過後的橄欖油廢水(24)，在池塘中通過持續攪拌而被勻化，例如以10-15r.p.m.轉速的機械攪拌器進行攪拌，在加入添加物後至少維持攪拌三小時。
7.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，橄欖油廢水(30)的濃縮(32)是在溫度不超過85℃的情況下，通過真空蒸發進行的，得到濃度為90％的產品。
8.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，會對水造成汙染的酒精是在橄欖油廢水(30)的濃縮(32)中從蒸發後的水中回收所得，所述酒精可在另外的用途中應用或再進行精煉處理。
9.根據權利要求1所述的程序，其特徵在於，有機酸是通過使用離子交換步驟(45)從蒸發後的水中除去的，並由此將有機鹽回收。
10.用於進行前述權利要求1-9中所述橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，通過離心分離(4)的脫水階段是在水平的離心分離機或脫水傾析器中進行的。
11.根據前述權利要求所述的橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，用於乾燥在脫水階段(4)所得的未經發酵的固狀物(6)的烘乾機(9)配備了氣旋。
12.根據前述權利要求所述的橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，在果肉(12)及果核(13)的分離過程中，預先搗碎乾燥產品的處理是以具有錘子的輾磨機或搗碎機進行的。
13.根據前述權利要求所述的橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，橄欖油廢水(20)的提純處理是以盤狀噴嘴離心分離器進行的。
14.根據前述權利要求所述的橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，過濾(27)是在真空旋轉過濾器中進行的，且同時生成過濾用土壤的預成層，可由此分離出懸浮的固狀物。
15.根據前述權利要求所述的橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，多酚體回收程序是藉由加載了精選樹脂的柱塔進行的。
16.根據前述權利要求所述的橄欖油坊副產品工業化程序的裝置，其特徵在於，橄欖油廢水的濃縮(30)是由多效真空蒸發器進行的。
17.根據前述權利要求所述的程序製備的濃縮產品，其特別適合在食物中的應用，用於提取高價值化合物，還適於農業用途，其特徵在於，其以液狀懸浮物存在，為深棕色，介於4.75-5.25的pH值，且完全不含可沉積的固狀物，含有富裡酸和多酚。
18.根據權利要求17所述的濃縮產品，其特徵在於，所述產品的富裡酸濃度介於25％-35％。
19.根據權利要求17所述的濃縮產品，其特徵在於，所述產品中的多酚的成分含有下列組成
20.根據權利要求19所述的濃縮產品，其特徵在於，部分所述的多酚在其組成中還包含其它多酚例如咖啡酸、香草酸、阿魏酸和香豆酸。
21.根據權利要求17所述的濃縮產品，其特徵在於，所述濃縮產品含有具肥料特性的組分，具有如下分析組成
22.根據權利要求21所述的濃縮產品，其特徵在於，所述化合物含有介於50％-55％的水分含量，密度為1.170-1.190g/ml，且pH值為4.75-5.25。
23.前述權利要求所述濃縮產品的應用，其特徵在於，其在萃取多酚時，並不使用毒性溶劑或酸或鹼的試劑進行預先處理。
24.前述權利要求所述的濃縮產品的應用，其特徵在於，其在作為液體有機肥料時，不含任何固狀物，富含鉀以及具有高養分複合能力的有機物質，可用於任何灌溉系統以及葉部灌溉。
全文摘要
本發明涉及工業化生產橄欖油磨坊副產品的方法以及由此得到的產品。根據本發明，從橄欖油磨坊得到的、新鮮的橄欖油渣(alpeorujo)(1)經過一系列的步驟可獲得至今被認為是廢物的有價值的副產品。為達到所述目的，橄欖油渣通過離心分離使其脫水(4)。首先將得到的固相部分(6)乾燥(9)，使其之後分離成果肉(12)及果核(13)，同時，對液相部分(5)進行離心分離(18)，使分離出固相部分(19)，並獲得原植物水(20)，原植物水在進行離心分離(21)、生物處理(25)、酒精發酵(26)和過濾(27)後，通過多階段真空蒸發器進行濃縮(32)，而獲得多用途的濃縮物(34)，將該冷凝水(35)放置於揮發性物質純化柱塔(36)，使酒精(38)和水(43)分離，最後的純化步驟分別採用純化柱塔(39)和純化柱(45)進行提純。
文檔編號C05F7/00GK101076497SQ200580040867
公開日2007年11月21日 申請日期2005年11月22日 優先權日2004年11月29日
發明者米克爾·卡內·貝納旺特 申請人:比奧利維斯公司