(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号

(43)申请公布日

(21)申请号 202010238065.5

(22)申请日 2020.03.30

(71)申请人 山东凯斯达机械制造有限公司

地址 272000 山东省济宁市高新区同济路

66号

(72)发明人 林凤岩　武象　王国栋　李肖　

薛亚南　李鹏　

(74)专利代理机构 济南舜源专利事务所有限公

司 37205

代理人 张卓

(51)Int.Cl.

A23J 1/14(2006.01)

C08B 37/00(2006.01)

C11B 1/04(2006.01)

C11B 1/12(2006.01)

C11B 3/12(2006.01)

(54)发明名称

一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置及

其工艺

(57)摘要

本发明公开一种混合溶剂提取大豆有效成

分的装置及其工艺，包括前处理装置、浸出装置、

脱溶装置、粉碎包装装置、混合油蒸发装置、混合

液蒸发装置和气体冷凝回收装置；所述前处理装

置与所述浸出装置连接，所述脱溶装置与所述浸

出装置连接；所述粉碎包装装置与所述脱溶装置

连接，所述混合油蒸发装置和混合液蒸发装置通

过分液器与所述浸出装置连接；所述气体冷凝回

收装置用于回收上述装置产生的不凝气体；本发

明降低湿蛋白中含湿率，减少湿蛋白烘干所需能

源，降低生产运行成本，减少设备和基建总投资，

为企业带来更大的经济效益。

权利要求书2页 说明书10页 附图9页

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2020.07.14

CN 111406828 A

1.一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，其特征在于，包括前处理装置、浸出装置、

脱溶装置、粉碎包装装置、混合油蒸发装置、混合液蒸发装置和气体冷凝回收装置；所述前

处理装置与所述浸出装置连接，所述脱溶装置与所述浸出装置连接；所述粉碎包装装置与

所述脱溶装置连接，所述混合油蒸发装置和混合液蒸发装置通过分液器与所述浸出装置连

接；所述气体冷凝回收装置用于回收上述装置产生的不凝气体。

2.根据权利要求1所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，其特征在于，所述浸

出装置包括浸没式溶胀浸出器和箱链式浸出器；所述浸没式溶胀浸出器一端与所述前处理

装置连接，所述浸没式溶胀浸出器的另一端与所述箱链式浸出器连接；所述箱链式浸出器

与所述脱溶装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，其特征在于，所述脱

溶装置包括螺旋挤压机、卧式脱溶机和立式脱溶机；所述螺旋挤压机的一端与所述箱链式

浸出器连接，所述螺旋挤压机的另一端与所述卧式脱溶机连接，所述立式脱溶机分别与所

述卧式脱溶机和粉碎包装装置连接。

4.根据权利要求3所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，其特征在于，所述粉

碎包装装置包括粉碎机和包装机；所述粉碎机的一端与所述立式脱溶机连接，所述粉碎机

的另一端与所述包装机连接。

5.根据权利要求4所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，其特征在于，所述混

合油蒸发装置，包括混合油蒸发第一蒸发单元、混合油蒸发第二蒸发单元、混合油蒸发第三

蒸发单元；所述混合油蒸发第一蒸发单元采用MVR蒸发工艺，所述混合油蒸发第二蒸发单元

采用升膜蒸发器；所述混合油蒸发第三蒸发单元采用板式汽提塔；所述混合液蒸发装置，包

括混合液蒸发第一蒸发单元、混合液蒸发第二蒸发单元、混合液蒸发第三蒸发单元和混合

液蒸发第四蒸发单元；所述混合液蒸发第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作

为热源，所述混合液蒸发第二蒸发单元由所述混合液蒸发第一蒸发单元产生的二次蒸汽作

为热源，所述混合液蒸发第三蒸发单元采用MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩

机加压升温后作为混合液蒸发第三蒸发单元热源，所述混合液蒸发第四蒸发单元由水蒸汽

作为热源。

6.一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,其特征在于，包括以下步骤:

S1:原料大豆由输送设备进入前处理装置；

S2:预浸料由输送设备送入浸出装置；

S3:湿蛋白由输送设备送入脱溶装置；

S4:蛋白颗粒由输送设备送入粉碎包装装置；

S5:浸出液由浸没式溶胀浸出器溢流出来后由输送设备送入分液器；浸出液在分液器

内静止30～50分钟，混合油和混合液分层后由各自通道流出，形成含豆油20～35％的混合

油和含低聚糖5～15％的混合液，其中混合油进入混合油蒸发装置，混合液进入混合液蒸发

装置；

S6:上述S1～S5步骤中上述装置产生的二次蒸汽经过各自余热利用后，产生的不凝气

体进入气体冷凝回收装置。

7.根据权利要求6所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,其特征在于，在步骤

S1中，大豆首先经过清理设备进行清理除杂，固体杂质含量降到0.5％以下；除杂后的大豆

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经过加热设备加热到40～60℃之间，大豆表皮开裂；表皮开裂的大豆经过脱皮机脱除豆皮，

豆皮含量降到0.5％以下；脱皮后的大豆进入加热设备升温到60～70℃，停留调质时间40～

60分钟；升温调质后的大豆加工轧坯机挤压成豆坯，豆坯厚度0.25～0.35毫米。

8.根据权利要求6所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,其特征在于，在步骤

S2中，预浸料首先进入浸没式溶胀浸出器内，在浸没式溶胀浸出器内充满豆油含量20～

35％、低聚糖含量5～15％、温度40～60℃的混合溶剂充满溶胀浸出器的溶胀浸出段；预浸

料在溶胀浸出段与植物油抽提溶剂、乙醇、水组成的混合溶剂进行充分接触，预浸料中的部

分豆油溶解于植物油抽提溶剂中形成混合油；预浸料在浸没式溶胀浸出器内溶胀浸出时间

为10～60分钟；混合油和混合液形成的浸出液流入到分液器进行分离；溶胀后的预浸料进

入箱链式浸出器进行豆油、低聚糖浸出，浸出液对预浸料进行逆流连续喷淋浸出，在箱链式

浸出器进料端采用豆油含量20～35％、低聚糖含量5～15％、温度40～60℃的混合溶剂进行

浸出，在箱链式浸出器出料端采用植物油抽提溶剂:乙醇:水其比例为1:2:1；预浸料在箱链

式内溶胀浸出时间为150～300分钟；浸出后的混合溶剂的固体物料形成湿蛋白进入脱溶装

置。

9.根据权利要求6所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,其特征在于，在步骤

S3中，湿蛋白首先进入螺旋挤压机，通过螺杆的挤压和研磨作用，将湿蛋白含湿量由65％～

70％降低到55％～58％，挤出的挤压液重新回到箱链式浸出器，挤压后的湿蛋白首先进入

卧式烘干机，脱溶操作在真空-0.005～-0.01MPa状态下进行，出料温度70～80℃；含湿量为

35～40％；湿蛋白经过卧式干燥机烘干后，进入立式烘干机，湿蛋白在立式烘干机的层层盘

面上均匀铺开月2厘米的一层，并不断翻动，温度上升到80～90℃，在真空-0 .005～-

0.01MPa状态下进行脱溶、脱水，干燥后形成含水4～8％的蛋白颗粒，蛋白颗粒进入粉碎包

装装置。

10.根据权利要求6所述的一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,其特征在于，在步

骤S4中，蛋白颗粒首先经过风运冷却后送至粉碎机内，由粉碎机粉碎成100目的蛋白粉，蛋

白粉进入打包称进行打包，最后成为大豆浓缩蛋白产品。

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一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置及其工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及植物油料加工技术领域，尤其是用于大豆同时制备大豆浓缩蛋白、大

豆油、大豆低聚糖等产品的技术领域，具体的涉及一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置

及其工艺。

背景技术

[0002] 主流大豆制备大豆浓缩蛋白、大豆油、大豆低聚糖等产品的工艺都是分步进行的；

大豆首先采用非极性溶剂把油脂提取出来，生成大豆油和豆粕产品，豆粕再通过极性溶剂

把可溶性低聚糖提取出来，生成大豆低聚糖和大豆浓缩蛋白产品；主流大豆生产大豆油和

豆粕工艺技术采用的非极性溶剂主要为植物油抽提溶剂(GB  1886.52又名己烷类溶剂)，其

主要生产装置为前处理装置、浸出装置、脱溶装置、粉碎包装装置、混合油蒸发装置、气体冷

凝回收装置等六类装置组成，原料大豆进入前处理装置经过一系列处理，形成适合浸出装

置的预浸料(豆坯或膨化料)；预浸料进入浸出装置，在浸出器内经过非极性溶剂浸泡和喷

淋，把预浸料中的油脂溶解到非极性溶剂中形成混合油；浸出后的湿豆粕进入脱溶装置经

过立式蒸脱机烘干冷却，然后进入粉碎包装装置经过粉碎、包装成为豆粕产品；浸出后的混

合油进入混合油蒸发装置经过两次负压蒸发和汽提三道工序成为大豆油产品，所有装置中

产生的气体均进入气体冷凝回收装置经过冷凝器把气体冷凝成液体，循环利用；主流制备

大豆浓缩蛋白和大豆低聚糖产品的工艺技术中，其主要生产装置为前处理装置、浸出装置、

脱溶装置、粉碎包装装置、混合液蒸发装置、气体冷凝回收装置等六类装置组成，提取大豆

油后的豆粕进入前处理装置经过筛分，去除约10～15％的豆粕粉末形成预浸料，预浸料进

入浸出装置，在溶胀器和浸出器内经过极性溶剂浸泡和喷淋把预浸料中的可溶解的低聚糖

溶解到极性溶剂中形成混合液；浸出后的湿蛋白进入脱溶装置经过螺旋挤压机挤压脱水，

卧式干燥机和立式干燥机烘干，然后进入粉碎包装装置经过粉碎、包装成为大豆浓缩蛋白

产品；浸出后的混合液进入混合液蒸发装置经过多效蒸发、MVR蒸发和刮膜蒸发成为大豆低

聚糖产品，所有装置中产生的气体均进入气体冷凝回收装置经过冷凝器把气体冷凝成液

体，循环利用。

[0003] 主流大豆分步制备大豆浓缩蛋白、大豆油、大豆低聚糖等产品工艺的水蒸汽消耗

为3500～3800kg/t蛋白，电耗为350～400wk.h/t蛋白，浓缩蛋白出率为40～45％，由此可见

其能耗很高，浓缩蛋白出率比较低。

[0004] 从上述可知，从大豆制备大豆浓缩蛋白、大豆油、大豆低聚糖产品的加工工艺冗

长，所用装置繁多，部分装置重叠，占地面积较大，原料浪费较多，电能和水蒸汽等能源消耗

较高，加工企业的固定资产投资巨大，生产运营成本较高，企业利润率普遍偏低。

[0005] 基于上述问题的存在，目前科研人员进行了一系列有针对性的研究，其中优化工

艺过程、混合溶剂浸出、装置节能降耗是主要的发展方向，已有一些专利和文献报道，从所

公开的报道了解到，这些技术均侧重点比较单一、比较片面，没能把相关装置有机地融合在

一起，形成一套完整优化的工艺技术，用于指导企业生产经营。

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发明内容

[0006] 为了克服现今技术中存在侧重点比较单一、比较片面，没能把相关装置有机地融

合在一起的问题，本发明提供一种大幅度优化并缩短了大豆制备大豆浓缩蛋白、大豆油、大

豆低聚糖等产品的工艺过程，减少了装备数量，降低了水蒸汽消耗和电耗的混合溶剂提取

大豆有效成分的装置及其工艺。

[0007] 本发明一方面是通过下述技术方案来实现的。

[0008] 一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，包括前处理装置、浸出装置、脱溶装置、

粉碎包装装置、混合油蒸发装置、混合液蒸发装置、气体冷凝回收装置；所述前处理装置与

所述浸出装置连接，所述脱溶装置与所述浸出装置连接；所述粉碎包装装置与所述脱溶装

置连接，所述混合油蒸发装置和混合液蒸发装置通过分液器与所述浸出装置连接；所述气

体冷凝回收装置用于回收上述装置产生的不凝气体；能够降低湿蛋白中含湿率，减少湿蛋

白烘干所需能源，降低生产运行成本，减少设备和基建总投资，为企业带来更大的经济效

益。

[0009] 作为上述技术方案的进一步改进，所述浸出装置包括浸没式溶胀浸出器和箱链式

浸出器；所述浸没式溶胀浸出器一端与所述前处理装置连接，所述浸没式溶胀浸出器的另

一端与所述箱链式浸出器连接；所述箱链式浸出器与所述脱溶装置连接。

[0010] 作为上述技术方案的进一步改进，所述脱溶装置包括螺旋挤压机、卧式脱溶机和

立式脱溶机；所述螺旋挤压机的一端与所述箱链式浸出器连接，所述螺旋挤压机的另一端

与所述卧式脱溶机连接，所述立式脱溶机分别与所述卧式脱溶机和粉碎包装装置连接。

[0011] 作为上述技术方案的进一步改进，所述粉碎包装装置包括粉碎机和包装机；所述

粉碎机的一端与所述立式脱溶机连接，所述粉碎机的另一端与所述包装机连接。

[0012] 作为上述技术方案的进一步改进，所述混合油蒸发装置，包括混合油蒸发第一蒸

发单元、混合油蒸发第二蒸发单元、混合油蒸发第三蒸发单元；所述混合油蒸发第一蒸发单

元采用MVR蒸发工艺，所述混合油蒸发第二蒸发单元采用升膜蒸发器；所述混合油蒸发第三

蒸发单元采用板式汽提塔；所述混合液蒸发装置，包括混合液蒸发第一蒸发单元、混合液蒸

发第二蒸发单元、混合液蒸发第三蒸发单元和混合液蒸发第四蒸发单元；所述混合液蒸发

第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二次蒸汽作为热源，所述混合液蒸发第二蒸发单元

由所述混合液蒸发第一蒸发单元产生的二次蒸汽作为热源，所述混合液蒸发第三蒸发单元

采用MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩机加压升温后作为混合液蒸发第三蒸

发单元热源，所述混合液蒸发第四蒸发单元由水蒸汽作为热源。

[0013] 本发明另一方面是通过下述技术方案来实现的。

[0014] 一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,包括以下步骤:

[0015] S1:原料大豆由输送设备进入前处理装置；

[0016] S2:预浸料由输送设备送入浸出装置；

[0017] S3:湿蛋白由输送设备送入脱溶装置；

[0018] S4:蛋白颗粒由输送设备送入粉碎包装装置；

[0019] S5:浸出液由浸没式溶胀浸出器溢流出来后由输送设备送入分液器；浸出液在分

液器内相对静止30～50分钟，混合油和混合液分层后由各自通道流出，形成含豆油20～

35％的混合油和含低聚糖5～15％的混合液，其中混合油进入混合油蒸发装置，混合液进入

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混合液蒸发装置；

[0020] S6:上述S1～S5步骤中上述装置产生的二次蒸汽经过各自余热利用后，产生的不

凝气体进入气体冷凝回收装置。

[0021] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S1中，大豆首先经过清理设备进行清理

除杂，固体杂质含量降到0.5％以下；除杂后的大豆经过加热设备加热到40～60℃之间，大

豆表皮开裂；表皮开裂的大豆经过脱皮机脱除豆皮，豆皮含量降到0.5％以下；脱皮后的大

豆进入加热设备升温到60～70℃之间，停留调质时间40～60分钟之间；升温调质后的大豆

加工轧坯机挤压成豆坯，豆坯厚度0.25～0.35毫米之间。

[0022] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S2中，预浸料首先进入浸没式溶胀浸出

器内，在浸没式溶胀浸出器内充满豆油含量20～35％、低聚糖含量  5～15％、温度40～60℃

的混合溶剂充满溶胀浸出器的溶胀浸出段；预浸料在溶胀浸出段与植物油抽提溶剂、乙醇、

水组成的混合溶剂进行充分接触，预浸料中的部分豆油溶解于植物油抽提溶剂中形成混合

油，预浸料中的蛋白质遇乙醇发生醇变反应，由亲水性，转变为憎水性，吸水溶胀；预浸料中

的部分低聚糖溶解于水中形成混合液；预浸料在浸没式溶胀浸出器内溶胀浸出时间为10～

60分钟；混合油和混合液形成的浸出液流入到分液器进行分离；溶胀后的预浸料进入箱链

式浸出器进行豆油、低聚糖浸出，浸出液对预浸料进行逆流连续喷淋浸出，在箱链式浸出器

进料端采用豆油含量20～35％、低聚糖含量5～15％、温度40～60℃的混合溶剂进行浸出，

在箱链式浸出器出料端采用植物油抽提溶剂:乙醇:水其比例为1:2:1、温度40～60℃的新

鲜混合溶剂进行最后的浸出；预浸料在箱链式内溶胀浸出时间为150～300分钟；浸出后的

含一定混合溶剂的固体物料形成湿蛋白进入脱溶装置。

[0023] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S3中，湿蛋白首先进入螺旋挤压机，通过

螺杆的挤压和研磨作用，将湿蛋白含湿量由65％～70％降低到  55％～58％，挤出的挤压液

重新回到箱链式浸出器，挤压后的湿蛋白首先进入卧式烘干机，脱溶操作在真空-0.005～-

0.01MPa状态下进行，出料温度  70～80℃左右；含湿量为35～40％；湿蛋白经过卧式干燥机

烘干后，进入立式烘干机，湿蛋白在立式烘干机的层层盘面上均匀铺开月2厘米的一层，并

不断翻动，温度上升到80～90℃，在真空-0.005～-0.01MPa状态下进行脱溶、脱水，干燥后

形成含水4～8％的蛋白颗粒，蛋白颗粒进入粉碎包装装置。

[0024] 作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S4中，蛋白颗粒首先经过风运冷却后送

至粉碎机内，由粉碎机粉碎成100目的蛋白粉，蛋白粉进入打包称进行打包，最后成为大豆

浓缩蛋白产品。

[0025] 从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

[0026] 原料大豆进入前处理装置经过一系列处理，形成适合浸出装置的预浸料  (豆坯或

膨化料)；预浸料进入浸出装置，浸出后的湿蛋白进入脱溶装置并形成蛋白颗粒，浸出后的

油脂和低聚糖浸出液通过分液器分开，其中含有油脂的植物油抽提溶剂进入混合油蒸发装

置经过MVR蒸发、负压蒸发和汽提工序成为大豆油产品；经过分液器分离的含低聚糖的乙醇

水溶液进入混合液蒸发装置经过多效蒸发、MVR蒸发和刮膜蒸发成为大豆低聚糖产品。本发

明水蒸汽消耗和电耗降幅非常大，大豆制备浓缩蛋白总的水蒸汽消耗约为1300～  1500kg/

t蛋白，电耗为280～320wk.h/t蛋白，浓缩蛋白出率为45～50％，对比主流大豆制备大豆浓

缩蛋白总的水蒸汽消耗下降60％，电耗下降20％，浓缩蛋白出率提高5～8％；本发明大幅度

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优化并缩短了大豆制备大豆浓缩蛋白、大豆油、大豆低聚糖等产品的工艺过程，减少了装备

数量，降低了水蒸汽消耗和电耗，提高了产品出率，节约了装备、土地和厂房等等建设投资，

同时大幅度降低了企业的生产经营成本，为企业带来更大的经济效益。

附图说明

[0027] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中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。

[0028] 图1为本发明具体实施方式的结构示意图；

[0029] 图2是本发明的浸没式溶胀萃取器的剖视结构示意图；

[0030] 图3是本发明的浸没式溶胀萃取器的平面结构示意图；

[0031] 图4是本发明的传动链条和推料板运行剖视结构示意图；

[0032] 图5是本发明的传动链条和推料板运行平面结构示意图；

[0033] 图6是本发明的溢流装置剖视结构示意图；

[0034] 图7是本发明的溢流装置右视结构示意图；

[0035] 图8是本发明的传动链条三维模拟图；

[0036] 图9是本发明的推料板三维模拟图；

[0037] 图10是本发明的传动链条和推料板组合三维模拟图；

[0038] 图11是本发明的溢流装置三维模拟图；

[0039] 图12是本发明的蒸发器结构示意图；

[0040] 图13是本发明的蒸发器三维模拟图；

[0041] 图14是本发明的上管箱三维模拟图；

[0042] 图15是本发明的溢流堰型分布器三维模拟图；

[0043] 图16是本发明的多孔流型分布器三维模拟图；

[0044] 图17是本发明的管式降膜蒸发装置示意图。

[0045] 1.供料泵；2.换热器一；3.第一蒸发器A；4.第一蒸发器B；5.闪发箱一；  6.循环泵

一；7.换热器二；8.第二蒸发器A；9.第二蒸发器B；10.闪发箱二；  11.循环泵二；12.换热器

三；13.加热器；14.第三蒸发器A；15.第三蒸发器B；  16.闪发箱三；17.循环泵三；18.机械压

缩机；19.刮膜蒸发器；20.闪发箱四；  21.接收罐；22.供料泵；23.循环管；24.进液管；25.进

汽管；26.蒸发管；27. 壳体；28.下管板；29.下箱体；30.上箱体；31.溢流堰型分布器；32.多

孔流型分布器；33.上管板；34.折流板；35.不凝气管；36.气液混合管；37.弧形板；38.从动

轴；39.机尾段；40.推料板；41.传动链条；42.溶胀萃取段；43.  进料口；44.进液口；45.弯曲

段；46.沥干段；47.机头段；48.传动装置；49.  主动轴；50.主动链轮；51.出料口；52.溢流装

置；53.隔板；54.从动链轮；  55.上腔体；56.立式筋板；57.壳体；58.下腔体；59.滤板；60.溢

流口。

具体实施方式

[0046] 为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施

例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅

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仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

[0047] 参考图1所示，本发明的一方面提供一种混合溶剂提取大豆有效成分的装置，包括

前处理装置、浸出装置、脱溶装置、粉碎包装装置、混合油蒸发装置、混合液蒸发装置、气体

冷凝回收装置；所述前处理装置与所述浸出装置连接，所述脱溶装置与所述浸出装置连接；

所述粉碎包装装置与所述脱溶装置连接，所述混合油蒸发装置和混合液蒸发装置通过分液

器与所述浸出装置连接；所述气体冷凝回收装置用于回收上述装置产生的不凝气体。在使

用时，原料大豆进入前处理装置经过一系列处理，形成适合浸出装置的预浸料  (豆坯或膨

化料)；预浸料进入浸出装置，浸出后的湿蛋白进入脱溶装置并形成蛋白颗粒，蛋白颗粒进

入粉碎包装装置经过粉碎、包装成为大豆浓缩蛋白产品；浸出后的油脂和低聚糖浸出液通

过分液器分开，其中含有油脂的植物油抽提溶剂进入混合油蒸发装置经过MVR蒸发、负压蒸

发和汽提工序成为大豆油产品；经过分液器分离的含低聚糖的乙醇水溶液进入混合液蒸发

装置经过多效蒸发、MVR蒸发和刮膜蒸发成为大豆低聚糖产品。

[0048] 所述浸出装置包括浸没式溶胀浸出器和箱链式浸出器；所述浸没式溶胀浸出器一

端与所述前处理装置连接，所述浸没式溶胀浸出器的另一端与所述箱链式浸出器连接；所

述箱链式浸出器与所述脱溶装置连接；在使用时，所述浸没式溶胀浸出器全部充满混合溶

剂，预浸料完全浸没在混合溶剂中，预浸料与混合溶剂充分接触，同时部分预浸料中的可溶

解的油脂、低聚糖溶解于混合溶剂中，达到了浸出的目的(既经过混合溶剂浸泡和喷淋把预

浸料中的蛋白质、油脂、低聚糖同时分开)，浸出后的湿蛋白进入脱溶装置；箱链式浸出器能

提高浸出率，降低有效成分残留，浸出器采用真空沥干技术，降低湿蛋白中含湿率，减少湿

蛋白烘干所需能源，降低生产运行成本，减少设备和基建总投资，为企业带来更大的经济效

益。

[0049] 参考图2-11所示，所述浸没式溶胀浸出器，包括机头段47、沥干段46、弯曲段45、溶

胀萃取段42、机尾段39形成的密闭空间以及传动装置48和推料板40；所述溶胀萃取段42上

设置有进料口43和进液口44；所述溶胀萃取段42内设置有隔板53并将所述溶胀萃取段42和

沥干段46分为上腔体  55和下腔体58；所述推料板40设置于浸没式溶胀萃取器内并通过所

述传动装置48驱动，所述沥干段46的下部设置有出料口51。本浸没式溶胀萃取器在封闭空

间内，沿着上腔体进入下腔体，延长溶胀时间；所述溶胀萃取段42  和机尾段39全部充满乙

醇水溶液，豆粕完全浸没在乙醇水溶液中，豆粕与乙醇水溶液充分接触，溶胀完全，同时部

分豆粕中的可溶解的低聚糖溶解于乙醇水溶液中，达到了萃取的目的。

[0050] 所述传动装置48包括从动轴38、传动链条41、主动轴49、主动链轮  50和从动链轮

54；所述从动轴38和从动链轮54设置于所述机尾段39，所述主动轴49和主动链轮50设置于

所述机头段47；所述从动链轮54和主动链轮50通过所述传动链条41联动且所述传动链条41

与所述推料板40连接；所述从动轴38、推料板40、传动链条41、主动轴49、主动链轮50和从动

链轮54组成一个完整的往复运行系统，推动豆粕运动；其中，所述传动链条  41与所述推料

板40的采用立式筋板56连接，一方面能够增加连接强度，另一方面方便推料板40的拆装。

[0051] 所述推料板40上设置有若干通孔，进而方便乙醇水溶液的流通。

[0052] 所述弯曲段45设置溢流装置52，所述溢流装置52设置有滤板59和溢流口60。在使

用时，溶胀萃取段42内乙醇水溶液充满后，多余乙醇水溶液会从溢流装置52的溢流口60排

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出，溢流装置52上设置的滤板59，确保溢流的液体不含有大的颗粒物，优选的所述滤板采用

可拆卸式；同时溢流管装置上设置有反冲洗装置(附图中未示出)，对滤板59定期进行反冲

洗，确保滤板59不堵塞。

[0053] 所述沥干段46与水平倾角为10～60°，既能保证溶胀萃取段42乙醇水溶液不能从

出料口51流出，同时豆粕间的游离乙醇水溶液能够在重力作用下与豆粕分离。

[0054] 所述机尾段39设置弧形板37，防止机尾段39存料。

[0055] 所述脱溶装置包括螺旋挤压机、卧式脱溶机和立式脱溶机；所述螺旋挤压机的一

端与所述箱链式浸出器连接，所述螺旋挤压机的另一端与所述卧式脱溶机连接，所述立式

脱溶机分别与所述卧式脱溶机和粉碎包装装置连接；在使用时，通过螺旋挤压机挤压出来

的液体替代部分新鲜混合溶剂喷入浸出器内，减少新鲜混合溶剂的用量，节约能源，经过螺

旋挤压机脱水，卧式干燥机和立式干燥机烘干形成蛋白颗粒，蛋白颗粒进入粉碎包装装置。

[0056] 所述粉碎包装装置包括粉碎机和包装机；所述粉碎机的一端与所述立式脱溶机连

接，所述粉碎机的另一端与所述包装机连接，粉碎包装装置经过粉碎、包装成为大豆浓缩蛋

白产品。

[0057] 所述混合油蒸发装置，包括混合油蒸发第一蒸发单元、混合油蒸发第二蒸发单元、

混合油蒸发第三蒸发单元；所述混合油蒸发第一蒸发单元采用MVR  蒸发工艺，其产生的二

次蒸汽经过机械压缩机加压升温后作为混合油蒸发第二蒸发单元热源，所述混合油蒸发第

二蒸发单元采用升膜蒸发器，由水蒸汽作为热源，在一定真空下进行蒸发；所述混合油蒸发

第三蒸发单元采用板式汽提塔，在一定真空下，由水蒸汽分压置换植物油抽提溶剂蒸气分

压，混合油中植物油抽提溶剂更易蒸发，达到脱除豆油中残留植物油抽提溶剂的目的。

[0058] 所述混合液蒸发装置，包括混合液第一蒸发单元、混合液第二蒸发单元、混合液第

三蒸发单元和混合液第四蒸发单元；所述混合液第一蒸发单元由湿蛋白烘干工序产生的二

次蒸汽作为热源，所述混合液第二蒸发单元由所述混合液第一蒸发单元产生的二次蒸汽作

为热源，所述混合液第三蒸发单元采用  MVR蒸发工艺，其产生的二次蒸汽经过机械压缩机

加压升温后作为混合液第三蒸发单元热源，所述混合液第四蒸发单元由水蒸汽作为热源；

所述混合液第一蒸发单元、混合液第二蒸发单元和混合液第三蒸发单元的蒸发器均采用两

段式管式降膜蒸发器；本混合液蒸发装置确保混合液和高温热源充分换热，提高了热效率；

高温热源和稀糖浆温差小，蒸发管液体分布均匀，糖浆不易糊化挂壁。

[0059] 参考图12-17所示，在上述实施例中，两段式管式降膜蒸发器，包括壳体27，以及设

置于所述壳体27上的进液管24、进气管25、蒸发管26、下管板28、下箱体29、上箱体30、液体

分布器、上管板33、折流板34、不凝气管35和气液混合管36；所述进液管24设置于所述壳体

27的上部一侧且与所述上箱体30连通，所述液体分布器设置于所述上箱体30的下部且位于

所述上管板33的上部；所述进气管14设置于所述壳体27的一侧且位于所述上管板33的下

部，所述下管板28设置于所述壳体27的下部，所述下箱体  29设置于所述壳体27的底部且位

于所述下管板28的下部，所述折流板34  设置有若干个，若干个折流板34均布于所述上管板

33和下管板28之间，所述不凝气管35设置于所述壳体27的一侧且位于所述下管板28的上

部，所述气液混合管36设置于所述壳体27的一侧且与所述下箱体29连接，所述蒸发管26的

上部与所述上管板33连接，所述蒸发管26的下部与所述下管板28  连接；所述壳体27的顶部

还设置有循环管23，所述循环管23与所述上箱体  30连接。

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[0060] 在上述实施例中，所述液体分布器包括溢流堰型分布器31和多孔流型分布器32；

所述溢流堰型分布器31设置于所述上箱体30的下部，所述多孔流型分布器32设置于所述溢

流堰型分布器31的下部，所述上管板33设置于所述多孔流型分布器32的下部。

[0061] 管式降膜蒸发器在使用时，作为原料的稀糖浆由从进液管24进入蒸发器的上箱体

30内，稀糖浆首先通过溢流堰型分布器31进行布液，然后落入多孔流型分布器32再次布液，

最后落到蒸发管上管板33上面，均匀流入蒸发管26内表面进行蒸发；蒸发管26内表面上的

稀糖浆与从蒸发器的进汽管25  进入蒸发器壳体27内的高温热源进行间壁换热，稀糖浆内

的乙醇和水吸热汽化，形成蒸汽；蒸发形成的汽液混合物由蒸发器下箱体29的气液混合管

36  进入下道工序；下箱体29也能暂存部分糖浆，由循环泵11把一部分糖浆通过循环管23送

入蒸发器的上箱体30，进行强制循环蒸发；进入蒸发器壳体  27的高温热源在壳体27内经过

数块折流板34与蒸发管26内的稀糖浆充分换热后，从不凝气体管24排出，该汽体进入下道

工序，能够确保蒸发管26  液体分布均匀，稀糖浆和高温热源充分换热，提高了热效率，糖浆

不易糊化挂壁。

[0062] 在上述实施例中，所述第一蒸发单元包括供料泵1，换热器一2，第一蒸发器A3，第

一蒸发器B4，闪发箱一5，循环泵一6；所述供料泵1与所述换热器一2连接，所述第一蒸发器

A3的壳体与所述第一蒸发器B4的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，所述第一蒸发器

A3的管程与第一蒸发器B4 的管程通过中间接管连通并形成串联结构；为了实现第一蒸发

器A3、第一蒸发器B4两个蒸发器共用一个闪发箱一5的目的，使其布局更加紧凑，所述第一

蒸发器B4的管程与闪发箱一5通过中间接管连通并形成串联结构；所述换热器一2的壳体与

第一蒸发器B4的壳体通过中间接管连通并形成串联结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的

稀糖浆加热；所述循环泵一6的一侧与所述第一蒸发器B4连通，循环泵一6的另一侧分别与

所述第一蒸发器A3和第二蒸发单元连接。

[0063] 所述第二蒸发单元包括换热器二7，第二蒸发器A8，第二蒸发器B9，闪发箱二10和

循环泵二11；所述换热器二7的一侧与所述循环泵一6连接，所述换热器二7的另一侧与所述

第二蒸发器A8连接，所述第二蒸发器A8的壳体与所述第二蒸发器B9的壳体通过中间接管连

通并形成串联结构，所述第二蒸发器A8的管程与第二蒸发器B9的管程通过中间接管连通并

形成串联结构；为了实现第二蒸发器A8，第二蒸发器B9两个蒸发器共用一个闪发箱二  10的

目的，使其布局更加紧凑，所述第二蒸发器B9的管程与闪发箱二10通过中间接管连通并形

成串联结构；所述换热器二7的壳体与第二蒸发器B9的壳体通过中间接管连通并形成串联

结构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述循环泵二11的一侧与所述第二蒸

发器B9连通，循环泵二11 的另一侧分别与所述第二蒸发器A8和第三蒸发单元连接。

[0064] 所述第三蒸发单元包括换热器三12，加热器13，第三蒸发器A14，第三蒸发器B15，

闪发箱三16，循环泵三17和机械压缩机18；所述换热器三12  的一侧与所述循环泵二11连

接，所述换热器三12的另一侧与所述加热器13  连接，所述加热器13与所述第三蒸发器A14

连接，所述第三蒸发器A14的壳体与所述第三蒸发器B15的壳体通过中间接管连通并形成串

联结构，所述第三蒸发器A14的管程与第三蒸发器B15的管程通过中间接管连通并形成串联

结构；为了实现第三蒸发器A14，第三蒸发器B15，两个蒸发器共用一个闪发箱三16的目的，

使其布局更加紧凑，所述第三蒸发器B15的管程与闪发箱三16通过中间接管连通并形成串

联结构；所述换热器三12的壳体与第三蒸发器B15的壳体通过中间接管连通并形成串联结

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构，使蒸发器的不凝气体为蒸发前的稀糖浆加热；所述机械压缩机18分别与所述第三蒸发

器A14和闪发箱三16连接，所述循环泵三17的一侧与所述第三蒸发器B15连通，循环泵三11

的另一侧分别与所述第三蒸发器A14和第四蒸发单元连接。

[0065] 所述第四蒸发单元包括刮膜蒸发器19，闪发箱四20，接收罐21，供料泵22；所述刮

膜蒸发器19一侧与所述循环泵三17连接，所述闪发箱四20  和接收罐21分别与所述刮膜蒸

发器19连接，所述供料泵22与所述接收罐21连接。

[0066] 本混合溶剂提取大豆装置确保高温热源充分换热，提高了热效率；蒸发管液体分

布均匀，不易糊化挂壁。

[0067] 本发明的第二方面提供一种混合溶剂提取大豆有效成分的工艺,包括如下步骤:

[0068] S1:原料大豆由输送设备进入前处理装置；大豆首先经过清理设备进行清理除杂，

固体杂质含量降到0.5％以下；除杂后的大豆经过加热设备加热到  40～60℃之间，大豆表

皮开裂；表皮开裂的大豆经过脱皮机脱除豆皮，豆皮含量降到0.5％以下；脱皮后的大豆进

入加热设备升温到60～70℃之间，停留调质时间40～60分钟之间；升温调质后的大豆加工

轧坯机挤压成豆坯，豆坯厚度0.25～0.35毫米之间；依据大豆浓缩蛋白产品用途不同，豆坯

还可以经过膨化机膨化成多孔的膨化料，豆坯或者膨化料作为预浸料进入后道浸出装置，

继续加工；

[0069] S2:预浸料由输送设备送入浸出装置；预浸料首先进入浸没式溶胀浸出器内，在浸

没式溶胀浸出器内充满豆油含量20～35％、低聚糖含量5～15％、温度40～60℃的混合溶剂

充满溶胀浸出器的溶胀浸出段；预浸料在溶胀浸出段与植物油抽提溶剂、乙醇、水组成的混

合溶剂进行充分接触，预浸料中的部分豆油溶解于植物油抽提溶剂中形成混合油，预浸料

中的蛋白质遇乙醇发生醇变反应，由亲水性，转变为憎水性，同时吸水溶胀；预浸料中的部

分低聚糖溶解于水中形成混合液；预浸料在浸没式溶胀浸出器内溶胀浸出时间为  10～60

分钟；混合油和混合液形成的浸出液流入到分液器进行分离；溶胀后的预浸料进入箱链式

浸出器进行豆油、低聚糖浸出，浸出液对预浸料进行逆流连续喷淋浸出，在箱链式浸出器进

料端采用豆油含量20～35％、低聚糖含量5～15％、温度40～60℃的混合溶剂进行浸出，在

箱链式浸出器出料端采用植物油抽提溶剂:乙醇:水＝1:2:1、温度40～60℃的新鲜混合溶

剂进行最后的浸出；预浸料在箱链式内溶胀浸出时间为150～300分钟；浸出后的含一定混

合溶剂的固体物料形成湿蛋白进入脱溶装置；

[0070] S3:湿蛋白由输送设备送入脱溶装置；湿蛋白首先进入螺旋挤压机，通过螺杆的挤

压和研磨作用，将湿蛋白含湿量由65％～70％降低到55％～58％，从而减轻后续烘干设备

负荷，缩短脱溶时间，减少蛋白质热变性，同时湿蛋白由片状(膨化料由大颗粒形成小颗粒)

变为小颗粒，增加表面积，便于脱除乙醇；挤出的挤压液重新回到箱链式浸出器，替代部分

新鲜混合溶剂，节约能源；挤压后的湿蛋白首先进入卧式烘干机，在卧式烘干机内物料不停

的翻腾，与干燥圆盘实现连续的短时接触，即避免了长时间接触颜色变化的问题，又提高了

干燥脱溶的效果；脱溶操作在真空(-0.005～-0.01MPa)状态下进行，可以降低乙醇溶液的

沸点，减少蛋白质的热变性。经过以上操作有效脱除湿蛋白中的乙醇和水，出料温度70～80

℃左右；含湿量为35～40％左右；湿蛋白经过卧式干燥机烘干后，进入立式烘干机，湿蛋白

在立式烘干机的层层盘面上均匀铺开月2厘米的一层，并不断翻动，温度上升到80～  90℃，

在真空(-0.005～-0.01MPa)状态下进行脱溶、脱水，干燥后形成含水4～8％的蛋白颗粒，蛋

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白颗粒进入粉碎包装装置；卧式烘干机和立式烘干机产生的二次蒸汽全部用于混合液蒸发

装置内第一蒸发单元的高温热源，充分利用后的不凝气体再去冷凝器冷凝，冷凝液循环利

用；

[0071] S4:蛋白颗粒由输送设备送入粉碎包装装置；蛋白颗粒首先经过风运冷却后送至

超微粉碎机内，由超微粉碎机粉碎成100目的蛋白粉，蛋白粉进入打包称进行打包，最后成

为大豆浓缩蛋白产品；

[0072] S5:浸出液由浸没式溶胀浸出器溢流出来后由输送设备送入分液器；浸出液中主

要包含植物油抽提溶剂、豆油、乙醇、水、大豆低聚糖等五种液体，其中植物油抽提溶剂和豆

油互溶形成混合油，乙醇、水和大豆低聚糖互溶形成混合液，混合油和混合液静止一段时间

后由于密度不同而分层，分液器利用混合油和混合液的这种性质设计而成；浸出液在分液

器内相对静止30～50  分钟，混合油和混合液分层后由各自通道流出，形成含豆油20～35％

的混合油和含低聚糖5～15％的混合液，其中混合油进入混合油蒸发装置，混合液进入混合

液蒸发装置；

[0073] 所述含豆油20～35％的40～60℃的混合油进入混合油蒸发装置；混合油首先进入

混合油第一蒸发单元进行蒸发浓缩，蒸发的启动热源为水蒸汽，一旦蒸发稳定后，其蒸发产

生的二次蒸汽经过机械压缩机进行加压升温到80～  90℃，然后送入混合油第一蒸发单元

壳程，作为混合油第一蒸发单元热源支持混合油第一蒸发单元蒸发浓缩；混合油第一蒸发

单元的蒸发温度为60～  70℃，真空度为0.0～-0.02MPa；混合油第一蒸发单元的不凝气体

去气体冷凝回收装置冷凝回收；经混合油第一蒸发单元浓缩后浓度为50～70％的70～  80

℃混合液进入混合油第二蒸发单元，继续浓缩；浓度为50～70％的70～  80℃混合油进入混

合油第二蒸发单元进行蒸发浓缩，蒸发热源为水蒸汽；蒸发温度为100～110℃，真空度为-

0 .04～-0 .06MPa，蒸发产生二次蒸汽去气体冷凝回收装置冷凝回收；浓缩后浓度为85～

95％的混合油进入混合油第三蒸发单元，继续浓缩；浓度为95～98％的100～110℃混合油

进入混合油第三蒸发单元进行蒸发浓缩；混合油第三蒸发单元真空度为-0.06～-0.08MPa，

蒸发温度110～120℃，混合油中通入一定量的水蒸汽，利用水蒸汽分压置换植物油抽提溶

剂蒸气分压，混合油中植物油抽提溶剂更易蒸发，达到脱除豆油中残留植物油抽提溶剂的

目的；蒸发产生二次蒸汽去气体冷凝回收装置冷凝回收；浓缩后浓度为99.5～99.9％的成

为大豆油，此大豆油经过精炼后可以食用；

[0074] S6:含低聚糖5～15％的混合液进入混合液蒸发装置；混合液首先送入混合液第一

蒸发单元进行蒸发浓缩，蒸发热源为湿蛋白烘干工序时产生的90～  110℃二次蒸汽，蒸发

温度为70～80℃，真空度为0～-0.03MPa，蒸发产生的二次蒸汽作为第二蒸发单元的热源进

入混合液第二蒸发单元壳程；浓度为  12～15％的70～80℃混合液进入混合液第二蒸发单

元，继续浓缩；混合液进入混合液第二蒸发单元进行蒸发浓缩，蒸发热源为混合液第一蒸发

单元蒸发产生的70～80℃的二次蒸汽；蒸发温度为45～55℃，真空度为-0 .060～  -

0.08MPa，蒸发产生二次蒸汽去气体冷凝回收装置冷凝回收；浓缩后浓度为  25～35％的混

合液进入混合液第三蒸发单元，继续浓缩；浓度为25～35％的混合液进入混合液第三蒸发

单元进行蒸发浓缩，混合液首先加热至70～80℃，然后进入蒸发器蒸发浓缩，蒸发的启动热

源为水蒸汽，一旦蒸发稳定后，其蒸发产生的二次蒸汽经过机械压缩机进行加压升温到90

～100℃，然后送入混合液第三蒸发单元壳程，作为混合液第三蒸发单元热源支持第三蒸发

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单元蒸发；混合液第三蒸发单元的蒸发温度为70～80℃，真空度为0.0～  -0.02MPa，蒸发产

生的不凝气体去气体冷凝回收装置冷凝回收；浓缩后的浓度为45～55％的混合液进入混合

液第四蒸发单元，调节糖浆浓度；浓度45～  55％的70～80℃混合液进入混合液第四蒸发费

用进行蒸发浓缩，蒸发的热源为水蒸汽，蒸发温度为55～65℃，真空度为-0.08～-0.10MPa，

蒸发产生的不凝气体去气体冷凝回收装置冷凝回收；浓缩后的浓度为55～60％的低聚糖送

入低聚糖储罐形成低聚糖产品进行长期储存；

[0075] S7:上述S1～S6步骤中所有装置产生的二次蒸汽经过各自余热利用后，产生的不

凝气体进入气体冷凝回收装置；不凝气体首先进入各自的冷凝器的壳程，冷凝器管程通有

温度为20～30℃循环冷却水，不凝气体与循环冷却水通过换热管进行热量交换，不凝气体

中的可凝部分冷凝成为40～50℃液体，循环利用；

[0076] 上述S7步骤中产生的40～50℃液体分别为植物油抽提溶剂和乙醇水溶液两种液

体，已经生产实践最优新鲜混合溶剂配比为植物油抽提溶剂:乙醇: 水＝1:2:1。

[0077] 本发明水蒸汽消耗和电耗降幅非常大，大豆制备浓缩蛋白总的水蒸汽消耗约为

1300～1500kg/t蛋白，电耗为280～320wk.h/t蛋白，浓缩蛋白出率为45～50％，对比主流大

豆制备大豆浓缩蛋白总的水蒸汽消耗下降60％，电耗下降20％，浓缩蛋白出率提高5～8％；

本发明大幅度优化并缩短了大豆制备大豆浓缩蛋白、大豆油、大豆低聚糖等产品的工艺过

程，减少了装备数量，降低了水蒸汽消耗和电耗，提高了产品出率，节约了装备、土地和厂房

等等建设投资，大幅度降低了企业的生产经营成本，为企业带来更大的经济效益。

[0078] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他

实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0079] 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第

四”等(如果存在)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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在

这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

[0080] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的

一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明

将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一

致的最宽的范围。

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