公告信息：
1棕櫚油結(jié)晶特點(diǎn)
由于組成棕櫚油甘三酯的脂肪酸碳鏈長(zhǎng)度、不飽和程度、雙鍵的構(gòu)型和位置及各脂肪酸在甘三酯中的分布不同,使各種甘三酯組分在物理和化學(xué)性質(zhì)上存在差別。分提就是在一定溫度下利用構(gòu)成油脂的各種甘三酯的熔點(diǎn)差異及溶解度的不同,將油脂分為固、液兩部分的過(guò)程。
油脂的結(jié)晶過(guò)程可分為3個(gè)階段:①熔融油脂的過(guò)冷卻、過(guò)飽和;②晶核的形成;③脂晶的成長(zhǎng)。過(guò)飽和形成的濃度差是晶核形成、晶型轉(zhuǎn)化和各種脂晶成長(zhǎng)的推動(dòng)力。
棕櫚油生產(chǎn)過(guò)程中,固態(tài)脂和液態(tài)油的熔點(diǎn)及得率,取決于脂晶是否穩(wěn)定和是否具有良好的過(guò)濾性。而脂晶是否穩(wěn)定取決于脂晶的晶型。脂晶的晶型則是由冷卻速率和結(jié)晶溫度決定的。飽和度較高的甘三酯受冷由液相變?yōu)楣滔噙M(jìn)行晶格排列時(shí),逐步放出結(jié)晶熱。依結(jié)晶熱的熱量由小到大,一般有3～4種晶型。即α型、β′型及β型。當(dāng)液態(tài)油經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的過(guò)冷、過(guò)飽和而進(jìn)行有規(guī)則的晶格排列時(shí),首先生成α型晶核。當(dāng)冷卻溫度達(dá)到α晶型的凝固點(diǎn)時(shí),α型脂晶開(kāi)始形成。再經(jīng)過(guò)降溫和恒溫的過(guò)程,α型脂晶由垂直的晶胞轉(zhuǎn)化成具有不同傾斜角的晶胞而形成β′型脂晶。β′型脂晶是棕櫚油最穩(wěn)定的晶型。但是,當(dāng)甘三酯由熔融態(tài)迅速冷卻時(shí),由于結(jié)晶熱釋放不完全,在達(dá)到固液相平衡的狀態(tài)下,會(huì)形成不完全是晶體的γ型玻璃質(zhì)體。γ型玻璃質(zhì)體則不具有良好的過(guò)濾性。
因而,在控制冷卻速率和結(jié)晶溫度,最大限度的不形成或少形成γ型晶體的前提下,提高結(jié)晶速度、縮短結(jié)晶時(shí)間,是提高棕櫚油分提生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。
2工藝流程及說(shuō)明
2.1工藝流程見(jiàn)(圖1)。
2.2工藝說(shuō)明
2.2.1破晶
將經(jīng)過(guò)前處理的棕櫚原油加熱到75～85℃,泵入結(jié)晶罐中,靜置一段時(shí)間。這樣做的目的是:油脂在精制、輸送過(guò)程中,有時(shí)油溫低于固態(tài)脂凝固點(diǎn)時(shí)也會(huì)析出晶體,由于這部分晶體是在非勻速降溫過(guò)程中析出的,晶型各異,晶粒大小不一,當(dāng)轉(zhuǎn)入冷凍結(jié)晶階段后,會(huì)影響脂晶的均勻成長(zhǎng)和成熟。
2.2.2速冷
開(kāi)啟攪拌裝置,轉(zhuǎn)速控制在12～15r/min。采用快速冷卻的方式將油脂溫度降到30℃左右。這樣做的依據(jù)是:經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)證明,在70～30℃的降溫過(guò)程中,晶核尚未形成,因此可將降溫速度加快,縮短降溫時(shí)間。
2.2.3緩慢冷卻
這一階段是α晶核形成初期,緩慢冷卻和慢速攪拌是形成α晶核的關(guān)鍵條件。將攪拌裝置轉(zhuǎn)速降到10r/min。用緩慢冷卻的方式將油脂溫度降到20～25℃。
2.2.4恒溫
當(dāng)溫度緩慢冷卻到20～25℃后,在該溫度下恒溫一段時(shí)間。
2.2.5二次緩慢冷卻
在20～25℃的溫度下恒溫一段時(shí)間后,將油脂溫度再緩慢冷卻到16～18℃。
2.2.6二次恒溫
當(dāng)油脂溫度達(dá)到16～18℃后,在此溫度下再維持2～3h。此時(shí)由于結(jié)晶放熱,油脂溫度會(huì)回升0.5～1℃。
2.2.7三次緩慢冷卻
在16～18℃的狀態(tài)下維持一段時(shí)間后,用1～2h的時(shí)間將油脂溫度再降到14～16℃。這樣做的目的是:這一階段是α型脂晶晶型轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;′型脂晶晶型時(shí)期,慢速降溫的目的是保證α型脂晶晶型完全轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;′型脂晶,防止出現(xiàn)γ型玻璃質(zhì)體。
2.2.8養(yǎng)晶
停止攪拌,養(yǎng)晶一段時(shí)間。此時(shí)由于脂晶大量放熱,油脂溫度會(huì)回升1.5～2.5℃。
3主要設(shè)備性能介紹
3.1結(jié)晶罐
結(jié)晶罐是給脂晶提供適宜結(jié)晶條件的設(shè)備。結(jié)晶罐的設(shè)計(jì)決定了控制油脂結(jié)晶過(guò)程的先決條件,尤其是脂晶產(chǎn)生的速率很大程度上由設(shè)備的技術(shù)特性、結(jié)晶罐的換熱方式所決定。
結(jié)晶罐筒體為圓形,罐外壁設(shè)有夾套傳熱裝置,采用多點(diǎn)噴淋冷卻液冷卻,冷卻液與塔內(nèi)油脂進(jìn)行熱交換,使液態(tài)油逐漸冷卻結(jié)晶。塔體中心設(shè)有攪拌軸,攪拌軸上裝有攪拌槳葉刮刀。槳葉刮刀為彈性不銹鋼板。攪拌軸通過(guò)減速器帶動(dòng)。攪拌使塔內(nèi)的油脂緩慢地對(duì)流,有利于傳熱和結(jié)晶,攪拌軸上裝有導(dǎo)流圓盤(pán)擋板,導(dǎo)流圓盤(pán)擋板規(guī)定了油流的路線,它既可防止油流短路,又能起到控制油流停留時(shí)間的作用。彈性不銹鋼板具有良好的彈性和耐蝕性,可及時(shí)將罐體周邊不均結(jié)晶的脂晶刮下,以保證罐體良好的傳熱。
3.2過(guò)濾機(jī)
過(guò)濾機(jī)有兩種形式。一種為箱式壓濾機(jī),另一種為真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)。箱式壓濾機(jī)工作時(shí),脂晶通過(guò)濾板中間的進(jìn)料孔進(jìn)入濾室,在推動(dòng)力的作用下,低熔點(diǎn)的液態(tài)油透過(guò)濾布沿濾板流槽匯流至出油旋塞排至集油槽,通過(guò)低熔點(diǎn)的液態(tài)油泵,泵入液態(tài)油罐,高熔點(diǎn)的脂晶被截留在箱內(nèi),達(dá)到過(guò)濾限定壓力后,進(jìn)行人工清理。真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾推動(dòng)力采用真空吸力。工作時(shí),由于轉(zhuǎn)鼓壁內(nèi)外壓力差的作用,液體油透過(guò)過(guò)濾介質(zhì)被吸入濾室,由液體油出口排出。脂晶顆粒被截留在介質(zhì)表面形成濾餅。當(dāng)脂晶餅進(jìn)入瀝干區(qū)時(shí),靠負(fù)壓瀝干脂晶餅中所含的液體油,進(jìn)入卸渣區(qū)后,刮刀將脂晶刮下。液態(tài)油和固態(tài)的脂晶可以及時(shí)連續(xù)地被輸送出去,以保證生產(chǎn)的連續(xù)性,使生產(chǎn)狀態(tài)達(dá)到間歇結(jié)晶、連續(xù)過(guò)濾的半連續(xù)工藝操作。并且,真空過(guò)濾機(jī)具有自動(dòng)化程度高,勞動(dòng)強(qiáng)度低等箱式過(guò)濾機(jī)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
4效果評(píng)價(jià)
4.1結(jié)晶時(shí)間短,生產(chǎn)效率高
冷卻結(jié)晶時(shí)間由原來(lái)傳統(tǒng)工藝的24h降低為11h。在相同設(shè)備投資、相同操作人員的情況下,生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)工藝翻了一番多。
4.2節(jié)約能耗
在冷卻結(jié)晶的過(guò)程中,由于新設(shè)計(jì)的工藝降溫時(shí)間縮短為11h。并且,將原來(lái)的不分階段降溫改進(jìn)為分4個(gè)階段進(jìn)行降溫,3個(gè)階段恒溫。因此,制冷系統(tǒng)的工作時(shí)間相對(duì)減少,且在恒溫階段,制冷系統(tǒng)不需要工作,故能量消耗只相當(dāng)于24h結(jié)晶工藝的30%。
4.3產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定
由于降溫時(shí)間與降溫溫度有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系,實(shí)際操作時(shí)比不分階段降溫較易于掌握和控制。因此,產(chǎn)品的熔點(diǎn)及脂晶與液體油的得率能夠保持穩(wěn)定。例如,24℃的棕櫚油分提后的熔點(diǎn)可穩(wěn)定在12℃左右,脂晶與液態(tài)油的比例可穩(wěn)定在2∶3。
