油料與油脂加工技術(shù)
我國(guó)主要植物油料有草本油料和木本油料兩種。草本油料有:大豆、花生、棉籽、油菜籽、芝麻、葵花籽等;木本油料則有:油茶籽、椰子、核桃、油橄欖、油桐等。
(一)油料的預(yù)處理 油料的預(yù)處理包括油料的清理、脫絨、剝殼、干燥、破碎、軟化、軋胚和蒸炒等工序。
1.油料清理:
(1)油料在收獲、晾曬、運(yùn)輸和貯藏等過(guò)程中會(huì)混進(jìn)一些沙石、泥土、莖葉及鐵器等雜質(zhì),如果生產(chǎn)前不予清除,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程非常不利,油料中所含雜質(zhì)可分為無(wú)機(jī)雜質(zhì)、有機(jī)雜質(zhì)和含油雜質(zhì)三大類(lèi)。
①無(wú)機(jī)雜質(zhì) 泥土、沙石、灰塵及金屬等;
②有機(jī)雜質(zhì) 莖葉、繩索、皮殼及其他種子等;
③含油雜質(zhì) 不成熟粒、異種油料,規(guī)定篩目以下的破損油料和病蟲(chóng)害粒等。
(2)所謂油料清理,即除去油料中所含雜質(zhì)的工序之總稱(chēng)。對(duì)清理的工藝要求,不但要限制油料中的雜質(zhì)含量,同時(shí)還要規(guī)定清理后所得下腳料中油料的含量。(1.清理后油料含雜限量(%):冷榨大豆<0.05、熱榨大豆<0.1、葵花仁(含殼)<10、芝麻<0.1、花生仁<0.1、油菜籽<0.5、米糠<0.05;2.清理下腳料含油料限量:①大豆下腳的下腳料中油料含量≤0.5%,檢查篩規(guī)格:篩網(wǎng)4.72目/厘米,金屬絲直徑0.55毫米。圓孔篩直徑1.70毫米。② 葵花殼(含仁)中油料含量≤1.0,檢查篩規(guī)格:金屬絲直徑0.55毫米,圓孔篩直徑1.70毫米。③芝麻下腳中油料含量≤1.5,檢查篩規(guī)格:篩網(wǎng)11.81目/厘米,金屬絲直徑0.28毫米,圓孔篩直徑0.70毫米。④棉籽下腳中油料含量≤0.5,檢查篩規(guī)格:篩網(wǎng)5.51目/厘米,金屬絲直徑0.50毫米,圓孔篩直徑1.40毫米。⑤油菜籽下腳中油料含量≤1.5,檢查篩規(guī)格:篩網(wǎng)11.81目/厘米,金屬絲直徑0.28毫米,圓孔篩直徑0.70毫米。
①篩選 篩選是利用油料與雜質(zhì)之間粒度(寬度、厚度、長(zhǎng)度)的差別,借助篩孔分離雜質(zhì)的方法。常用的篩選設(shè)備有固定篩、振動(dòng)篩和旋轉(zhuǎn)篩等。它們的主要工作部分是篩面,要根據(jù)油料和雜質(zhì)顆粒形狀及大小合理地選用篩孔。
②風(fēng)選 風(fēng)選是利用油料與雜質(zhì)之間懸浮速度的差別,借助風(fēng)力除雜的方法。風(fēng)選的主要目的是清除輕雜質(zhì)和灰塵,同時(shí)還能除去部分石子和土塊等較重的雜質(zhì),此法常用于棉籽和葵花籽等油料的清理。
風(fēng)力分選器可分為吹式和吸式兩種。
③磁選 磁選是利用磁力清除油料中磁性金屬雜質(zhì)的方法。油廠常用的磁選裝置有兩種:永磁滾筒和永磁筒。
④水選 水選是利用水與油料直接接觸,以洗去附著在油料表面的泥灰,并根據(jù)比重不同的原料在水中沉降速度不等的原理,同時(shí)將油料中的石子、沙粒、金屬等重雜質(zhì)除去,而并肩泥則可在水的浸潤(rùn)作用下松散成細(xì)粒被水沖洗掉,采用水洗還可以有效地防止灰塵飛揚(yáng)。
⑤并肩泥的清選 形狀、大小與油料種子相等或相近,且比重與油料也相差不很顯著的泥土團(tuán)粒,稱(chēng)為“并肩泥”,特別是在菜籽和大豆中,并肩泥的含量較大,用篩選和風(fēng)選設(shè)備均不能將其有效地清除,必須采用一種特殊的方法和設(shè)備方可,清選并肩泥的主要設(shè)備有鐵輥筒碾米機(jī)、膠輥礱谷機(jī)、圓盤(pán)剝殼機(jī)、臥式圓筒打篩和立式圓筒打篩等。
⑥棉籽的清理 經(jīng)棉花加工廠脫絨后的棉子,在裝卸和運(yùn)輸過(guò)程中都會(huì)混進(jìn)一定數(shù)量的雜質(zhì),這些雜質(zhì)包括無(wú)機(jī)雜質(zhì)和有機(jī)雜質(zhì),為了提高出油率,提高油脂和餅粕質(zhì)量,增大設(shè)備處理量,減少設(shè)備磨損,改善車(chē)間生產(chǎn)環(huán)境,避免事故發(fā)生,必須將雜質(zhì)盡可能地除去。
2.棉籽脫絨 棉短絨又叫“棉籽絨”,是用脫絨機(jī)從軋花以后的棉籽表面脫下的短纖維,它是提取純棉纖維素的重要原料,還可用于制造
無(wú)煙火藥、賽璐珞和人造纖維等。因此,為了取得較好的制油效果和增加經(jīng)濟(jì)收入,棉籽進(jìn)行脫絨是植物油廠在制取棉籽油工藝過(guò)程中不可缺少的一道重要生產(chǎn)工序。
3.油料剝殼與仁殼分離:
(1)剝殼設(shè)備 葵花籽剝殼機(jī)、圓盤(pán)剝殼機(jī)、刀板剝殼機(jī)、齒輥剝殼機(jī)、殼仁分離組合機(jī)、烏柏籽仁殼分離機(jī)、刀籠剝殼機(jī)、離心剝殼機(jī)、輥式剝殼機(jī)、殼仁分離篩。
(2)剝殼要求;①仁中含殼率(3.94目/厘米篩檢驗(yàn)) 棉籽仁不超過(guò)10%;花生仁不超過(guò)1%;葵花籽仁不超過(guò)10%。②殼中含仁率(手揀) 棉籽殼不超過(guò)0.5%;花生殼不超過(guò)0.5%;葵花籽殼不超過(guò)1%(如有整籽,剝殼后計(jì)入)。
4.油料干燥 油料干燥是指高水分油料脫水至適宜水分的過(guò)程。油料收獲時(shí)有時(shí)在雨季,所以水分含量高。為了安全貯藏,使之有適宜水分,干燥就十分必要。
利用干燥設(shè)備加熱油料,可使其中部分水分汽化,同時(shí),油料周?chē)諝庵械臐穸?,必須小于油料在該溫度下的表面濕度,這樣形成濕度差,則油料中的水分才能不斷地汽化而逸入大氣,并且在單位時(shí)間內(nèi),通過(guò)油料表面的空氣量越多,則油料的脫水速度越快,干燥設(shè)備強(qiáng)制通入熱風(fēng)進(jìn)行干燥,就是利用這個(gè)原理。常用的干燥設(shè)備有回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)、振動(dòng)流化床干燥機(jī)和平板干燥機(jī)。
5.油料破碎 用機(jī)械的方法,將油料粒度變小的工序叫破碎。破碎的目的,對(duì)于大粒油料而言,是改變其粒度大小利于軋胚;對(duì)于預(yù)榨餅來(lái)說(shuō),是使餅塊大小適中,為浸出或第二次壓榨創(chuàng)造良好的出油條件。破碎常用于大豆、花生仁、油棕仁、椰子干、油桐籽和油茶籽等顆粒較大的油料或預(yù)榨餅。(幾種油料破碎的工藝指標(biāo):
①大豆破碎設(shè)備為芽板破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī),原料入機(jī)水分10-15%,破碎程度4-8瓣,粉末—7.87目/厘米通過(guò)篩、不超過(guò)10%;
②花生仁破碎設(shè)備為牙板破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī),原料入機(jī)水分7-12%,破碎程度6-8瓣,粉末—7.87目/厘米通過(guò)篩、不超過(guò)5%;
③預(yù)榨餅破碎設(shè)備為齒輥破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī),原料入機(jī)水分8-11%,破碎程度為最大對(duì)角線6-10瓣(毫米),粉末不超過(guò)10%。)破碎設(shè)備的種類(lèi)很多,常用的有牙板破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、齒輥破碎機(jī)和錘式破碎機(jī)等四種。
6.油料軟化
軟化是調(diào)節(jié)油料的水分和溫度,使其變軟、增加塑性的工序。為使軋胚效果達(dá)到要求,對(duì)于含油量較低的大豆、含水分較少的油菜籽以及棉籽等油料,軟化是不可缺少的。對(duì)于大豆,由于含油量較低,質(zhì)地較硬,如果再加上含水分少,溫度又不高,未經(jīng)軟化就進(jìn)行軋胚,勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生很多粉末;對(duì)含水分低的油菜籽(尤其是陳油菜籽),未經(jīng)軟化就進(jìn)行軋胚,也難以達(dá)到要求。
需要指出的是,對(duì)于含油量較高的油料,是否軟化就應(yīng)慎重考慮。例如花生仁一般不予軟化;新收獲的油菜籽,當(dāng)水分含量高于8%時(shí),一般不予軟化,否則,軋胚時(shí)易粘輥面而造成操作困難。(對(duì)幾種油料軟化要求:
①大豆 冷榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)、水壓機(jī),軟化水分 10-12% ,軟化溫度不超過(guò)60℃,軟化時(shí)間:用軟化鍋需要20分鐘左右,用火坑要5-6小時(shí),其他為10-15分鐘。熱榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)、水壓機(jī),軟化水分:用螺旋榨油機(jī)需要15左右,用水壓機(jī)需要11.5-14.5% ,軟化溫度:用螺旋榨油機(jī)需要80℃,用水壓機(jī)需要60-70℃,軟化時(shí)間:用軟化鍋需要20分鐘左右,用火坑要5-6小時(shí),其他為10-15分鐘。
② 棉籽 壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)、水壓機(jī),軟化水分10-12% ,軟化溫度60℃左右,軟化時(shí)間:用軟化鍋需要10分鐘左右,其他為10分鐘左右。
③油菜籽 壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)、水壓機(jī),軟化水分:壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)則為9%左右,壓榨設(shè)備為水壓機(jī)為10-12%,軟化溫度:壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)為50-60℃,壓榨設(shè)備為水壓機(jī)為65-70℃,軟化時(shí)間:用軟化鍋壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)需要12分鐘左右,用軟化鍋壓榨設(shè)備為水壓機(jī)需要10分鐘左右,其他為10分鐘左右
④芝麻壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)、水壓機(jī),軟化水分:壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)則為8%左右,壓榨設(shè)備為水壓機(jī)為10%左右,軟化溫度:壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)為40℃左右,壓榨設(shè)備為水壓機(jī)為105℃左右,軟化時(shí)間:用軟化鍋壓榨設(shè)備為螺旋榨油機(jī)需要8-10分鐘,用軟化鍋壓榨設(shè)備為水壓機(jī)需要10-15分鐘。)
7.油料軋胚 軋胚亦稱(chēng)“壓片”、“軋片”。它是利用機(jī)械的作用,將油料由粒狀壓成薄片的過(guò)程。軋胚的目的,在于破壞油料的細(xì)胞組織,為蒸炒創(chuàng)造有利的條件,以便在壓榨或浸出時(shí),使油脂能順利地分離出來(lái)。
對(duì)軋胚的基本要求是料胚要薄,面均勻,粉末少,不露油,手捏發(fā)軟,松手散開(kāi),粉末度控制在篩孔1毫米的篩下物不超過(guò)10%~15%,料胚的厚度:大豆0.3毫米以下,棉仁0.4毫米以下,油菜籽0.35毫米以下,花生仁0.5毫米以下。
軋完胚后再對(duì)料胚進(jìn)行加熱,使其入浸水分控制在7%左右,粉末度控制在10%以下。當(dāng)棉胚厚度增至0.4毫米以上,即使增大溶劑量,也難以達(dá)到較低的殘油率。因此,必須采用壓力大的液壓軋胚機(jī),使胚片厚度控制在0.25-0.30毫米,且胚片堅(jiān)實(shí)。這樣既不會(huì)增加胚片的粉末度,又有利于溶劑的浸出。常用設(shè)備有:?jiǎn)螌?duì)輥軋胚機(jī)、對(duì)輥軋胚機(jī)。
8.油料蒸炒 油料蒸炒是指生胚經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)、加熱、蒸胚和炒胚等處理,使之發(fā)生一定的物理化學(xué)變化,并使其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)改變,轉(zhuǎn)變成熟胚的過(guò)程。
蒸炒是制油工藝過(guò)程中重要的工序之一。因?yàn)檎舫纯梢越柚趾蜏囟鹊淖饔?,使油料?nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化,例如細(xì)胞受到進(jìn)一步的破壞,蛋白質(zhì)發(fā)生凝固變性,磷脂和棉酚的離析與結(jié)合等,而這些變化不僅有利于油脂從油料中比較容易地分離出來(lái),而且有利于毛油質(zhì)量的提高。所以,蒸炒效果的好壞,對(duì)整個(gè)制油生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行、出油率的高低以及油品、餅粕的質(zhì)量都有著直接的影響。
(l)層式蒸炒鍋 主要油料料胚經(jīng)5層蒸炒鍋處理后(主要油料料胚出料水分
①大豆 出料水分5-7%、出料溫度108℃左右;
②花生仁 出料水分5-7%、出料溫度110℃左右;
③棉籽 出料水分5-8%、出料溫度105℃左右;
④油菜籽 出料水分4-6%、出料溫度110℃左右;
⑤芝麻 出料水分5-7%、出料溫度110℃左右;
⑥米糠 出料水分7-9%、出料溫度105℃左右)
榨油機(jī)上的蒸炒鍋,其炒胚后油料的水分和溫度,通常就稱(chēng)為入榨水分和入榨溫度。(主要油料料胚的入榨水分和溫度:
①大豆 入榨水分1.5-2.8%,入榨溫度128℃左右;
②花生仁 入榨水分1.0-2.0%,入榨溫度130℃左右;
③棉籽 入榨水分1.5-2.5%,入榨溫度125-128℃;
④油菜籽 入榨水分1.0-1.5%,入榨溫度130℃左右;
⑤芝麻 入榨水分1.2-2.0%,入榨溫度125-130℃;
⑥米糠 入榨水分 2.5-3.6%,入榨溫度120-125℃)
(2)熱風(fēng)炒籽機(jī) 熱風(fēng)炒籽機(jī)主要用于機(jī)榨香麻油。芝麻醬、濃香花生油制取中芝麻、花生仁的均勻焙炒。經(jīng)該設(shè)備烘炒的芝麻粒色澤均勻,表面疏松,且溫度高、入榨水分低,出油率可達(dá)46%~48%。由于該設(shè)備是實(shí)行連續(xù)化、全封閉生產(chǎn),從而優(yōu)化了生產(chǎn)條件,改變了我國(guó)長(zhǎng)期利用平底炒鍋焙炒芝麻的狀況。
9.油料擠壓膨化 一種以擠壓膨化為基礎(chǔ)的新方法,正在用于對(duì)浸出前的油料進(jìn)行預(yù)處理。由兩個(gè)半圓筒形機(jī)殼組成的圓筒形機(jī)膛內(nèi),有一根具有固定螺距和直徑的螺旋軸。螺旋軸上的螺旋線不連續(xù),間隔中斷。機(jī)膛內(nèi)壁上有凸出的破碎刮刀。油料出口處是一塊有槽孔的模板,模板外有一個(gè)隨軸旋轉(zhuǎn)的切割器。在接近進(jìn)料器的機(jī)殼外壁上有加水管閥,在接近出料端的機(jī)殼外壁有數(shù)個(gè)直接蒸汽注入管閥。
(二)壓榨制油:
1.動(dòng)力螺旋榨油機(jī)制油 螺旋榨油機(jī)是由動(dòng)力傳動(dòng),利用螺旋軸在榨籠中連續(xù)旋轉(zhuǎn)對(duì)料胚進(jìn)行壓榨取油的榨油機(jī)械。目前國(guó)產(chǎn)的螺旋榨油機(jī)有ZX X 10型(95型)ZX X 18型(200A-3型)、ZX X 24型(202-3型)等。
2.ZX X 10型螺旋榨油機(jī) ZX X 10型螺旋榨油機(jī)是以原95型螺旋榨油機(jī)為基礎(chǔ),進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)制造的。經(jīng)技術(shù)鑒定,認(rèn)為該機(jī)與原95型榨油機(jī)相比,結(jié)構(gòu)更為合理,尤其是喂料部分和榨膛的改進(jìn),提高了工藝效果。該機(jī)具有操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定、單機(jī)重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無(wú)異常振動(dòng)和噪音、齒輪箱無(wú)滲漏現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。
3.ZXX18(200A-3)型螺旋榨油機(jī)ZXX18(200A-3)型螺旋榨油機(jī)是目前比較好的一種榨油機(jī),它具有結(jié)構(gòu)緊湊、處理量大、操作簡(jiǎn)便、主要零部件堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)。該機(jī)還附裝有榨機(jī)蒸炒鍋,可調(diào)節(jié)入榨料胚的溫度及水分,以取得較好的壓榨效果。該機(jī)與輔助蒸炒鍋配合,基本上實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。
4.ZYX24(202-3)型預(yù)榨機(jī) ZY X 24型預(yù)榨機(jī),是在202型預(yù)榨機(jī)基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)的機(jī)型。它傳動(dòng)合理,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小。該機(jī)在蒸烘脫水、均勻進(jìn)料、機(jī)械絞餅、榨籠裝卸等方面作了較大幅度的改進(jìn),放具備蒸脫迅速、進(jìn)料均勻、絞餅省力、裝卸榨籠殼方便等優(yōu)點(diǎn)。
該機(jī)對(duì)壓榨花生仁、棉仁、葵花籽仁、油菜籽等含油量較高的油料尤為適宜。
榨油機(jī)技術(shù)參數(shù):主軸轉(zhuǎn)速為16轉(zhuǎn)/分鐘;處理量45~50噸/R(油菜籽);配用電機(jī)30、7.5、2.2千瓦;干餅殘油率12%~14%(油菜籽);蒸汽壓力 0.5~0.6兆帕;蒸汽用量150千克/時(shí)。老車(chē)間需要安裝多臺(tái)榨機(jī),則榨機(jī)與榨機(jī)間的中心距以3.3-3.5米為宜。
一次壓榨餅質(zhì)量:餅厚6~8毫米;水分3%;殘油5%~7%(干基);米糠:餅厚4~5毫米,水分4.5%
榨油車(chē)間布置技術(shù)參數(shù):對(duì)榨油機(jī)的布置,要求設(shè)備中心間距不少于3米,榨機(jī)前面的操作通道要大于2米,榨機(jī)炒鍋?lái)攦艨找笥?.85米,以便攪拌軸的裝拆。
榨油車(chē)間作為預(yù)榨車(chē)間,則本車(chē)間與浸出車(chē)間之間可考慮設(shè)置緩沖餅庫(kù),以便浸出車(chē)間出現(xiàn)故障時(shí)能暫時(shí)堆放預(yù)榨餅。
(三)浸出法制油
1.浸出法制油的基本過(guò)程 浸出法制油是應(yīng)用萃取的原理,選用某種能夠溶解油脂的有機(jī)溶劑,經(jīng)過(guò)對(duì)油料的接觸(浸泡或噴淋),使油料中的油脂被萃取出來(lái)的一種制油方法。其基本過(guò)程是:把油料胚(或預(yù)榨餅)浸于選定的溶劑中,使油脂溶解在溶劑內(nèi)(組成混合油),然后將混合油與固體殘?jiān)ㄆ桑┓蛛x,混合油再按不同的沸點(diǎn)進(jìn)行蒸發(fā)、汽提,使溶劑汽化變成蒸氣與油分離,從而獲得油脂(浸出毛油)。溶劑蒸氣則經(jīng)過(guò)冷凝、冷卻回收后繼續(xù)使用。粕中亦含有一定數(shù)量的溶劑,經(jīng)脫溶烘干處理后即得干粕,脫溶烘干過(guò)程中揮發(fā)出的溶劑蒸氣仍經(jīng)冷凝、冷卻回收使用。
2.浸出法制油的優(yōu)點(diǎn) 浸出法制油具有粕中殘油率低(出油率高),勞動(dòng)強(qiáng)度低,工作環(huán)境佳,粕的質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
由此可見(jiàn),較之壓榨法、浸出法制油的確是一種先進(jìn)的制油方法,目前已普遍使用。
3.油脂浸出的基本原理 油脂浸出亦稱(chēng)“萃取”,是用有機(jī)溶劑提取油料中油脂的工藝過(guò)程。油料的浸出,可視為固一液萃取,它是利用溶劑對(duì)不同物質(zhì)具有不同溶解度的性質(zhì),將固體物料中有關(guān)成分加以分離的過(guò)程。在浸出時(shí),油料用溶劑處理,其中易溶解的成分(主要是油脂)就溶解于溶劑。當(dāng)油料浸出在靜止的情況下進(jìn)行時(shí),油脂以分子的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)移,屬“分子擴(kuò)散”。但浸出過(guò)程中大多是在溶劑與料粒之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下進(jìn)行的,因此,它除了有分子擴(kuò)散外,還有取決于溶劑流動(dòng)情況的“對(duì)流擴(kuò)散”過(guò)程。
4.浸出法制油工藝
(1)浸出法制油工藝的分類(lèi)按操作方式,浸出法制油工藝可分成間歇式浸出和連續(xù)式浸出:
①間歇式浸出 料胚進(jìn)入浸出器,粕自浸出器中卸出,新鮮溶劑的注入和濃混合油的抽出等工藝操作,都是分批、間斷、周期性進(jìn)行的浸出過(guò)程屬于這種工藝類(lèi)型。
②連續(xù)式浸出 料胚進(jìn)入浸出器,粕自浸出器中卸出,新鮮溶劑的注入和濃混合油的抽出等工藝操作,都是連續(xù)不斷進(jìn)行的浸出過(guò)程屬于這種工藝類(lèi)型。
按接觸方式,浸出法制油工藝可分成浸泡式浸出、噴淋式浸出和混合式浸出:
③浸泡式浸出 料胚浸泡在溶劑中完成浸出過(guò)程的叫浸泡式浸出。屬浸泡式的浸出設(shè)備有罐組式,另外還有弓型、U型和Y型浸出器等。
④?chē)娏苁浇?nbsp; 溶劑呈噴淋狀態(tài)與料胚接觸而完成浸出過(guò)程者被稱(chēng)為噴淋式浸出,屬?lài)娏苁降慕鲈O(shè)備有履帶式浸出器等。
⑤混合式浸出 這是一種噴淋與浸泡相結(jié)合的浸出方式,屬于混合式的浸出設(shè)備有平轉(zhuǎn)式浸出器和環(huán)形浸出器等。
(2)浸出法制油工藝 按生產(chǎn)方法可分為直接浸出和預(yù)榨浸出:
①直接浸出 直接浸出也稱(chēng)“一次浸出”。它是將油料經(jīng)預(yù)處理后直接進(jìn)行浸出制油工藝過(guò)程。此工藝適合于加工含油量較低的油料。
②預(yù)榨浸出 預(yù)榨浸出油料經(jīng)預(yù)榨取出部分油脂,再將含油較高的餅進(jìn)行浸出的工藝過(guò)程。此工藝適用于含油量較高的油料。
(3)浸出工藝的選擇依據(jù)及基本的工藝流程 浸出生產(chǎn)能否順利進(jìn)行,與所選擇的工藝流程關(guān)系密切,它直接影響到油廠投產(chǎn)后的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)能力和操作條件等諸多方面。因此,應(yīng)該采用既先進(jìn)又合理的工藝流程。選擇工藝流程的依據(jù)是:
①根據(jù)原料的品種和性質(zhì)進(jìn)行選擇 根據(jù)原料品種的不同,采用不同的工藝流程,如加工棉籽,其工藝流程為:棉籽→清洗→脫絨→剝殼→仁殼分離→軟化→軋胚→蒸炒→預(yù)榨→浸出; 若加工油菜籽,工藝流程則是:油菜籽→清選→軋胚→蒸炒→預(yù)榨→浸出;
根據(jù)原料含油率的不同,確定是否采用一次浸出或預(yù)榨浸出。如上所述,油菜籽、棉籽仁都屬于高含油原料,故應(yīng)采用預(yù)榨浸出工藝。而大豆的含油量較低,則應(yīng)采用一次浸出工藝。 大豆→清選→破碎→軟化→軋胚→干燥→浸出;
②根據(jù)對(duì)產(chǎn)品和副產(chǎn)品的要求進(jìn)行選擇 對(duì)產(chǎn)品和副產(chǎn)品的要求不同,工藝條件也應(yīng)隨之改變,如同樣是加工大豆,大豆粕要用來(lái)提取蛋白粉,就要求大豆脫皮,以減少粗纖維的含量,相對(duì)提高蛋白質(zhì)含量,工藝流程為: 大豆→清選→干燥→調(diào)溫→破碎→脫皮→軟化→軋胚→浸出→浸出粕→烘烤→冷卻→粉碎→高蛋白大豆粉
③根據(jù)生產(chǎn)能力進(jìn)行選擇 生產(chǎn)能力大的油廠,有條件選擇較復(fù)雜的工藝和較先進(jìn)的設(shè)備;生產(chǎn)能力小的油廠,可選擇比較簡(jiǎn)單的工藝和設(shè)備。如日處理能力50噸以上的浸出車(chē)間可考慮采用石蠟油尾氣吸收裝置和冷凍尾氣回收溶劑裝置。
5.油脂浸出
(1)工藝流程:料胚(或預(yù)榨餅)→存料箱→封閉絞龍→(溶劑→)浸出器(→濕粕)→混合油
油料經(jīng)過(guò)預(yù)處理后所成的料胚或預(yù)榨餅,由輸送設(shè)備送入浸出器,經(jīng)溶劑浸出后得到濃混合粕和濕粕。
(2)浸出設(shè)備:浸出系統(tǒng)的重要設(shè)備是浸出器,其形式很多。
間歇式浸出器——浸出罐;連續(xù)式浸出器——平轉(zhuǎn)式浸出器、環(huán)形浸出器、衛(wèi)星式浸出器、履帶式浸出器等
6、濕粕的脫溶烘干
(1)工藝流程:濕粕→刮板輸送機(jī)→蒸烘機(jī)(→捕粕器→混合蒸汽)→干粕(冷卻)→倉(cāng)庫(kù);
從浸出器卸出的粕中含有25%—35%的溶劑,為了使這些溶劑得以回收和獲得質(zhì)量較好的粕,可采用加熱以蒸脫溶劑。
(2)脫溶烘干設(shè)備 對(duì)預(yù)榨餅浸出粕的脫溶烘干多采用高料層蒸烘機(jī),對(duì)大豆一次浸粕的脫溶烘干,宜采用D.T蒸脫機(jī)。
7.混合油的蒸發(fā)和汽提
(l)工藝過(guò)程:混合油過(guò)濾→混合油貯罐→第一蒸發(fā)器→第二蒸發(fā)器→汽提塔→浸出毛油;從浸出器泵出的混合油(油脂與溶劑組成的溶液),須經(jīng)處理使油脂與溶劑分離。分離方法是利用油脂與溶劑的沸點(diǎn)不同,首先將混合油加熱蒸發(fā),使絕大部分溶劑汽化而與油脂分離。然后,再利用油脂與溶劑揮發(fā)性的不同,將濃混合油進(jìn)行水蒸氣蒸餾(即汽提),把毛油中殘留溶劑蒸餾出去,從而獲得含溶劑量很低的浸出毛油,但是在進(jìn)行蒸發(fā)、汽提之前,須將混合油進(jìn)行“預(yù)處理”,以除去其中的固體粕末及膠狀物質(zhì),為混合油的成分分離創(chuàng)造條件。
(2)過(guò)濾 讓混合油通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)(篩網(wǎng)),其中所含的固體粕末即被截留,得到較為潔凈的混合油。處理量較大的平轉(zhuǎn)型浸出器內(nèi),在第Ⅱ集油格上裝有帳篷式過(guò)濾器,濾網(wǎng)規(guī)格為 100目,濃混合油經(jīng)過(guò)濾后再泵出。
(3)離心沉降 現(xiàn)多采用旋液分離器來(lái)分離混合油中的粗末,它是利用混合油各組分的重量不同,采用離心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力大小的差別,使粕末下沉而液體上升,達(dá)到清潔混合油的目的。
(4)混合油的蒸發(fā) 蒸發(fā)是借加熱作用使溶液中一部分溶劑汽化,從而提高溶液中溶質(zhì)的濃度,即使揮發(fā)性溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)分離的操作過(guò)程?;旌嫌偷恼舭l(fā)是利用油脂幾乎不揮發(fā),而溶劑沸點(diǎn)低、易于揮發(fā)的特性,用加熱使溶劑大部分汽化熬出,從而使混合油中油脂的濃度大大提高的過(guò)程。在蒸發(fā)設(shè)備的選用上,油廠多選用長(zhǎng)管蒸發(fā)器(也稱(chēng)為“升膜式蒸發(fā)器”)。其特點(diǎn)是加熱管道長(zhǎng),混合油經(jīng)預(yù)熱后由下部進(jìn)入加熱管內(nèi),迅速沸騰,產(chǎn)生大量蒸氣泡并迅速上升?;旌嫌鸵脖簧仙恼魵馀輲?dòng)并拉曳為一層液膜沿管壁上升,溶劑在此過(guò)程中繼續(xù)蒸發(fā)。由于在薄膜狀態(tài)下進(jìn)行傳熱,故蒸發(fā)效率較高。其設(shè)備為長(zhǎng)管蒸發(fā)器。
(5)混合油的汽提 通過(guò)蒸發(fā),混合油的濃度大大提高。然而,溶劑的沸點(diǎn)也隨之升高。無(wú)論繼續(xù)進(jìn)行常壓蒸發(fā)或改成減壓蒸發(fā),欲使混合油中剩余的溶劑基本除去都是相當(dāng)困難的。只有采用汽提,才能將混合油內(nèi)殘余的溶劑基本除去。
汽提即水蒸氣蒸餾,其原理是:混合油與水不相溶,向沸點(diǎn)很高的濃混合油內(nèi)通入一定壓力的直接蒸汽,同時(shí)在設(shè)備的夾套內(nèi)通入間接蒸汽加熱,使通入混合油的直接蒸汽不致冷凝。直接蒸汽與溶劑蒸氣壓之和與外壓平衡,溶劑即沸騰,從而降低了高沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)。未凝結(jié)的直接蒸汽夾帶蒸餾出的溶劑一起進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷凝回收。其設(shè)備有管式汽提塔、層碟式汽提塔、斜板式汽提塔。
8.溶劑蒸氣的冷凝和冷卻
(1)工藝流程
由第一、第二蒸發(fā)器出來(lái)的溶劑蒸氣因其中不含水,經(jīng)冷換器冷卻后直接流入循環(huán)溶劑罐;由汽提塔、蒸烘機(jī)出來(lái)的混合蒸氣進(jìn)入冷凝器,經(jīng)冷凝后的溶劑、水混合液流入分水器進(jìn)行分水,分離出的溶劑流入循環(huán)溶劑罐,而水進(jìn)入水封池,再排入下水道。
若分水器排出的水中含有溶劑,則進(jìn)入蒸煮罐,蒸去水中微量溶劑后,經(jīng)冷凝器出來(lái)冷凝液進(jìn)入分水器,廢水進(jìn)入水封池。
(2)溶劑蒸氣的冷凝和冷卻 所謂冷凝,即在一定的溫度下,氣體放出熱量轉(zhuǎn)變成液體的過(guò)程。而冷卻是指熱流體放出熱量后溫度降低但不發(fā)生物相變化的過(guò)程。單一的溶劑蒸氣在固定在冷凝溫度下放出其本身的蒸發(fā)潛熱而由氣態(tài)變成液態(tài)。當(dāng)蒸氣剛剛冷凝完畢,就開(kāi)始了冷凝液的冷卻過(guò)程。因此,在冷凝器中進(jìn)行的是冷凝和冷卻兩個(gè)過(guò)程。事實(shí)上這兩個(gè)過(guò)程也不可能截然分開(kāi)。兩種互不相溶的蒸氣混合物——水蒸氣和溶劑蒸氣,由于它們各自的冷凝點(diǎn)不同,因而在冷凝過(guò)程中,隨溫度的下降所得冷凝液的組成也不同。但在冷凝器中它們?nèi)匀唤?jīng)歷冷凝、冷卻兩個(gè)過(guò)程。
目前常用的冷凝器有列管式冷凝器、噴淋式冷凝器和板式冷凝器。
(3)溶劑和水分離 來(lái)自蒸烘機(jī)或汽提塔的混合蒸氣冷凝后,其中含有較多的水。利用溶劑不易溶于水且比水輕的特性,使溶劑和水分離,以回收溶劑。這種分離設(shè)備就稱(chēng)之為“溶劑-水分離器”,目前使用得較多的是分水箱。
(4)廢水中溶劑的回收 分水箱排出的廢水要經(jīng)水封池處理。水封池要靠近浸出車(chē)間,水封池為三室水泥結(jié)構(gòu),其保護(hù)高度不應(yīng)小于0.4米,封閉水柱高度大于保護(hù)高度2.4倍,容量不小于車(chē)間分水箱容積的1.5倍,水流的入口和出口的管道均為水封閉式。
在正常情況下,分水器排出的廢水經(jīng)水封池處理,但當(dāng)水中夾雜有大量粕屑時(shí),對(duì)呈乳化狀態(tài)的一部分廢水,應(yīng)送入廢水蒸煮罐,用蒸汽加熱到92℃以上,但不超過(guò)98℃,使其中所含的溶劑蒸發(fā),再經(jīng)冷凝器回收。
9.自由氣體中溶劑的回收
(1)工藝流程
空氣可以隨著投料進(jìn)入浸出器,并進(jìn)入整個(gè)浸出設(shè)備系統(tǒng)與溶劑蒸氣混合,這部分空氣因不能冷凝成液體,故稱(chēng)之為“自由氣體”。自由氣體長(zhǎng)期積聚會(huì)增大系統(tǒng)內(nèi)的壓力而影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。因此,要從系統(tǒng)中及時(shí)排出自由氣體。但這部分空氣中含有大量溶劑蒸氣,在排出前需將其中所含溶劑回收。來(lái)自浸出器、分水箱、混合油貯罐、冷凝器、溶劑循環(huán)罐的自由氣體全部匯集于空氣平衡罐,再進(jìn)入最后冷凝器。某些油廠把空氣平衡罐與最后冷凝器合二為一。自由氣體中所含的溶劑被部分冷凝回收后,尚有未凝結(jié)的氣體,仍含有少量溶劑,應(yīng)盡量予以回收后再將廢氣排空。
(2)工藝設(shè)備 石蠟油尾氣回收法、低溫冷凍法。
10.浸出車(chē)間工藝技術(shù)參數(shù)
(1)工藝參數(shù):
①進(jìn)浸出器料胚質(zhì)量 直接浸出工藝,料胚厚度為0.3毫米以下,水分10%以下;預(yù)榨浸出工藝,餅塊最大對(duì)角線不超過(guò)15毫米,粉末度(30目以下)5%以下,水分5%以下。
②料胚在平轉(zhuǎn)浸出器中浸出,其轉(zhuǎn)速不大于100轉(zhuǎn)/分鐘;在環(huán)型浸出器中浸出,其鏈速不小于 0.3轉(zhuǎn)/分鐘。
③浸出溫度50~55℃。
④混合油濃度 入浸料胚含油18%以上者,混合油濃度不小于20%;入浸料胚含油大于10%者,混合油濃度不小于15%;入浸料胚含油在大于5%、小于10%者,混合油濃度不小于10%。
⑤粕在蒸脫層的停留時(shí)間,高溫粕不小于30分鐘;蒸脫機(jī)氣相溫度為74-80℃;蒸脫機(jī)粕出口溫度,高溫粕不小于105℃,低溫粕不大于80℃。帶冷卻層的蒸脫機(jī)(DTDC)粕出口溫度不超過(guò)環(huán)境溫度10℃。
⑥混合油蒸發(fā)系統(tǒng) 汽提塔出口毛油含總揮發(fā)物0.2%以下,溫度105℃。⑦溶劑回收系統(tǒng) 冷凝器冷卻水進(jìn)口水溫30℃以下,出口溫度45℃以下。凝結(jié)液溫度40℃以下。
(2)產(chǎn)品質(zhì)量:
①毛油總揮發(fā)物0.2%以下。
②粕殘油率1%以下(粉狀料2%以下),水分12%以下,引爆試驗(yàn)合格。
③一般要求毛油達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn):色澤、氣味、滋味正常;水分及揮發(fā)物0.5%;雜質(zhì)0.5%;酸價(jià)參看原料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),不高于規(guī)定要求。
④預(yù)榨餅質(zhì)量,在預(yù)榨機(jī)出口處檢驗(yàn),要求:餅厚度12毫米;餅水分 6%;餅殘油;13%,但根據(jù)浸出工藝需要,可提高到18%。
(3)有關(guān)設(shè)備計(jì)算采用的參數(shù):料胚密度(γ)400~45O千克/米3 ;餅塊密度(γ) 560~620千克/米3;層式蒸炒鍋總傳熱系數(shù)K=628千焦/(米2·時(shí)·℃);
入浸出器料胚的容重,大豆粕按360千克/米3,預(yù)榨餅按600千克/米3,浸出時(shí)間90分鐘。
有關(guān)列管式傳熱設(shè)備的總傳熱系數(shù),常壓蒸發(fā)應(yīng)不低于下列數(shù)據(jù):第一蒸發(fā)器總傳熱系數(shù)1170千焦/(米2·時(shí)·℃);第二蒸發(fā)器總傳熱系數(shù) 420千焦/(米2·時(shí)·t); 溶劑冷凝器的總傳熱系數(shù)754千焦/(米2·時(shí)·℃);溶劑加熱器的總傳熱系數(shù)420千焦/(米2·時(shí)·℃)設(shè)備布置應(yīng)緊湊,在充分考慮操作維修的空間后,可考慮車(chē)間主要通道為1.2米,兩設(shè)備突出部分間距如需操作人員通過(guò)則為0.8米,如不考慮操作人員通過(guò)可為0.4米??繅Ρ跓o(wú)人路過(guò)的貯槽與墻距離為0.2米。如有管路經(jīng)過(guò),上述尺寸尚需考慮管子及保溫層所占空間。車(chē)間內(nèi)不準(zhǔn)設(shè)地坑、管溝以免溶劑蒸氣積聚。
(4)消耗指標(biāo):蒸汽消耗量500(350)千克/噸料;電消耗量15千瓦·時(shí)/噸料;冷卻水量20(30)噸/噸料;溶劑消耗量<5千克/噸料
注意:蒸汽消耗量中,括號(hào)內(nèi)數(shù)字為負(fù)壓蒸發(fā)工藝消耗數(shù)。
(5)管路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 對(duì)每條管線進(jìn)行管徑計(jì)算,同時(shí)按輸送的原料選擇所需管的型號(hào)材質(zhì)。每條管線應(yīng)進(jìn)行編號(hào),并編制管路、閥門(mén)、疏水器、儀表明細(xì)表。浸出車(chē)間管徑計(jì)算,可選用流速數(shù)據(jù)如下:主蒸氣管25米/秒,支蒸氣管20米/秒,水管1.5米/秒,混合油溶劑管1.0米/秒。