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浸出法製油生產技術

發布時間:2017/12/15 點擊量:
 浸出法製油
 
  1.浸出法製油的基本過程:浸出法製油是應用萃取的原理,選用某種能夠溶解油脂的有機溶劑,經過對油料的接觸(浸泡或噴淋),使油料中的油脂被萃取出來的一種製油方法。其基本過程是:把油料胚(或預榨餅)浸於選定的溶劑中,使油脂溶解在溶劑內(組成混合油),然後將混合油與固體殘渣(粕)分離,混合油再按不同的沸點進行蒸發、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)。溶劑蒸氣則經過冷凝、冷卻回收後繼續使用。粕中亦含有一定數量的溶劑,經脫溶烘幹處理後即得幹粕,脫溶烘幹過程中揮發出的溶劑蒸氣仍經冷凝、冷卻回收使用。
 
  2.浸出法製油的優點:浸出法製油具有粕中殘油率低(出油率高),勞動強度低,工作環境佳,粕的質量好的優點。
 
  由此可見,較之壓榨法、浸出法製油的確是一種先進的製油方法,目前已普遍使用。
 
  3.油脂浸出的基本原理:油脂浸出亦稱“萃取”,是用有機溶劑提取油料中油脂的工藝過程。油料的浸出,可視為固一液萃取,它是利用溶劑對不同物質具有不同溶解度的性質,將固體物料中有關成分加以分離的過程。在浸出時,油料用溶劑處理,其中易溶解的成分(主要是油脂)就溶解於溶劑。當油料浸出在靜止的情況下進行時,油脂以分子的形式進行轉移,屬“分子擴散”。但浸出過程中大多是在溶劑與料粒之間有相對運動的情況下進行的,因此,它除了有分子擴散外,還有取決於溶劑流動情況的“對流擴散”過程。
 
  4.浸出法製油工藝
 
  (1)浸出法製油工藝的分類按操作方式,浸出法製油工藝可分成間歇式浸出和連續式浸出:
 
  ① 間歇式浸出:料胚進入浸出器,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、周期性進行的浸出過程屬於這種工藝類型。
 
  ② 連續式浸出:料胚進入浸出器,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,都是連續不斷進行的浸出過程屬於這種工藝類型。
 
  按接觸方式,浸出法製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程的叫浸泡式浸出。屬浸泡式的浸出設備有罐組式,另外還有弓型、U型和Y型浸出器等。
 
  ④ 噴淋式浸出 溶劑呈噴淋狀態與料胚接觸而完成浸出過程者被稱為噴淋式浸出,屬噴淋式的浸出設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合的浸出方式,屬於混合式的浸出設備有平轉式浸出器和環形浸出器等。
 
  (2)浸出法製油工藝 按生產方法可分為直接浸出和預榨浸出:
 
  ① 直接浸出 直接浸出也稱“一次浸出”。它是將油料經預處理後直接進行浸出製油工藝過程。此工藝適合於加工含油量較低的油料。
 
  ② 預榨浸出 預榨浸出油料經預榨取出部分油脂,再將含油較高的餅進行浸出的工藝過程。此工藝適用於含油量較高的油料。
 
  (3)浸出工藝的選擇依據及基本的工藝流程 浸出生產能否順利進行,與所選擇的工藝流程關係密切,它直接影響到油廠投產後的產品質量、生產成本、生產能力和操作條件等諸多方麵。因此,應該采用既先進又合理的工藝流程。選擇工藝流程的依據是:
 
  ① 根據原料的品種和性質進行選擇 根據原料品種的不同,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→預榨→浸出; 若加工油菜籽(4989, -24.00, -0.48%),工藝流程則是:油菜籽→清選→軋胚→蒸炒→預榨→浸出;
 
  根據原料含油率的不同,確定是否采用一次浸出或預榨浸出。如上所述,油菜籽、棉籽仁都屬於高含油原料,故應采用預榨浸出工藝。而大豆(4322, 102.00, 2.42%)的含油量較低,則應采用一次浸出工藝。 大豆→清選→破碎→軟化→軋胚→幹燥→浸出;
 
  ② 根據對產品和副產品的要求進行選擇 對產品和副產品的要求不同,工藝條件也應隨之改變,如同樣是加工大豆,大豆粕(2832, -2.00, -0.07%)要用來提取蛋白粉,就要求大豆脫皮,以減少粗纖維的含量,相對提高蛋白質含量,工藝流程為: 大豆→清選→幹燥→調溫→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 根據生產能力進行選擇 生產能力大的油廠,有條件選擇較複雜的工藝和較先進的設備;生產能力小的油廠,可選擇比較簡單的工藝和設備。如日處理能力50噸以上的浸出車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(或預榨餅)→存料箱→封閉絞龍→(溶劑→)浸出器(→濕粕)→混合油
 
  油料經過預處理後所成的料胚或預榨餅,由輸送設備送入浸出器,經溶劑浸出後得到濃混合粕和濕粕。
 
  (2)浸出設備:浸出係統的重要設備是浸出器,其形式很多。
 
  間歇式浸出器——浸出罐;連續式浸出器——平轉式浸出器、環形浸出器、衛星式浸出器、履帶式浸出器等。
 
  6、濕粕的脫溶烘幹
 
  (1)工藝流程:濕粕→刮板輸送機→蒸烘機(→捕粕器→混合蒸汽)→幹粕(冷卻)→倉庫;
 
  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量較好的粕,可采用加熱以蒸脫溶劑。
 
  (2)脫溶烘幹設備 對預榨餅浸出粕的脫溶烘幹多采用高料層蒸烘機,對大豆一次浸粕的脫溶烘幹,宜采用D.T蒸脫機。
 
  7.混合油的蒸發和汽提
 
  (l)工藝過程:混合油過濾→混合油貯罐→第一蒸發器→第二蒸發器→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不同,首先將混合油加熱蒸發,使絕大部分溶劑汽化而與油脂分離。然後,再利用油脂與溶劑揮發性的不同,將濃混合油進行水蒸氣蒸餾(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,但是在進行蒸發、汽提之前,須將混合油進行“預處理”,以除去其中的固體粕末及膠狀物質,為混合油的成分分離創造條件。
 
  (2)過濾 讓混合油通過過濾介質(篩網),其中所含的固體粕末即被截留,得到較為潔淨的混合油。處理量較大的平轉型浸出器內,在第Ⅱ集油格上裝有帳篷式過濾器,濾網規格為 100目,濃混合油經過濾後再泵出。
 
  (3)離心沉降 現多采用旋液分離器來分離混合油中的粗末,它是利用混合油各組分的重量不同,采用離心旋轉產生離心力大小的差別,使粕末下沉而液體上升,達到清潔混合油的目的。
 
  (4)混合油的蒸發 蒸發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的濃度,即使揮發性溶劑與不揮發性溶質分離的操作過程。混合油的蒸發是利用油脂幾乎不揮發,而溶劑沸點低、易於揮發的特性,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程。在蒸發設備的選用上,油廠多選用長管蒸發器(也稱為“升膜式蒸發器”)。其特點是加熱管道長,混合油經預熱後由下部進入加熱管內,迅速沸騰,產生大量蒸氣泡並迅速上升。混合油也被上升的蒸氣泡帶動並拉曳為一層液膜沿管壁上升,溶劑在此過程中繼續蒸發。由於在薄膜狀態下進行傳熱,故蒸發效率較高。其設備為長管蒸發器。
 
  (5)混合油的汽提 通過蒸發,混合油的濃度大大提高。然而,溶劑的沸點也隨之升高。無論繼續進行常壓蒸發或改成減壓蒸發,欲使混合油中剩餘的溶劑基本除去都是相當困難的。隻有采用汽提,才能將混合油內殘餘的溶劑基本除去。
 
  汽提即水蒸氣蒸餾,其原理是:混合油與水不相溶,向沸點很高的濃混合油內通入一定壓力的直接蒸汽,同時在設備的夾套內通入間接蒸汽加熱,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,從而降低了高沸點溶劑的沸點。未凝結的直接蒸汽夾帶蒸餾出的溶劑一起進入冷凝器進行冷凝回收。其設備有管式汽提塔、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、第二蒸發器出來的溶劑蒸氣因其中不含水,經冷換器冷卻後直接流入循環溶劑罐;由汽提塔、蒸烘機出來的混合蒸氣進入冷凝器,經冷凝後的溶劑、水混合液流入分水器進行分水,分離出的溶劑流入循環溶劑罐,而水進入水封池,再排入下水道。
 
  若分水器排出的水中含有溶劑,則進入蒸煮罐,蒸去水中微量溶劑後,經冷凝器出來冷凝液進入分水器,廢水進入水封池。
 
  (2)溶劑蒸氣的冷凝和冷卻 所謂冷凝,即在一定的溫度下,氣體放出熱量轉變成液體的過程。而冷卻是指熱流體放出熱量後溫度降低但不發生物相變化的過程。單一的溶劑蒸氣在固定在冷凝溫度下放出其本身的蒸發潛熱而由氣態變成液態。當蒸氣剛剛冷凝完畢,就開始了冷凝液的冷卻過程。因此,在冷凝器中進行的是冷凝和冷卻兩個過程。事實上這兩個過程也不可能截然分開。兩種互不相溶的蒸氣混合物——水蒸氣和溶劑蒸氣,由於它們各自的冷凝點不同,因而在冷凝過程中,隨溫度的下降所得冷凝液的組成也不同。但在冷凝器中它們仍然經曆冷凝、冷卻兩個過程。
 
  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 來自蒸烘機或汽提塔的混合蒸氣冷凝後,其中含有較多的水。利用溶劑不易溶於水且比水輕的特性,使溶劑和水分離,以回收溶劑。這種分離設備就稱之為“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水封池處理。水封池要靠近浸出車間,水封池為三室水泥結構,其保護高度不應小於0.4米,封閉水柱高度大於保護高度2.4倍,容量不小於車間分水箱容積的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水封池處理,但當水中夾雜有大量粕屑時,對呈乳化狀態的一部分廢水,應送入廢水蒸煮罐,用蒸汽加熱到92℃以上,但不超過98℃,使其中所含的溶劑蒸發,再經冷凝器回收。
 
  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入浸出器,並進入整個浸出設備係統與溶劑蒸氣混合,這部分空氣因不能冷凝成液體,故稱之為“自由氣體”。自由氣體長期積聚會增大係統內的壓力而影響生產的順利進行。因此,要從係統中及時排出自由氣體。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。來自浸出器、分水箱、混合油貯罐、冷凝器、溶劑循環罐的自由氣體全部匯集於空氣平衡罐,再進入最後冷凝器。某些油廠把空氣平衡罐與最後冷凝器合二為一。自由氣體中所含的溶劑被部分冷凝回收後,尚有未凝結的氣體,仍含有少量溶劑,應盡量予以回收後再將廢氣排空。
 
  (2)工藝設備 石蠟油尾氣回收法、低溫冷凍法。
 
  10.浸出車間工藝技術參數
 
  (1)工藝參數:①進浸出器料胚質量 直接浸出工藝,料胚厚度為0.3毫米以下,水分10%以下;預榨浸出工藝,餅塊最大對角線不超過15毫米,粉末度(30目以下)5%以下,水分5%以下。②料胚在平轉浸出器中浸出,其轉速不大於100轉/分鍾;在環型浸出器中浸出,其鏈速不小於 0.3轉/分鍾。③浸出溫度50~55℃。④混合油濃度 入浸料胚含油18%以上者,混合油濃度不小於20%;入浸料胚含油大於10%者,混合油濃度不小於15%;入浸料胚含油在大於5%、小於10%者,混合油濃度不小於10%。⑤粕在蒸脫層的停留時間,高溫粕不小於30分鍾;蒸脫機氣相溫度為74-80℃;蒸脫機粕出口溫度,高溫粕不小於105℃,低溫粕不大於80℃。帶冷卻層的蒸脫機(DTDC)粕出口溫度不超過環境溫度10℃。⑥混合油蒸發係統 汽提塔出口毛油含總揮發物0.2%以下,溫度105℃。⑦溶劑回收係統 冷凝器冷卻水進口水溫30℃以下,出口溫度45℃以下。凝結液溫度40℃以下。
 
  (2)產品質量:①毛油總揮發物0.2%以下。②粕殘油率1%以下(粉狀料2%以下),水分12%以下,引爆試驗合格。③一般要求毛油達到如下標準:色澤、氣味、滋味正常;水分及揮發物0.5%;雜質0.5%;酸價參看原料質量標準,不高於規定要求。④預榨餅質量,在預榨機出口處檢驗,要求:餅厚度12毫米;餅水分 6%;餅殘油;13%,但根據浸出工藝需要,可提高到18%。
 
  (3)有關設備計算采用的參數:料胚密度(γ)400~45O千克/米3 ;餅塊密度(γ)560~620千克/米3;層式蒸炒鍋總傳熱係數K=628千焦/(米2·時·℃);入浸出器料胚的容重,大豆粕按360千克/米3,預榨餅按600千克/米3,浸出時間90分鍾。
 
 
  有關列管式傳熱設備的總傳熱係數,常壓蒸發應不低於下列數據:第一蒸發器總傳熱係數1170千焦/(米2·時·℃);第二蒸發器總傳熱係數 420千焦/(米2·時·t); 溶劑冷凝器的總傳熱係數754千焦/(米2·時·℃);溶劑加熱器的總傳熱係數420千焦/(米2·時·℃)設備布置應緊湊,在充分考慮操作維修的空間後,可考慮車間主要通道為1.2米,兩設備突出部分間距如需操作人員通過則為0.8米,如不考慮操作人員通過可為0.4米。靠牆壁無人路過的貯槽與牆距離為0.2米。如有管路經過,上述尺寸尚需考慮管子及保溫層所占空間。車間內不準設地坑、管溝以免溶劑蒸氣積聚。
 
  (4)消耗指標:蒸汽消耗量500(350)千克/噸料;電消耗量15千瓦·時/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,括號內數字為負壓蒸發工藝消耗數。
 
  (5)管路係統設計 對每條管線進行管徑計算,同時按輸送的原料選擇所需管的型號材質。每條管線應進行編號,並編製管路、閥門、疏水器、儀表明細表。浸出車間管徑計算,可選用流速數據如下: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。