油料与油脂力加工技术

发布: 2010-05-13 |  作者: 本站搜集 |   来源: 本站搜集

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    我国主要植物油料有草本油料和木本油料两种。草本油料有:大豆、花生、棉籽、油菜籽、芝麻、葵花籽等;木本油料则有:油茶籽、椰子、核桃、油橄榄、油桐等。

    (一)油料的预处理 油料的预处理包括油料的清理、脱绒、剥壳、干燥、破碎、软化、轧胚和蒸炒等工序。

    1.油料清理:     (1)油料在收获、晾晒、运输和贮藏等过程中会混进一些沙石、泥土、茎叶及铁器等杂质,如果生产前不予清除,对生产过程非常不利,油料中所含杂质可分为无机杂质、有机杂质和含油杂质三大类。

    ①无机杂质 泥土、沙石、灰尘及金属等; ②有机杂质 茎叶、绳索、皮壳及其他种子等; ③含油杂质 不成熟粒、异种油料,规定筛目以下的破损油料和病虫害粒等。     (2)所谓油料清理,即除去油料中所含杂质的工序之总称。对清理的工艺要求,不但要限制油料中的杂质含量,同时还要规定清理后所得下脚料中油料的含量。(1.清理后油料含杂限量(%):冷榨大豆<0.05、热榨大豆<0.1、葵花仁(含壳)<10、芝麻<0.1、花生仁<0.1、油菜籽<0.5、米糠<0.05;2.清理下脚料含油料限量:①大豆下脚的下脚料中油料含量≤0.5%,检查筛规格:筛网4.72目/厘米,金属丝直径0.55毫米。圆孔筛直径1.70毫米。②

    葵花壳(含仁)中油料含量≤1.0,检查筛规格:金属丝直径0.55毫米,圆孔筛直径1.70毫米。③芝麻下脚中油料含量≤1.5,检查筛规格:筛网11.81目/厘米,金属丝直径0.28毫米,圆孔筛直径0.70毫米。④棉籽下脚中油料含量≤0.5,检查筛规格:筛网5.51目/厘米,金属丝直径0.50毫米,圆孔筛直径1.40毫米。⑤油菜籽下脚中油料含量≤1.5,检查筛规格:筛网11.81目/厘米,金属丝直径0.28毫米,圆孔筛直径0.70毫米。

    ①筛选 筛选是利用油料与杂质之间粒度(宽度、厚度、长度)的差别,借助筛孔分离杂质的方法。常用的筛选设备有固定筛、振动筛和旋转筛等。它们的主要工作部分是筛面,要根据油料和杂质颗粒形状及大小合理地选用筛孔。

    ②风选 风选是利用油料与杂质之间悬浮速度的差别,借助风力除杂的方法。风选的主要目的是清除轻杂质和灰尘,同时还能除去部分石子和土块等较重的杂质,此法常用于棉籽和葵花籽等油料的清理。风力分选器可分为吹式和吸式两种。

    ③磁选 磁选是利用磁力清除油料中磁性金属杂质的方法。油厂常用的磁选装置有两种:永磁滚筒和永磁筒。

    ④水选 水选是利用水与油料直接接触,以洗去附着在油料表面的泥灰,并根据比重不同的原料在水中沉降速度不等的原理,同时将油料中的石子、沙粒、金属等重杂质除去,而并肩泥则可在水的浸润作用下松散成细粒被水冲洗掉,采用水洗还可以有效地防止灰尘飞扬。

    ⑤并肩泥的清选 形状、大小与油料种子相等或相近,且比重与油料也相差不很显著的泥土团粒,称为“并肩泥”,特别是在菜籽和大豆中,并肩泥的含量较大,用筛选和风选设备均不能将其有效地清除,必须采用一种特殊的方法和设备方可,清选并肩泥的主要设备有铁辊筒碾米机、胶辊砻谷机、圆盘剥壳机、卧式圆筒打筛和立式圆筒打筛等。

    ⑥棉籽的清理 经棉花加工厂脱绒后的棉子,在装卸和运输过程中都会混进一定数量的杂质,这些杂质包括无机杂质和有机杂质,为了提高出油率,提高油脂和饼粕质量,增大设备处理量,减少设备磨损,改善车间生产环境,避免事故发生,必须将杂质尽可能地除去。

    2.棉籽脱绒 棉短绒又叫“棉籽绒”,是用脱绒机从轧花以后的棉籽表面脱下的短纤维,它是提取纯棉纤维素的重要原料,还可用于制造无烟火药、赛璐珞和人造纤维等。因此,为了取得较好的制油效果和增加经济收入,棉籽进行脱绒是植物油厂在制取棉籽油工艺过程中不可缺少的一道重要生产工序。

    3.油料剥壳与仁壳分离:(1)剥壳设备

     葵花籽剥壳机、圆盘剥壳机、刀板剥壳机、齿辊剥壳机、壳仁分离组合机、乌柏籽仁壳分离机、刀笼剥壳机、离心剥壳机、辊式剥壳机、壳仁分离筛。(2)剥壳要求;①仁中含壳率(3.94目/厘米筛检验) 棉籽仁不超过10%;花生仁不超过1%;葵花籽仁不超过10%。②壳中含仁率(手拣) 棉籽壳不超过0.5%;花生壳不超过0.5%;葵花籽壳不超过1%(如有整籽,剥壳后计入)。

    4.油料干燥 油料干燥是指高水分油料脱水至适宜水分的过程。油料收获时有时在雨季,所以水分含量高。为了安全贮藏,使之有适宜水分,干燥就十分必要。

    利用干燥设备加热油料,可使其中部分水分汽化,同时,油料周围空气中的湿度,必须小于油料在该温度下的表面湿度,这样形成湿度差,则油料中的水分才能不断地汽化而逸入大气,并且在单位时间内,通过油料表面的空气量越多,则油料的脱水速度越快,干燥设备强制通入热风进行干燥,就是利用这个原理。常用的干燥设备有回转式干燥机、振动流化床干燥机和平板干燥机。

    5.油料破碎

     用机械的方法,将油料粒度变小的工序叫破碎。破碎的目的,对于大粒油料而言,是改变其粒度大小利于轧胚;对于预榨饼来说,是使饼块大小适中,为浸出或第二次压榨创造良好的出油条件。破碎常用于大豆、花生仁、油棕仁、椰子干、油桐籽和油茶籽等颗粒较大的油料或预榨饼。(几种油料破碎的工艺指标:①大豆破碎设备为芽板破碎机、对辊破碎机,原料入机水分10-15%,破碎程度4-8瓣,粉末?7.87目/厘米通过筛、不超过10%;②花生仁破碎设备为牙板破碎机、对辊破碎机,原料入机水分7-12%,破碎程度6-8瓣,粉末?7.87目/厘米通过筛、不超过5%;③预榨饼破碎设备为齿辊破碎机、对辊破碎机,原料入机水分8-11%,破碎程度为最大对角线6-10瓣(毫米),粉末不超过10%。)破碎设备的种类很多,常用的有牙板破碎机、辊式破碎机、齿辊破碎机和锤式破碎机等四种。

    6.油料软化

     软化是调节油料的水分和温度,使其变软、增加塑性的工序。为使轧胚效果达到要求,对于含油量较低的大豆、含水分较少的油菜籽以及棉籽等油料,软化是不可缺少的。对于大豆,由于含油量较低,质地较硬,如果再加上含水分少,温度又不高,未经软化就进行轧胚,势必会产生很多粉末;对含水分低的油菜籽(尤其是陈油菜籽),未经软化就进行轧胚,也难以达到要求。

    需要指出的是,对于含油量较高的油料,是否软化就应慎重考虑。例如花生仁一般不予软化;新收获的油菜籽,当水分含量高于8%时,一般不予软化,否则,轧胚时易粘辊面而造成操作困难。(对几种油料软化要求:①大豆

    冷榨设备为螺旋榨油机、水压机,软化水分10-12% ,软化温度不超过60℃,软化时间:用软化锅需要20分钟左右,用火坑要5-6小时,其他为10-15分钟。热榨设备为螺旋榨油机、水压机,软化水分:用螺旋榨油机需要15左右,用水压机需要11.5-14.5% ,软化温度:用螺旋榨油机需要80℃,用水压机需要60-70℃,软化时间:用软化锅需要20分钟左右,用火坑要5-6小时,其他为10-15分钟。② 棉籽 压榨设备为螺旋榨油机、水压机,软化水分10-12% ,软化温度60℃左右,软化时间:用软化锅需要10分钟左右,其他为10分钟左右。③油菜籽 压榨设备为螺旋榨油机、水压机,软化水分:压榨设备为螺旋榨油机则为9%左右,压榨设备为水压机为10-12%,软化温度:压榨设备为螺旋榨油机为50-60℃,压榨设备为水压机为65-70℃,软化时间:用软化锅压榨设备为螺旋榨油机需要12分钟左右,用软化锅压榨设备为水压机需要10分钟左右,其他为10分钟左右④芝麻压榨设备为螺旋榨油机、水压机,软化水分:压榨设备为螺旋榨油机则为8%左右,压榨设备为水压机为10%左右,软化温度:压榨设备为螺旋榨油机为40℃左右,压榨设备为水压机为105℃左右,软化时间:用软化锅压榨设备为螺旋榨油机需要8-10分钟,用软化锅压榨设备为水压机需要10-15分钟。)

    7.油料轧胚 轧胚亦称“压片”、“轧片”。它是利用机械的作用,将油料由粒状压成薄片的过程。轧胚的目的,在于破坏油料的细胞组织,为蒸炒创造有利的条件,以便在压榨或浸出时,使油脂能顺利地分离出来。

    对轧胚的基本要求是料胚要薄,面均匀,粉末少,不露油,手捏发软,松手散开,粉末度控制在筛孔1毫米的筛下物不超过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。

    轧完胚后再对料胚进行加热,使其入浸水分控制在7%左右,粉末度控制在10%以下。当棉胚厚度增至0.4毫米以上,即使增大溶剂量,也难以达到较低的残油率。因此,必须采用压力大的液压轧胚机,使胚片厚度控制在0.25-0.30毫米,且胚片坚实。这样既不会增加胚片的粉末度,又有利于溶剂的浸出。常用设备有:单对辊轧胚机、对辊轧胚机。

    8.油料蒸炒 油料蒸炒是指生胚经过湿润、加热、蒸胚和炒胚等处理,使之发生一定的物理化学变化,并使其内部的结构改变,转变成熟胚的过程。

    蒸炒是制油工艺过程中重要的工序之一。

    因为蒸炒可以借助水分和温度的作用,使油料内部的结构发生很大变化,例如细胞受到进一步的破坏,蛋白质发生凝固变性,磷脂和棉酚的离析与结合等,而这些变化不仅有利于油脂从油料中比较容易地分离出来,而且有利于毛油质量的提高。所以,蒸炒效果的好坏,对整个制油生产过程的顺利进行、出油率的高低以及油品、饼粕的质量都有着直接的影响。

    (l)层式蒸炒锅

     主要油料料胚经5层蒸炒锅处理后(主要油料料胚出料水分和温度:①大豆 出料水分5-7%、出料温度108℃左右;②花生仁 出料水分5-7%、出料温度110℃左右;③棉籽 出料水分5-8%、出料温度105℃左右;④油菜籽 出料水分4-6%、出料温度110℃左右;⑤芝麻 出料水分5-7%、出料温度110℃左右;⑥米糠 出料水分7-9%、出料温度105℃左右)

    榨油机上的蒸炒锅,其炒胚后油料的水分和温度,通常就称为入榨水分和入榨温度。(主要油料料胚的入榨水分和温度:①大豆

    入榨水分1.5-2.8%,入榨温度128℃左右;②花生仁 入榨水分1.0-2.0%,入榨温度130℃左右;③棉籽 入榨水分1.5-2.5%,入榨温度125-128℃;④油菜籽 入榨水分1.0-1.5%,入榨温度130℃左右;⑤芝麻 入榨水分1.2-2.0%,入榨温度125-130℃;⑥米糠 入榨水分 2.5-3.6%,入榨温度120-125℃)

    (2)热风炒籽机 热风炒籽机主要用于机榨香麻油。芝麻酱、浓香花生油制取中芝麻、花生仁的均匀焙炒。经该设备烘炒的芝麻粒色泽均匀,表面疏松,且温度高、入榨水分低,出油率可达46%~48%。由于该设备是实行连续化、全封闭生产,从而优化了生产条件,改变了我国长期利用平底炒锅焙炒芝麻的状况。

    9.油料挤压膨化

     一种以挤压膨化为基础的新方法,正在用于对浸出前的油料进行预处理。由两个半圆筒形机壳组成的圆筒形机膛内,有一根具有固定螺距和直径的螺旋轴。螺旋轴上的螺旋线不连续,间隔中断。机膛内壁上有凸出的破碎刮刀。油料出口处是一块有槽孔的模板,模板外有一个随轴旋转的切割器。在接近进料器的机壳外壁上有加水管阀,在接近出料端的机壳外壁有数个直接蒸汽注入管阀。

(二)压榨制油:

    1.动力螺旋榨油机制油 螺旋榨油机是由动力传动,利用螺旋轴在榨笼中连续旋转对料胚进行压榨取油的榨油机械。目前国产的螺旋榨油机有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型螺旋榨油机 zx x 10型螺旋榨油机是以原95型螺旋榨油机为基础,进行改进设计制造的。经技术鉴定,认为该机与原95型榨油机相比,结构更为合理,尤其是喂料部分和榨膛的改进,提高了工艺效果。该机具有操作简便、性能稳定、单机重量轻、运转平稳、无异常振动和噪音、齿轮箱无渗漏现象等优点。

    3.zxx18(200a-3)型螺旋榨油机zxx18(200a-3)型螺旋榨油机是目前比较好的一种榨油机,它具有结构紧凑、处理量大、操作简便、主要零部件坚固耐用等优点。该机还附装有榨机蒸炒锅,可调节入榨料胚的温度及水分,以取得较好的压榨效果。该机与辅助蒸炒锅配合,基本上实现了连续化生产。

    4.zyx24(202-3)型预榨机 zy x 24型预榨机,是在202型预榨机基础上重新设计的机型。它传动合理,结构紧凑,占地面积小。该机在蒸烘脱水、均匀进料、机械绞饼、榨笼装卸等方面作了较大幅度的改进,放具备蒸脱迅速、进料均匀、绞饼省力、装卸榨笼壳方便等优点。

    该机对压榨花生仁、棉仁、葵花籽仁、油菜籽等含油量较高的油料尤为适宜。     榨油机技术参数:主轴转速为16转/分钟;处理量45~50吨/r(油菜籽);配用电机30、7.5、2.2千瓦;干饼残油率12%~14%(油菜籽);蒸汽压力 0.5~0.6兆帕;蒸汽用量150千克/时。老车间需要安装多台榨机,则榨机与榨机间的中心距以3.3-3.5米为宜。

    一次压榨饼质量:饼厚6~8毫米;水分3%;残油5%~7%(干基);米糠:饼厚4~5毫米,水分4.5%

    榨油车间布置技术参数:对榨油机的布置,要求设备中心间距不少于3米,榨机前面的操作通道要大于2米,榨机炒锅顶净空要大于0.85米,以便搅拌轴的装拆。

    榨油车间作为预榨车间,则本车间与浸出车间之间可考虑设置缓冲饼库,以便浸出车间出现故障时能暂时堆放预榨饼。

    (三)浸出法制油     1.浸出法制油的基本过程

     浸出法制油是应用萃取的原理,选用某种能够溶解油脂的有机溶剂,经过对油料的接触(浸泡或喷淋),使油料中的油脂被萃取出来的一种制油方法。其基本过程是:把油料胚(或预榨饼)浸于选定的溶剂中,使油脂溶解在溶剂内(组成混合油),然后将混合油与固体残渣(粕)分离,混合油再按不同的沸点进行蒸发、汽提,使溶剂汽化变成蒸气与油分离,从而获得油脂(浸出毛油)。溶剂蒸气则经过冷凝、冷却回收后继续使用。粕中亦含有一定数量的溶剂,经脱溶烘干处理后即得干粕,脱溶烘干过程中挥发出的溶剂蒸气仍经冷凝、冷却回收使用。

    2.浸出法制油的优点 浸出法制油具有粕中残油率低(出油率高),劳动强度低,工作环境佳,粕的质量好的优点。

由此可见,较之压榨法、浸出法制油的确是一种先进的制油方法,目前已普遍使用。     3.油脂浸出的基本原理

     油脂浸出亦称“萃取”,是用有机溶剂提取油料中油脂的工艺过程。油料的浸出,可视为固一液萃取,它是利用溶剂对不同物质具有不同溶解度的性质,将固体物料中有关成分加以分离的过程。在浸出时,油料用溶剂处理,其中易溶解的成分(主要是油脂)就溶解于溶剂。当油料浸出在静止的情况下进行时,油脂以分子的形式进行转移,属“分子扩散”。但浸出过程中大多是在溶剂与料粒之间有相对运动的情况下进行的,因此,它除了有分子扩散外,还有取决于溶剂流动情况的“对流扩散”过程。

4.浸出法制油工艺 (1)浸出法制油工艺的分类按操作方式,浸出法制油工艺可分成间歇式浸出和连续式浸出:

    ①间歇式浸出 料胚进入浸出器,粕自浸出器中卸出,新鲜溶剂的注入和浓混合油的抽出等工艺操作,都是分批、间断、周期性进行的浸出过程属于这种工艺类型。

    ②连续式浸出 料胚进入浸出器,粕自浸出器中卸出,新鲜溶剂的注入和浓混合油的抽出等工艺操作,都是连续不断进行的浸出过程属于这种工艺类型。

    按接触方式,浸出法制油工艺可分成浸泡式浸出、喷淋式浸出和混合式浸出:     ③浸泡式浸出 料胚浸泡在溶剂中完成浸出过程的叫浸泡式浸出。属浸泡式的浸出设备有罐组式,另外还有弓型、u型和y型浸出器等。

    ④喷淋式浸出 溶剂呈喷淋状态与料胚接触而完成浸出过程者被称为喷淋式浸出,属喷淋式的浸出设备有履带式浸出器等。

    ⑤混合式浸出 这是一种喷淋与浸泡相结合的浸出方式,属于混合式的浸出设备有平转式浸出器和环形浸出器等。

(2)浸出法制油工艺 按生产方法可分为直接浸出和预榨浸出:     ①直接浸出 直接浸出也称“一次浸出”。它是将油料经预处理后直接进行浸出制油工艺过程。此工艺适合于加工含油量较低的油料。

    ②预榨浸出 预榨浸出油料经预榨取出部分油脂,再将含油较高的饼进行浸出的工艺过程。此工艺适用于含油量较高的油料。

    (3)浸出工艺的选择依据及基本的工艺流程 浸出生产能否顺利进行,与所选择的工艺流程关系密切,它直接影响到油厂投产后的产品质量、生产成本、生产能力和操作条件等诸多方面。因此,应该采用既先进又合理的工艺流程。选择工艺流程的依据是:

    ①根据原料的品种和性质进行选择 根据原料品种的不同,采用不同的工艺流程,如加工棉籽,其工艺流程为:棉籽→清洗→脱绒→剥壳→仁壳分离→软化→轧胚→蒸炒→预榨→浸出; 若加工油菜籽,工艺流程则是:油菜籽→清选→轧胚→蒸炒→预榨→浸出;

    根据原料含油率的不同,确定是否采用一次浸出或预榨浸出。如上所述,油菜籽、棉籽仁都属于高含油原料,故应采用预榨浸出工艺。而大豆的含油量较低,则应采用一次浸出工艺。 大豆→清选→破碎→软化→轧胚→干燥→浸出;

    ②根据对产品和副产品的要求进行选择 对产品和副产品的要求不同,工艺条件也应随之改变,如同样是加工大豆,大豆粕要用来提取蛋白粉,就要求大豆脱皮,以减少粗纤维的含量,相对提高蛋白质含量,工艺流程为: 大豆→清选→干燥→调温→破碎→脱皮→软化→轧胚→浸出→浸出粕→烘烤→冷却→粉碎→高蛋白大豆粉

    ③根据生产能力进行选择 生产能力大的油厂,有条件选择较复杂的工艺和较先进的设备;生产能力小的油厂,可选择比较简单的工艺和设备。如日处理能力50吨以上的浸出车间可考虑采用石蜡油尾气吸收装置和冷冻尾气回收溶剂装置。

5.油脂浸出 (1)工艺流程:料胚(或预榨饼)→存料箱→封闭绞龙→(溶剂→)浸出器(→湿粕)→混合油

    油料经过预处理后所成的料胚或预榨饼,由输送设备送入浸出器,经溶剂浸出后得到浓混合粕和湿粕。

    (2)浸出设备:浸出系统的重要设备是浸出器,其形式很多。     间歇式浸出器??浸出罐;连续式浸出器??平转式浸出器、环形浸出器、卫星式浸出器、履带式浸出器等。

    6、湿粕的脱溶烘干 (1)工艺流程:湿粕→刮板输送机→蒸烘机(→捕粕器→混合蒸汽)→干粕(冷却)→仓库;     从浸出器卸出的粕中含有25%?35%的溶剂,为了使这些溶剂得以回收和获得质量较好的粕,可采用加热以蒸脱溶剂。

    (2)脱溶烘干设备 对预榨饼浸出粕的脱溶烘干多采用高料层蒸烘机,对大豆一次浸粕的脱溶烘干,宜采用d.t蒸脱机。

7.混合油的蒸发和汽提

    (l)工艺过程:混合油过滤→混合油贮罐→第一蒸发器→第二蒸发器→汽提塔→浸出毛油;从浸出器泵出的混合油(油脂与溶剂组成的溶液),须经处理使油脂与溶剂分离。

    分离方法是利用油脂与溶剂的沸点不同,首先将混合油加热蒸发,使绝大部分溶剂汽化而与油脂分离。然后,再利用油脂与溶剂挥发性的不同,将浓混合油进行水蒸气蒸馏(即汽提),把毛油中残留溶剂蒸馏出去,从而获得含溶剂量很低的浸出毛油,但是在进行蒸发、汽提之前,须将混合油进行“预处理”,以除去其中的固体粕末及胶状物质,为混合油的成分分离创造条件。

    (2)过滤 让混合油通过过滤介质(筛网),其中所含的固体粕末即被截留,得到较为洁净的混合油。处理量较大的平转型浸出器内,在第ⅱ集油格上装有帐篷式过滤器,滤网规格为 100目,浓混合油经过滤后再泵出。

    (3)离心沉降 现多采用旋液分离器来分离混合油中的粗末,它是利用混合油各组分的重量不同,采用离心旋转产生离心力大小的差别,使粕末下沉而液体上升,达到清洁混合油的目的。

    (4)混合油的蒸发

     蒸发是借加热作用使溶液中一部分溶剂汽化,从而提高溶液中溶质的浓度,即使挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的操作过程。混合油的蒸发是利用油脂几乎不挥发,而溶剂沸点低、易于挥发的特性,用加热使溶剂大部分汽化熬出,从而使混合油中油脂的浓度大大提高的过程。在蒸发设备的选用上,油厂多选用长管蒸发器(也称为“升膜式蒸发器”)。其特点是加热管道长,混合油经预热后由下部进入加热管内,迅速沸腾,产生大量蒸气泡并迅速上升。混合油也被上升的蒸气泡带动并拉曳为一层液膜沿管壁上升,溶剂在此过程中继续蒸发。由于在薄膜状态下进行传热,故蒸发效率较高。其设备为长管蒸发器。

    (5)混合油的汽提 通过蒸发,混合油的浓度大大提高。然而,溶剂的沸点也随之升高。无论继续进行常压蒸发或改成减压蒸发,欲使混合油中剩余的溶剂基本除去都是相当困难的。只有采用汽提,才能将混合油内残余的溶剂基本除去。

    汽提即水蒸气蒸馏,其原理是:混合油与水不相溶,向沸点很高的浓混合油内通入一定压力的直接蒸汽,同时在设备的夹套内通入间接蒸汽加热,使通入混合油的直接蒸汽不致冷凝。

    直接蒸汽与溶剂蒸气压之和与外压平衡,溶剂即沸腾,从而降低了高沸点溶剂的沸点。未凝结的直接蒸汽夹带蒸馏出的溶剂一起进入冷凝器进行冷凝回收。其设备有管式汽提塔、层碟式汽提塔、斜板式汽提塔。

    8.溶剂蒸气的冷凝和冷却     (1)工艺流程     由第一、第二蒸发器出来的溶剂蒸气因其中不含水,经冷换器冷却后直接流入循环溶剂罐;由汽提塔、蒸烘机出来的混合蒸气进入冷凝器,经冷凝后的溶剂、水混合液流入分水器进行分水,分离出的溶剂流入循环溶剂罐,而水进入水封池,再排入下水道。

    若分水器排出的水中含有溶剂,则进入蒸煮罐,蒸去水中微量溶剂后,经冷凝器出来冷凝液进入分水器,废水进入水封池。

    (2)溶剂蒸气的冷凝和冷却

     所谓冷凝,即在一定的温度下,气体放出热量转变成液体的过程。而冷却是指热流体放出热量后温度降低但不发生物相变化的过程。单一的溶剂蒸气在固定在冷凝温度下放出其本身的蒸发潜热而由气态变成液态。当蒸气刚刚冷凝完毕,就开始了冷凝液的冷却过程。因此,在冷凝器中进行的是冷凝和冷却两个过程。事实上这两个过程也不可能截然分开。两种互不相溶的蒸气混合物??水蒸气和溶剂蒸气,由于它们各自的冷凝点不同,因而在冷凝过程中,随温度的下降所得冷凝液的组成也不同。但在冷凝器中它们仍然经历冷凝、冷却两个过程。

目前常用的冷凝器有列管式冷凝器、喷淋式冷凝器和板式冷凝器。     (3)溶剂和水分离 来自蒸烘机或汽提塔的混合蒸气冷凝后,其中含有较多的水。利用溶剂不易溶于水且比水轻的特性,使溶剂和水分离,以回收溶剂。这种分离设备就称之为“溶剂-水分离器”,目前使用得较多的是分水箱。

    (4)废水中溶剂的回收 分水箱排出的废水要经水封池处理。水封池要靠近浸出车间,水封池为三室水泥结构,其保护高度不应小于0.4米,封闭水柱高度大于保护高度2.4倍,容量不小于车间分水箱容积的1.5倍,水流的入口和出口的管道均为水封闭式。

    在正常情况下,分水器排出的废水经水封池处理,但当水中夹杂有大量粕屑时,对呈乳化状态的一部分废水,应送入废水蒸煮罐,用蒸汽加热到92℃以上,但不超过98℃,使其中所含的溶剂蒸发,再经冷凝器回收。

9.自由气体中溶剂的回收 (1)工艺流程     空气可以随着投料进入浸出器,并进入整个浸出设备系统与溶剂蒸气混合,这部分空气因不能冷凝成液体,故称之为“自由气体”。

    自由气体长期积聚会增大系统内的压力而影响生产的顺利进行。因此,要从系统中及时排出自由气体。但这部分空气中含有大量溶剂蒸气,在排出前需将其中所含溶剂回收。来自浸出器、分水箱、混合油贮罐、冷凝器、溶剂循环罐的自由气体全部汇集于空气平衡罐,再进入最后冷凝器。某些油厂把空气平衡罐与最后冷凝器合二为一。自由气体中所含的溶剂被部分冷凝回收后,尚有未凝结的气体,仍含有少量溶剂,应尽量予以回收后再将废气排空。

(2)工艺设备 石蜡油尾气回收法、低温冷冻法。

    10.浸出车间工艺技术参数     (1)工艺参数:①进浸出器料胚质量

     直接浸出工艺,料胚厚度为0.3毫米以下,水分10%以下;预榨浸出工艺,饼块最大对角线不超过15毫米,粉末度(30目以下)5%以下,水分5%以下。②料胚在平转浸出器中浸出,其转速不大于100转/分钟;在环型浸出器中浸出,其链速不小于 0.3转/分钟。③浸出温度50~55℃。④混合油浓度 入浸料胚含油18%以上者,混合油浓度不小于20%;入浸料胚含油大于10%者,混合油浓度不小于15%;入浸料胚含油在大于5%、小于10%者,混合油浓度不小于10%。⑤粕在蒸脱层的停留时间,高温粕不小于30分钟;蒸脱机气相温度为74-80℃;蒸脱机粕出口温度,高温粕不小于105℃,低温粕不大于80℃。带冷却层的蒸脱机(dtdc)粕出口温度不超过环境温度10℃。⑥混合油蒸发系统 汽提塔出口毛油含总挥发物0.2%以下,温度105℃。⑦溶剂回收系统 冷凝器冷却水进口水温30℃以下,出口温度45℃以下。凝结液温度40℃以下。

    (2)产品质量:①毛油总挥发物0.2%以下。②粕残油率1%以下(粉状料2%以下),水分12%以下,引爆试验合格。③一般要求毛油达到如下标准:色泽、气味、滋味正常;水分及挥发物0.5%;杂质0.5%;酸价参看原料质量标准,不高于规定要求。④预榨饼质量,在预榨机出口处检验,要求:饼厚度12毫米;饼水分

    6%;饼残油;13%,但根据浸出工艺需要,可提高到18%。

    (3)有关设备计算采用的参数:料胚密度(γ)400~45o千克/米3 ;饼块密度(γ) 560~620千克/米3;层式蒸炒锅总传热系数k=628千焦/(米2?时?℃);

    入浸出器料胚的容重,大豆粕按360千克/米3,预榨饼按600千克/米3,浸出时间90分钟。

    有关列管式传热设备的总传热系数,常压蒸发应不低于下列数据:第一蒸发器总传热系数1170千焦/(米2?时?℃);第二蒸发器总传热系数 420千焦/(米2?时?t); 溶剂冷凝器的总传热系数754千焦/(米2?时?℃);溶剂加热器的总传热系数420千焦/(米2?时?℃)

    设备布置应紧凑,在充分考虑操作维修的空间后,可考虑车间主要通道为1.2米,两设备突出部分间距如需操作人员通过则为0.8米,如不考虑操作人员通过可为0.4米。靠墙壁无人路过的贮槽与墙距离为0.2米。如有管路经过,上述尺寸尚需考虑管子及保温层所占空间。车间内不准设地坑、管沟以免溶剂蒸气积聚。

    (4)消耗指标:蒸汽消耗量500(350)千克/吨料;电消耗量15千瓦?时/吨料;冷却水量20(30)吨/吨料;溶剂消耗量<5千克/吨料

    注意:蒸汽消耗量中,括号内数字为负压蒸发工艺消耗数。     (5)管路系统设计 对每条管线进行管径计算,同时按输送的原料选择所需管的型号材质。每条管线应进行编号,并编制管路、阀门、疏水器、仪表明细表。浸出车间管径计算,可选用流速数据如下:主蒸气管25米/秒,支蒸气管20米/秒,水管1.5米/秒,混合油溶剂管1.0米/秒。

    (四)油脂精炼 毛油一般指从浸出或压榨工序由植物油料中提取的含有不宜食用(或工业用)的某些杂质的油脂。

    毛油的主要成分是甘油三脂肪酸酯的混合物(俗称中性油)。除中性油外,毛油中还含有非甘油酯物质(统称杂质),其种类、性质、状态,大致可分为机械杂质、脂溶性杂质和水溶性杂质等三大类。

    1.油脂精炼的目的和方法     (1)油脂精炼的目的

     油脂精炼,通常是指对毛油进行精制。毛油中杂质的存在,不仅影响油脂的食用价值和安全贮藏,而且给深加工带来困难,但精炼的目的,又非将油中所有的杂质都除去,而是将其中对食用、贮藏、工业生产等有害无益的杂质除去,如棉酚、蛋白质、磷脂、黏液、水分等都除去,而有益的“杂质”,如生育酚等要保留。因此,根据不同的要求和用途,将不需要的和有害的杂质从油脂中除去,得到符合一定质量标准的成品油,就是油脂精炼的目的。

    (2)油脂精炼的方法 根据操作特点和所选用的原料,油脂精炼的方法可大致分为机械法、化学法和物理化学法三种。

    上述精炼方法往往不能截然分开。有时采用一种方法,同时会产生另一种精炼作用。例如碱炼(中和游离脂肪酸)是典型的化学法,然而,中和反应生产的皂脚能吸附部分色素、黏液和蛋白质等,并一起从油中分离出来。由此可见,碱炼时伴有物理化学过程。

    油脂精炼是比较复杂而具有灵活性的工作,必须根据油脂精炼的目的,兼顾技术条件和经济效益,选择合适的精炼方法。

    2.机械方法:     (1)沉淀;①沉淀原理

     沉淀是利用油和杂质的不同比重,借助重力的作用,达到自然分离二者的一种方法。②沉淀设备 沉淀设备有油池、油槽、油罐、油箱和油桶等容器。③沉淀方法 沉淀时,将毛油置于沉淀设备内,一般在20~30℃温度下静止,使之自然沉淀。由于很多杂质的颗粒较小,与油的比重差别不大。因此,杂质的自然沉淀速度很慢。另外,因油脂的粘度随着温度升高而降低,所以提高油的温度,可加快某些杂质的沉淀速度。但是,提高温度也会使磷脂等杂质在油中的溶解度增大而造成分离不完全,故应适可而止。

    沉淀法的特点是设备简单,操作方便,但其所需的时间很长(有时要10多天),又因水和磷脂等胶体杂质不能完全除去,油脂易产生氧化、水解而增大酸值,影响油脂质量,不仅如此,它还不能满足大规模生产的要求,所以,这种纯粹的沉淀法,只适用于小规模的乡镇企业。

    (2)过滤:①过滤原理 过滤是将毛油在一定压力(或负压)和温度下,通过带有毛细孔的介质(滤布),使杂质截留在介质上,让净油通过而达到分离油和杂质的一种方法。②过滤设备 箱式压滤机、板框式过滤机、振动排渣过滤机和水平滤叶过滤机。

    (3)离心分离

     离心分离是利用离心力分离悬浮杂质的一种方法。卧式螺旋卸料沉降式离心机,卧式螺旋卸料沉降式离心机是轻化工业应用已久的一类机械产品,近年来在部分油厂用以分离机榨毛油中的悬浮杂质,取得较好的工艺效果。目前国内油厂用于毛油除杂的wl型离心机的技术性能: 转鼓大端直径(毫米):wl-350 350 、wl-380 380;转鼓工作长度(毫米):wl-350 650、wl-380 618;转鼓转速(转/分钟)wl-350 3100-3500、wl-380 3500;分离因素:wl-350 1800-2400、wl-380 2560;螺旋速度(转/分钟)wl-350 28-45、wl-380 22;生产能力(吨/时)wl-350 1-2、wl-380 2.5;电机功率(千瓦)wl-350 7.5、wl-380 7.5-11;工作温度(℃)wl-350 0-90、wl-380 0-90;净油含渣(%)wl-350≤0.2、wl-380≤0.2;渣中含油(%)wl-350≤40、wl-380≤40;外形尺寸(毫米)wl-350 1660x900x540、wl-380 1800x900x530;整机质量(千克)wl-350 670、wl-380 800

    3.水化法     (1)水化原理 所谓水化,是指用一定数量的热水或稀碱、盐及其他电解质溶液,加入毛油中,使水溶性杂质凝聚沉淀而与油脂分离的一种去杂方法。

    水化时,凝聚沉淀的水溶性杂质以磷脂为主,磷脂的分子结构中,既含有疏水基团,又含有亲水基团。

    当毛油中不含水分或含水分极少时,它能溶解分散于油中;当磷脂吸水湿润时,水与磷脂的亲水基结合后,就带有更强的亲水性,吸水能力更加增强,随着吸水量的增加,磷脂质点体积逐渐膨胀,并且相互凝结成胶粒。胶粒又相互吸引,形成胶体,其比重比油脂大得多,因而从油中沉淀析出。

    (2)水化设备 目前广泛使用的水化设备是水化锅。一般油厂往往配备2~3只水化锅,轮流使用。也可作为碱炼(中和)锅使用。

    (3)工艺流程:机榨毛油→预热→加水→静置沉淀(保温)→分离(油脚(或并入待水化毛油)浸出油→加热盐水→静置沉淀→撇油)→水化净油→真空脱水→成品油;

浸出毛油→冷却→水化→(稀碱→)沉降(→油脚)→干燥→成品油     (4)水化脱胶工艺参数:①毛油的质量要求:水分及挥发物≤0.3%;杂质≤0.4%。②水的质量要求:总硬度(以

    cao计)<250毫克/升;其他指标应符合生活饮用水卫生标准。③间歇式脱磷加水量可采用胶质含量的3~5倍;连续式脱磷加水量可为油量的1%~3%。④水化温度。通常采用70~85℃,水化的搅拌速度,应能变动.间歇式的应至少有两种速度选择;⑤水化脱磷工艺中如添加酸类等情况时,添加量可考虑为油量的0.05%~0.10%。连续式脱磷设备因胶质分离时带有少量杂质,大型厂宜采用排渣式离心机,以节省清洗碟片的时间。⑥水化脱磷设备的选用,处理量小于20吨/天的宜采用间歇式设备;处理量大于50吨/天的应采用连续式设备。⑦水化脱磷设备布置宜在二层楼房车间,主要设备及操作的仪表开关应放在楼上,中间贮罐及辅助设施放在楼下。⑧一般新设计车间中,间歇式水化锅之间的净空距离可为0.6~0.8米,两两成组,组之间净空距离可为1.2~1.5米,连续式水化离心机之间距离可为1.5~1.8米。⑨成品质量:磷脂含油(干基)< 50%;含磷脂量< 0.15%~ 0.45%(据不同油品和要求);含磷量<50~150毫克/千克;杂质≤0. 15%;水分<0.2%⑩(连续式)消耗指标:蒸气(0.2兆帕)60~80千克/吨;水(20℃)0.2~0.4米3/吨;电3~5千瓦?时/吨。

    4.碱炼法 碱炼,是用碱中和游离脂肪酸,并同时除去部分其他杂质的一种精炼方法。所用的碱有多种,例如石灰、有机碱、纯碱和烧碱等。国内应用最广泛的是烧碱。

    (1)碱炼的基本原理 碱炼的原理是碱溶液与毛油中的游离脂肪酸发生中和反应。反应式如下: rcooh+naoh→roona+h2o

除了中和反应外,还有某些物理化学作用。     ①烧碱能中和毛油中游离脂肪酸,使之生成钠皂(通称为皂脚),它在油中成为不易溶解的胶状物而沉淀。

    ②皂脚具有很强的吸附能力。因此,相当数量的其他杂质(如蛋白质、黏液、色素等)被其吸附而沉淀,甚至机械杂质也不例外。

    ③毛棉油中所含的游离棉酚可与烧碱反应,变成酚盐。这种酚盐在碱炼过程中更易被皂脚吸附沉淀,因而能降低棉油的色泽,提高精炼棉油的质量。

    碱炼所生成的皂脚内含有相当数量的中性油,其原因主要在于:钢皂与中性油之间的胶溶性;中性油被钠皂包裹;皂脚凝聚成絮状时对中性油的吸附。

    在中和游离脂肪酸的同时,中性油也可能被皂化而增加损耗。因此,必须选择最佳条件,以提高精油率。

    (2)碱炼方法 按设备来分,有间歇式和连续式两种碱炼法,而前者又可分为低温和高温两种操作方法。对于小型油厂,一般采用的是间歇低温法。

    ①间歇式碱炼工艺流程:毛油→脱胶→加碱中和→升温→加水→静置沉淀→分离→净油→水洗→干燥→碱炼油→皂油→煮沸加食盐→撇油

    ②连续式碱炼 连续式碱炼即生成过程连续化。其中有些设备能够自动调节,操作简单,生产效率高,此法所用的主要设备是高速离心机,常用的有管式和碟式高速离心机。

(3)碱炼脱酸工艺参数     ①脱胶油的质量要求:水分<0.2%;杂质<0.15%;磷脂含量<0.05%。水的质量要求:总硬度(以cao计)< 50毫克/升;其他指标应符合生活饮用水卫生标准。烧碱的质量要求:杂质<5%的固体碱,或相同质量的液体碱。

②从处理量来考虑,小于20吨/天的宜采用间歇式碱炼,大于50吨/天的应采用连续式碱炼。

    ③碱炼中碱液的浓度和用量必须正确选择,应根据油的酸价(加入其他酸时亦包括在内)、色泽、杂质等和加工方式,通过计算和经验来确定,碱液浓度一般为10~30波美度,碱炼时的超碱量一般为理论值的20%~40%。

    ④间歇式碱炼应采用较低的温度。设备应有二级搅拌速度。     ⑤连续式碱炼可采用较高的温度和较短的混合时间。在采用较高温度的同时,必须避免油与空气的接触,以防止油的氧化。

    ⑥水洗作业可采用二次水洗或一次复炼和一次水洗,复炼宜用淡碱,水洗水应用软水,水洗水量一般为油重的10%~20%,水洗温度可为80~95℃。

    ⑦水洗脱水后的油的干燥应采用真空干燥,温度一般为85~100℃,真空残压为4000~7000帕,干燥后的油应冷却至70℃以下才能进入下面的作业或贮存。

    ⑧成品质量:酸价 间歇式≤0.4、连续式≤0.15或按要求;油中含皂 间歇式<150~300毫克/1克、连续式< 80毫克/千克,不再脱色可取< 150毫克/千克;油中含水<0,1%~0.2%;油中含杂<0.1%~0.2%。

    ⑨消耗指标:蒸气(0.2兆帕)200-250千克/吨;软水0.4-0.6米3/吨;冷却水(20℃,循环使用的补充水量)1-1.5米3/吨;电5-20千瓦?时/吨;烧碱(固体碱,含量 95%);ffa含量的1.5-2倍;碱炼损耗(1.2-1.6)x韦森损耗

    ⑩非冷却用水废水排放量及其主要指标:碱炼时的非冷却用水是植物油厂产生废水的重要方面,应尽量减少废水的产生和对环境的污染程度。排放量<0.4~0.6米3/吨。

    主要污染指标:ph 8~10;ss 2 000~5000毫克/升;cod 5 000~10 000毫克/升; bod 8 000~15 000毫克/升;含油量500~1000毫克/升。

    5.塔式炼油法 塔式炼油法又称“泽尼斯炼油法”。该法已用于菜籽油、花生油、玉米胚油和牛羊油等的碱炼,同时也适用于棉籽油的第二道碱炼。

    一般的碱炼法是碱液分散在油相中和游离脂肪酸,即油包和,即水包油滴(o/w)型。塔式炼油法由三个阶段组成,第一阶段是毛油脱胶,第二阶段是脱酸,第三阶段是脱色其工艺过程如下:

    6.物理精炼

     油脂的物理精炼即蒸馏脱酸,系根据甘油三酸酯与游离脂肪酸(在真空条件下)挥发度差异显著的特点,在较高真空(残压600帕以下)和较高温度下(240~260℃)进行水蒸气蒸馏的原理,达到脱除油中游离脂肪酸和其他挥发性物质的目的。在蒸馏脱酸的同时,也伴随有脱溶(对浸出油而言)、脱臭、脱毒(米糠油中的有机氯及一些环状碳氢化合物等有毒物质)和部分脱色的综合效果。

油脂的物理精炼适合于处理高酸价油脂,例如米糠油和棕榈油等。     油脂的物理精炼工艺包括两个部分,即毛油的预处理和蒸馏脱酸。

    预处理包括毛油的除杂(指机械杂质,如饼渣、泥沙和草屑等)、脱胶(包括磷脂和其他胶粘物质等)、脱色三个工序。通过预处理,使毛油成为符合蒸馏脱酸工艺条件的预处理油这是进行物理精炼的前提,如果预处理不好,会使蒸馏脱酸无法进行或得不到合格的成品油。蒸馏脱酸主要包括油的加热、冷却、蒸馏和脂肪酸回收等工序。

物理精炼使用的主要设

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