米糠膨化浸出制油工藝 膨化工藝操作說(shuō)明 溶劑損耗的控制措施

1　米糠的物理特性及加工原理
米糠中油脂的含量約為14% ～24% ,是種中低含油量的油料。和其他油料相比還具有以下特點(diǎn):淀粉含量,酶的種類多,易酸敗,不宜久存；含有磷脂、糠蠟等多種膠體物質(zhì)；密度小( 278 ～350kg/m3 ) ,顆粒細(xì),粉末度大； 品種多,組分變化大。鑒于米糠的上述物理特性,決定了米糠制油的工藝不能像大豆那樣直接采用浸出工藝,而是采用膨化浸出制油工藝,即在浸出之前對(duì)米糠進(jìn)行膨化處理。方面通過(guò)膨化處理,可以使粉末狀的米糠膨化成多孔、透氣性較好的柱狀結(jié)構(gòu),使米糠的密度加大(米糠膨化后的密度為500 kg/m3 左右) ,溶劑的浸出速度加快,在浸出過(guò)程中利于溶劑的浸出,降低糠粕殘油；另方面通過(guò)膨化處理,還可以使米糠中的解脂酶被充分鈍化,失去活性,使米糠在保存過(guò)程中不易酸敗,延長(zhǎng)了米糠的保鮮期,大大降低了浸出毛油的酸值,提了米糠浸出毛油的質(zhì)量。因此,米糠經(jīng)過(guò)膨化后,不但能夠提產(chǎn)量(浸出膨化米糠比米糠直接浸出可使浸出能力提25%～35%) ,還可以提高物料的浸出特性,提溶劑在物料中的浸出速度,在后道加工工序中能夠節(jié)約能源,降低濕粕含溶量,提混合油濃度,增加蒸脫機(jī)和蒸發(fā)器的脫溶能力,降低各種消耗,提米糠的出油率。
2　米糠的膨化工藝
2.1膨化工藝流程
 
2.2　膨化工藝操作說(shuō)明
2.2.1 篩選　去掉米糠中粗糠和碎米，以防影響后續(xù)工藝的取油和濕粕的脫溶。在膨化過(guò)程中般要求米糠中雜質(zhì)含量小于3% ,而粗纖維含量在8%左右即可達(dá)到要求。
2.2.2　磁選　清理米糠中可能含有的鐵雜質(zhì),因?yàn)樵谂蚧^(guò)程中鐵雜質(zhì)會(huì)對(duì)膨化機(jī)的榨螺造成嚴(yán)重的損壞,并堵塞膨化機(jī)的模塊,影響其膨化效果。由于米糠顆粒小,流動(dòng)性差,米糠中的鐵雜質(zhì)通常采用讓米糠通過(guò)安裝在設(shè)備進(jìn)料口處的條型磁鐵的方法加以去掉。
2.2.3　調(diào)質(zhì)　調(diào)質(zhì)處理是在米糠進(jìn)入膨化機(jī)之前,先對(duì)米糠進(jìn)行提前預(yù)熱,提米糠膨化前的溫度。調(diào)質(zhì)處理后米糠的溫度般控制在65～75 ℃,水分控制在10%～12%。這樣,方面可以增加膨化機(jī)的產(chǎn)量,另方面可以提米糠膨化質(zhì)量。
2.2.4　膨化　米糠的膨化是通過(guò)膨化機(jī)內(nèi)噴入壓直接蒸汽和溫水來(lái)提膨化機(jī)內(nèi)溫度及濕度,并形成壓處理米糠,使其從原來(lái)的碎末狀態(tài)聚合形成多孔的柱狀結(jié)構(gòu),由膨化機(jī)通過(guò)出料模板擠壓出來(lái)。在膨化機(jī)的操作過(guò)程中,保證膨化機(jī)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵就是能夠連續(xù)穩(wěn)定的向膨化機(jī)喂料,不能出現(xiàn)物料斷流的情況,保證膨化機(jī)榨膛內(nèi)的工作壓力。膨化機(jī)內(nèi)的溫度通常為104～130 ℃,水分為15%～17% ,榨膛內(nèi)的壓力達(dá)到13MPa。這樣的條件足以使米糠中解脂酶鈍化,使酶失去活性。米糠的膨化過(guò)程般為10～30 s,當(dāng)物料從出料模板擠壓出來(lái)時(shí),物料中的部分水分迅速汽化,物料水分急劇降低,膨化機(jī)的出料水分可降到14%左右。
2.2.5 烘干、冷卻　從膨化機(jī)內(nèi)出來(lái)的膨化物料水分太大,溫度太,不適合直接浸出,必需經(jīng)過(guò)烘干、冷卻調(diào)質(zhì)處理,使水分達(dá)到7%～9% ,溫度達(dá)到50～55 ℃。膨化后的米糠般選用平板烘干機(jī)或氣流烘干機(jī)進(jìn)行烘干和冷卻。
3　膨化米糠的浸出工藝
膨化米糠的浸出工藝與大豆及棉籽餅的浸出工藝類似,整個(gè)浸出過(guò)程分為物料浸出、濕粕脫溶、混合油蒸發(fā)和溶劑回收4大系統(tǒng)。但膨化米糠本身的物料特性又決定了膨化米糠的浸出過(guò)程有其自身的特點(diǎn)。
3.1　浸出系統(tǒng)
考慮到膨化米糠在輸送過(guò)程中易碎,物料粉末度大等特點(diǎn),膨化米糠般選用平轉(zhuǎn)浸出器進(jìn)行浸出。由于米糠中含有大量的粗纖維和淀粉等雜質(zhì),當(dāng)物料進(jìn)入平轉(zhuǎn)浸出器的料格以后不能翻動(dòng),如果浸出物料的水分偏,在持續(xù)溫?zé)嶙饔孟?浸出物料中的粗纖維和淀粉等雜質(zhì),就會(huì)吸水膨脹產(chǎn)生黏連效應(yīng),使物料在平轉(zhuǎn)浸出器的料格內(nèi)不易落料,發(fā)生難以落料的“搭橋”現(xiàn)象,因此在平轉(zhuǎn)浸出器制作時(shí),料格不宜太,平轉(zhuǎn)浸出器應(yīng)做成矮胖型,物料在料格內(nèi)的度般控制在1.3 m左右,這樣,即使浸出物料的水分有些偏,也不會(huì)發(fā)生“搭橋”現(xiàn)象。由于膨化米糠中含有大量的粉末狀物料,在浸出過(guò)程中,這些粉末狀物料就會(huì)通過(guò)柵板底進(jìn)入油斗內(nèi),長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)形成堆積,影響生產(chǎn)。為了解決這問(wèn)題,平轉(zhuǎn)浸出器制作時(shí),應(yīng)該在浸出器的每個(gè)油斗內(nèi)安裝個(gè)十字型的反沖管,在生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常打開(kāi)反沖管的控制閥門(mén)沖洗油斗,并通過(guò)混合油泵把含有雜質(zhì)的混合油打到料格上部的物料上進(jìn)行過(guò)濾,避免粉末狀物料在油斗中的積存,保證后續(xù)工藝生產(chǎn)的正常進(jìn)行。另外,由于膨化米糠呈柱狀結(jié)構(gòu),物料間的空隙較大,溶劑通過(guò)物料的浸出速度較快,在物料的上部不易形成液面,因此必需加大新鮮溶劑的噴淋量和混合油的量,才能降低粕中殘油,提出油率。
3.2　脫溶系統(tǒng)
由于米糠中含有淀粉等雜質(zhì),在濕粕米糠脫溶過(guò)程中,米糠中的淀粉吸水達(dá)到糊化溫度時(shí),淀粉將被糊化,米糠的黏連性強(qiáng),濕粕米糠中的溶劑和水分就難以揮發(fā),濕粕脫溶就相當(dāng)困難。因此,濕粕米糠的脫溶應(yīng)以烘烤脫溶為主,汽提脫溶為輔,脫溶料層盡量降低,直接蒸汽采用過(guò)熱蒸汽,且直接蒸汽的用量應(yīng)控制在小限度。考慮到上述因素,濕粕米糠的脫溶般選用DTC蒸脫機(jī)。DTC蒸脫機(jī)通常為6層結(jié)構(gòu),即層預(yù)脫盤(pán),兩層花盤(pán),層直接汽脫溶層,層烘干層和層冷卻層。濕粕米糠首先經(jīng)過(guò)層預(yù)脫盤(pán)和兩層花盤(pán)的烘烤脫溶,脫除大部分溶劑,再經(jīng)過(guò)直接汽脫溶層進(jìn)行汽提脫溶,濕粕米糠經(jīng)過(guò)4層脫溶,每層都不會(huì)太,因此脫溶效果好,脫溶充分,脫溶后糠粕的殘溶達(dá)到要求。脫溶后的糠粕含有大量的水分,經(jīng)過(guò)烘干層脫除水分,使烘干后的水分達(dá)到要求。烘干后的糠粕溫度較,不能直接灌袋包裝,要經(jīng)過(guò)冷卻層進(jìn)行冷卻,冷卻溫度控制在4 ℃以下,冷卻后可以直接灌袋包裝。冷卻層外接剎克龍可對(duì)冷風(fēng)帶出的碎末進(jìn)行捕集,由于糠粕的粉末度大,冷風(fēng)帶出的碎末量多,因此蒸脫機(jī)配備的剎克龍應(yīng)該加大,以滿足生產(chǎn)的工藝要求。
3.3混合油蒸發(fā)系統(tǒng)
米糠濃混合油中含有大量的固體雜質(zhì),這些固體雜質(zhì)如果不清理干凈,就會(huì)堵塞蒸發(fā)器和汽提塔,使混合油中的溶劑脫除不充分,毛油的揮發(fā)物增,浸出車(chē)間的溶劑消耗增加。因此,濃混合油在進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)之前,其中的固體雜質(zhì)必需清理干凈。通常采用連續(xù)過(guò)濾器、混合油過(guò)濾機(jī)、旋液分離器和鹽析等其中的種或幾種方法。在這幾種方法中,旋液分離器的效果好,操作簡(jiǎn)便。在浸出過(guò)程中由于加大了新鮮溶劑的噴淋量,因此濃混合油的量也相應(yīng)增加。在設(shè)備選型過(guò)程中,應(yīng)該適當(dāng)增加蒸發(fā)器的蒸發(fā)面積,以滿足生產(chǎn)工藝的要求。http://m.haojun365.com.cn/
3.4　溶劑回收系統(tǒng)
米糠浸出溶劑回收系統(tǒng)類似于大豆及油菜籽的浸出工藝。相比較而言,只因膨化米糠在浸出的過(guò)程中增加了新鮮溶劑量,因此在配備冷凝器時(shí)要加大冷凝器的冷凝面積,才能保證溶劑的冷凝效果,降低浸出車(chē)間的溶劑消耗。另外,為了保證冷凝器的冷凝效果,防在冷凝器中分配不均的現(xiàn)象發(fā)生,冷凝器和水好采用串聯(lián)方式,并且要加大水管的直徑,以減少水在流動(dòng)過(guò)程中的阻力,水泵的揚(yáng)程要,水流速度加快,冷凝器的冷凝效果就會(huì)提。
4 溶劑的消耗
從浸出的工藝及物料流分析，溶劑的消耗主要來(lái)自五個(gè)方面：
4.1   浸出毛油帶出的溶劑
    混合油經(jīng)過(guò)蒸發(fā)和汽提后，脫除絕大部分的溶劑，但仍有少量的溶劑殘留在毛油中，按規(guī)定般要求毛油的總揮發(fā)物小于0.3%，而其中溶劑為500mg/kg以下，榨油機(jī)按出油率16%計(jì)算，每噸料帶走的溶劑為1000*16%*0.05%=0.08kg，當(dāng)混合油的蒸發(fā)與汽提不充分時(shí)，毛油中的溶殘會(huì)增加，使車(chē)間溶耗指標(biāo)加大。
4.2 成品粕帶出的溶劑
    由浸出器瀝干后的濕粕經(jīng)蒸脫機(jī)掙脫、烘干、冷卻后，仍會(huì)有少量的溶劑殘留，正常要求成品粕溶殘?jiān)?00mg/kg以下，如按出粕率80%計(jì)算，由成品粕帶出的溶劑為1000*80%*0.07%=0.56kg，如蒸脫的效果不理想，同樣會(huì)增加溶耗指標(biāo)。
4.3   廢水帶走溶劑
    溶劑與水的混合液通過(guò)分水后，會(huì)有微量的溶劑留在水中，且隨著溫度的升，溶劑在水中的溶解度會(huì)增加。20℃時(shí)溶劑在水中的溶解度為0.014%，每加工1噸大豆排出廢水約150kg，則隨廢水排出的溶劑為150*0.014%=0.021kg/噸料。
4.4   自由氣體帶走的溶劑
    自由氣體是各設(shè)備的冷凝器未凝氣體，主要包括由入浸物料帶入的空氣和未凝溶劑氣體、少量水分等，般每噸料帶入的空氣為2m3左右，通常規(guī)定排放的自由氣體中溶劑的含量不應(yīng)超過(guò)0.1%（體積比），若采用冷凍回收法，在0℃下排放尾氣，尾氣中含溶劑量為0.235kg/立方米，則尾氣帶走的溶劑量為0.47kg/噸料。如采用礦物油吸收法，尾氣中溶劑含量為0.03—0.07kg/立方米，則尾氣帶走的溶劑約0.15kg/噸料。
4.5   跑冒滴漏消耗的溶劑
    當(dāng)浸出系統(tǒng)在正壓下運(yùn)行時(shí)，設(shè)備的人孔、手孔、管道法蘭，視鏡、設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)部位如軸封等處密封不良時(shí)，會(huì)有溶劑外泄，在開(kāi)車(chē)期間由于設(shè)備故障、堵料等原因打開(kāi)設(shè)備維修，也會(huì)造成溶劑大量外泄。因此保證系統(tǒng)負(fù)壓，較的設(shè)備完好率是減少跑冒的關(guān)鍵。
    由前四項(xiàng)溶劑損耗的總和為0.81kg/噸料，而般的浸出廠溶耗躲在2kg以上。因此控制好跑冒滴漏對(duì)溶耗的降低關(guān)系重大。
5  溶劑損耗的控制措施
5.1.物料浸出的濕粕含溶量控制
5.1.1入浸物料的質(zhì)量要求：大豆壓片的厚度為0.3—0.4mm，粉末度小于0.5%（通過(guò)11.8孔/c㎡篩），水分為8—9%。入浸物料粉末度大，水分會(huì)使溶劑的浸出效果差，濕粕的溶劑含量大，增加蒸脫機(jī)的負(fù)荷，脫溶效果下降，成品粕的溶劑含量上升，溶耗增加。
5.1.2浸出器的裝料度要適宜：太低產(chǎn)量低或浸出時(shí)間短，太易造成生料坯成團(tuán)或結(jié)塊，尤其在料坯水分的情況下，引起溶劑浸出路程延長(zhǎng)，阻力增加，浸出困難，經(jīng)過(guò)瀝干段后，濕粕的溶劑殘留量而增加蒸脫機(jī)的負(fù)荷。
5.1.3新溶劑的質(zhì)量與噴淋量：浸出車(chē)間的溶劑為再利用，從浸出器溢流出的混合油通過(guò)蒸發(fā)汽提與濕粕蒸脫回收溶劑，因?yàn)橐肓酥苯诱羝够厥盏娜軇匦杞?jīng)過(guò)分水才能使用，如果溶劑的分水效果不好，溶劑帶有少量的水分進(jìn)入浸出器，物料吸水結(jié)團(tuán)，阻擋溶劑的浸出，增加濕粕的含溶。噴淋量過(guò)大，在瀝干段不能充分瀝干，同樣增加濕粕的含溶。
    在操作過(guò)程中應(yīng)根據(jù)物料含油量的不同，控制溶劑比在1：0.8—1.2之間，瀝干時(shí)間在20分鐘左右，濕粕含溶在25%—30%。
5.2.保證濕粕蒸脫的效果
5.2.1進(jìn)入蒸脫機(jī)的物料要保證充分的預(yù)熱：在此蒸脫絕大部分的溶劑，從而減少直接蒸汽在豆粕中的冷凝，增加豆粕的流動(dòng)性，使豆粕與直接蒸汽很好接觸，減少豆粕結(jié)塊，保證物料蒸透。同理，使用過(guò)熱蒸汽的效果要好于飽和蒸汽，過(guò)熱蒸汽的穿透能力強(qiáng)，脫溶效果好。
    在蒸脫機(jī)預(yù)脫層，由于含溶較多，溫度控制在75℃，二層85℃，三層和脫溶層控制在105℃，保持蒸脫層的料位度1000—1100mm，太低直接汽吹穿料層，達(dá)不到蒸脫的目的，同時(shí)由于存料度低，脫溶層靠料擺控制料層度時(shí)，不能達(dá)到良好的料封作用，使溶劑氣體從出粕口壓出，增加溶耗。
5.2.2掌握好直接汽的壓力：太易引起汽相壓力升，溶劑汽體易從密封處泄漏，部分氣體倒流入浸出器，使浸出壓力升，增加跑冒滴漏，般蒸脫機(jī)的汽相溫度在75℃—80℃即可。
5.2.3蒸脫機(jī)蒸脫層的底板蒸汽孔要開(kāi)的均勻，不留死角，這樣才能保證成品豆粕的溶殘低于500ppm。
5.2.4濕式捕集器的水量要均勻，防回水管道堵塞，蒸脫機(jī)的出氣管路不應(yīng)設(shè)計(jì)得太細(xì)，防因物料沉積引起蒸脫機(jī)壓力升，應(yīng)定期清理。
5.2.5冷凝器的配置噸料與冷凝面積比應(yīng)不少于1：2，采用鋁合金或不銹鋼材質(zhì)，使用壽命長(zhǎng)，冷凝效果好。
5.3.提高混合油蒸發(fā)的效果
   在保證浸出效果的前提下，盡量提混合油的濃度，以減小蒸發(fā)的負(fù)荷，節(jié)約蒸汽用量。混合油濃度低，相應(yīng)的蒸發(fā)量也大，需要的冷凝面積也大，在條件定時(shí)，會(huì)使冷凝后的自由氣體含溶量增加而加大尾氣吸收的難度。般控制混合油的濃度在25%—30%。
    蒸發(fā)時(shí)無(wú)論采用常壓蒸發(fā)，還是負(fù)壓蒸發(fā)，首先要保持混合油流量的穩(wěn)定，切忌流量忽大忽小，造成蒸發(fā)設(shè)備負(fù)荷不均，溫度不易調(diào)節(jié)；其次，要保證蒸汽壓力基本恒定，壓力過(guò)低，不但加熱不夠，如果是負(fù)壓蒸發(fā)，還會(huì)導(dǎo)致真空度下降，而使蒸發(fā)效果下降。般二蒸發(fā)的影響因素較多，溫度控制難度大，可以增加路閉環(huán)自動(dòng)控制，提控制質(zhì)量。汽提的直接汽也要用過(guò)熱蒸汽，防因蒸汽帶水導(dǎo)致毛油乳化，溶劑脫除不充分。采用負(fù)壓蒸發(fā)要優(yōu)于常壓，負(fù)壓蒸發(fā)可以獲得較低的毛油溶殘，可以利用蒸脫機(jī)的二次蒸汽，節(jié)約汽提塔直接蒸汽用量，改良毛油色澤等。
   

    蒸發(fā)前混合油除雜是十分重要的，由于雜質(zhì)的存在，增加了蒸發(fā)液泛的危險(xiǎn)，增加溶劑消耗；使蒸發(fā)器結(jié)垢，降低蒸發(fā)器的使用效果；使油色加深，影響毛油質(zhì)量，要求混合油中雜質(zhì)含量在0.2%以下。蒸發(fā)器也應(yīng)定期清理。
5.4.加強(qiáng)溶劑分水與廢水的蒸煮
   浸出用6#溶劑在水中有定的溶解度，溫度升溶解度增加，所以要獲得良好的溶劑分水效果，必需降低冷凝液的溫度。
    由于蒸脫機(jī)的脫溶層的料位太薄或通入的直接汽的壓力過(guò)，直接汽吹穿料層，夾帶粕末進(jìn)入冷凝器，進(jìn)而進(jìn)入分水罐，使溶劑與水發(fā)生乳化而分水效果下降，廢水中溶劑含量增加。因此應(yīng)盡量減少蒸脫機(jī)氣相粕末的夾帶。
    不論采用何種形式的分水器，要保證冷凝液的分水時(shí)間不小于30min，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)配置0.04—0.06m3/噸料，合理確定出水口與出溶口的度，自由氣體管要大，保證自由氣體順利排出，防因分水器正壓使溶劑從出水口壓出。
操作中保證溶劑與水的界面于廢水溢出口，并經(jīng)常換水。
從分水器分出的水要進(jìn)行蒸煮，蒸煮溫度控制在92℃—98℃。
 5.5.完善自由氣中溶劑的回收
    應(yīng)盡量避免空氣進(jìn)入系統(tǒng)增加尾氣量，合理配置冷凝器，保證足夠的冷凝面積，適當(dāng)加大冷凝器冷卻水的流速，控制好冷卻水溫，進(jìn)口在25℃以下，出口在40℃以下，冷凝效果較好，自由氣體溫度20℃以下，冷凝液溫度40℃以下。
不同溫度尾氣的含溶量表:   

 
 
 
選擇礦物油尾氣吸收方式,應(yīng)嚴(yán)格控制各項(xiàng)工藝參數(shù)：貧油入吸收塔溫度35℃，含溶量小于1%，富油入解析塔溫度110℃，濃度低于5%，合理調(diào)節(jié)石蠟油的流量，太易造成液泛，太低則吸收或解析效果不好，石蠟油在使用段時(shí)間后要靜置除雜，保證使用效果。
5.6.減少跑冒滴漏
   如前述，跑冒滴漏在整個(gè)浸出溶耗中占有重要比例，控制好跑冒滴漏至關(guān)重要。
由于浸出設(shè)備多有靜密封與動(dòng)密封，所以控制的難度較大，可以在重要的部位設(shè)置探頭報(bào)警，利于檢測(cè)溶劑泄漏。
    對(duì)于浸出器而言，在密封絞龍前應(yīng)設(shè)置存料葙，保持存料度不低于1.4m，密封絞龍的設(shè)計(jì)要合理，采用變距絞龍加重力門(mén)，保證密封效果。浸出器運(yùn)行期間要保持微負(fù)壓，防溶劑氣體從各密封點(diǎn)滲漏。蒸脫機(jī)要重視脫溶層與烘干層的密封，避免脫溶層的溶劑氣體通過(guò)出粕口溢出。
根據(jù)不同的場(chǎng)合合理選擇適宜的密封材料和密封形式，保證密封效果。
5.7.溶劑的質(zhì)量
   如溶劑的餾程太寬，低沸點(diǎn)和沸點(diǎn)的組分偏多，會(huì)造成脫溶冷凝后低沸點(diǎn)的組分揮發(fā)后不易冷凝回收，增加尾氣的含溶量，而沸點(diǎn)的組分又殘留在粕與毛油中不易脫除，形成粕與毛油溶殘上升。因此在購(gòu)買(mǎi)溶劑時(shí)要嚴(yán)格把關(guān)，有的廠家干脆放棄使用6#溶劑而直接使用正己烷，效果較理想。
總結(jié)
    綜上所述，浸出溶劑損耗的成因較多，控制較為復(fù)雜，需要根據(jù)各廠的工藝設(shè)備的實(shí)際情況具體分析，制定相應(yīng)的方法。
    應(yīng)針對(duì)工藝設(shè)備制定科學(xué)的操作規(guī)程，建立崗位責(zé)任制，充分發(fā)揮線人員的主觀能動(dòng)性。
    加強(qiáng)設(shè)備管理，保證設(shè)備的完好率與開(kāi)車(chē)率，減少因停車(chē)拆卸設(shè)備而導(dǎo)致的溶劑泄漏損耗。
    加強(qiáng)工人的崗位技能的培訓(xùn)，合格后方可上崗。
    注重工藝過(guò)程指標(biāo)與成品指標(biāo)的及時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)。