米糠膨化浸出制油工艺.docx

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江南大学 秦臻
米糠的物理特性及加工原理
米糠中油脂的含量约为14% ～24% ,是一种中低含油量的油料。和其他油料相比还具有以下特点:淀粉含量高,酶的种类多,易酸败,不宜久存；含有磷脂、糠蜡等多种胶体物质；密度小( 278 ～350kg/m ) ,颗
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粒细,粉末度大； 品种多,组分变化大。鉴于米糠的上述物理特性,打算了米糠制油的特别工艺不能像大豆那样直接承受一次浸出工艺,而是承受膨化浸出制油工艺,即在浸出之前对米糠进展膨化处理。一方面通过膨化处理,可以使粉末状的米糠膨化成多孔、透气性较好的柱状构造,使米糠的密度加大(米糠膨化后的密
度为500 kg/m 左右) ,溶剂的渗透速度加快,在浸出过程中利于溶剂的渗透,降低糠粕残油；另一方面通过
3
膨化处理,还可以使米糠中的解脂酶被充分钝化,失去活性,使米糠在保存过程中不易酸败,延长了米糠的 保鲜期,大大降低了浸出毛油的酸值,有效地提高了米糠浸出毛油的质量。因此,米糠经过膨化后,不仅能够提高产量(浸出膨化米糠比米糠直接浸出可使浸出力量提高25%～35%) ,还可以改善物料的浸出特性,提高溶剂在物料中的渗透速度,在后道加工工序中能够节约能源,降低湿粕含溶量,提高混合油浓度,增加蒸脱 机和蒸发器的脱溶力量,降低各种消耗,提高米糠的出油率。
米糠的膨化工艺
膨化工艺流程
膨化工艺操作说明
筛选 去除米糠中粗糠和碎米，以防影响后续工艺的取油和湿粕的脱溶。在膨化过程中一般要求米糠中杂质含量小于3% ,而粗纤维含量在8%左右即可到达要求。
磁选 去除米糠中可能含有的铁杂质,由于在膨化过程中铁杂质会对膨化机的榨螺造成严峻的损坏, 并堵塞膨化机的模块,影响其膨化效果。由于米糠颗粒小,流淌性差,米糠中的铁杂质通常承受让米糠通过 安装在设备进料口处的条型磁铁的方法加以除去。
调质 调质处理是在米糠进入膨化机之前,先对米糠进展提前预热,提高米糠膨化前的温度。调质处理后米糠的温度一般掌握在65～75 ℃,水分掌握在10%～12%。这样,一方面可以增加膨化机的产量,另一方面可以提高米糠膨化质量。
膨化 米糠的膨化是通过膨化机内喷入高压直接蒸汽和高温水来提高膨化机内温度及湿度,并形成高压处理米糠,使其从原来的碎末状态聚合形成多孔的柱状构造,由膨化机通过出料模板挤压出来。在膨化机的操作过程中,保证膨化机稳定工作的关键就是能够连续稳定的向膨化机喂料,不能消灭物料断流的 状况,保证膨化机榨膛内的工作压力。膨化机内的温度通常为104～130 ℃,水分为15%～17% ,榨膛内的压力到达13MPa。这样的条件足以使米糠中解脂酶钝化,使酶失去活性。米糠的膨化过程一般为10～30 s,当物料从出料模板挤压出来时,物料中的局部水分快速汽化,物料水分急剧降低,膨化机的出料水分可降到14%左
右。
烘干、冷却 从膨化机内出来的膨化物料水分太大,温度太高,不适合直接浸出,必需经过烘干、冷却调质处理,使水分到达7%～9% ,温度到达50～55 ℃。膨化后的米糠一般选用平板烘干机或气流烘干机进展烘干和冷却。
膨化米糠的浸出工艺
膨化米糠的浸出工艺与大豆及棉籽饼的浸出工艺类似,整个浸出过程分为物料浸出、湿粕脱溶、混合油蒸发和溶剂回收4大系统。但膨化米糠本身的物料特性又打算了膨化米糠的浸出过程有其自身的特点。
浸出系统
考虑到膨化米糠在输送过程中易碎,物料粉末度大等特点,膨化米糠一般选用平转浸出器进展浸出。由 于米糠中含有大量的粗纤维和淀粉等杂质,当物料进入平转浸出器的料格以后不能翻动,假设浸出物料的 水分偏高,在持续温热作用下,浸出物料中的粗纤维和淀粉等杂质,就会吸水膨胀产生黏连效应,使物料在 平转浸出器的料格内不易落料,发生难以落料的“搭桥”现象,因此在平转浸出器制作时,料格不宜太高,平 转浸出器应做成矮胖型, m左右,这样,即使浸出物料的水分有些偏高, 也不会发生“搭桥”现象。由于膨化米糠中含有大量的粉末状物料,在浸出过程中,这些粉末状物料就会通 过栅板底进入油斗内,长时间就会形成积存,影响生产。为了解决这一问题,平转浸出器制作时,应当在浸出 器的每个油斗内安装一个十字型的反冲管,在生产过程中,常常翻开反冲管的掌握阀门冲洗油斗,并通过混 合油循环泵把含有杂质的混合油打到料格上部的物料上进展过滤,避开粉末状物料在油斗中的积存,保证 后续工艺生产的正常进展。另外,由于膨化米糠呈柱状构造,物料间的空隙较大,溶剂通过物料的渗透速度 较快,在物料的上部不易形成液面,因此必需加大颖溶剂的喷淋量和混合油的循环量,才能降低粕中残油, 提高出油率。
脱溶系统
由于米糠中含有淀粉等杂质,在湿粕米糠脱溶过程中,米糠中的淀粉吸水到达糊化温度时,淀粉将被糊 化,米糠的黏连性强,湿粕米糠中的溶剂和水分就难以挥发,湿粕脱溶就相当困难。因此,湿粕米糠的脱溶应 以烘烤脱溶为主,汽提脱溶为辅,脱溶料层尽量降低,直接蒸汽承受过热蒸汽,且直接蒸汽的用量应掌握在 最小限度。考虑到上述因素,湿粕米糠的脱溶一般选用DTC蒸脱机。DTC蒸脱机通常为6层构造,即一层预脱 盘,两层花盘,一层直接汽脱溶层,一层烘干层和一层冷却层。湿粕米糠首先经过一层预脱盘和两层花盘的 烘烤脱溶,脱除大局部溶剂,再经过直接汽脱溶层进展汽提脱溶,湿粕米糠经过4层脱溶,每一层都不会太高, 因此脱溶效果好,脱溶彻底,脱溶后糠粕的残溶到达要求。脱溶后的糠粕含有大量的水分,经过烘干层脱除 水分,使烘干后的水分到达要求。烘干后的糠粕温度较高,不能直接灌袋包装,要经过冷却层进展冷却,冷却 温度掌握在4 ℃以下,冷却后可以直接灌袋包装。冷却层外接刹克龙可对冷风带出的碎末进展捕集,由于糠粕的粉末度大,冷风带出的碎末量多,因此蒸脱机配备的刹克龙应当加大,以满足生产的工艺要求。
混合油蒸发系统
米糠浓混合油中含有大量的固体杂质,这些固体杂质假设不去除干净,就会堵塞蒸发器和汽提塔,使混 合油中的溶剂脱除不彻底,毛油的挥发物增高,浸出车间的溶剂消耗增加。因此,浓混合油在进入蒸发系统 之前,其中的固体杂质必需去除干净。通常承受连续过滤器、混合油过滤机、旋液分别器和盐析等其中的 一种或几种方法。在这几种方法中,旋液分别器的效果最好,操作简便。在浸出过程中由于加大了颖溶剂的喷淋量,因此浓混合油的量也相应增加。在设备选型过程中,应当适当增加蒸发器的蒸发面积,以满足生 产工艺的要求。
溶剂回收系统
米糠浸出溶剂回收系统类似于大豆及油菜籽的浸出工艺。相比较而言,只因膨化米糠在浸出的过程中增加了颖溶剂量,因此在配备冷凝器时要加大冷凝器的冷凝面积,才能保证溶剂的冷凝效果,降低浸出车间的溶剂消耗。另外,为了保证冷凝器的冷凝效果,防止循环水在冷凝器中安排不均的现象发生,冷凝器和循环水最好承受串联方式,并且要加大水管的直径,以削减水在流淌过程中的阻力,循环水泵的扬程要高,
水流速度加快,冷凝器的冷凝效果就会提高。
溶剂的消耗
从浸出的工艺及物料流分析，溶剂的消耗主要来自五个方面：
浸出毛油带出的溶剂
混合油经过蒸发和汽提后，脱除绝大局部的溶剂，但仍有少量的溶剂残留在毛油中，按规定一般要求 %，而其中溶剂为500mg/kg以下，按出油率16%计算，每吨料带走的溶剂为1000*16%*%=，当混合油的蒸发与汽提不完全时，毛油中的溶残会增加，使车间溶耗指标加大。
成品粕带出的溶剂
由浸出器沥干后的湿粕经蒸脱机摆脱、烘干、冷却后，仍会有少量的溶剂残留，正常要求成品粕溶残在700mg/kg以下，如按出粕率80%计算，由成品粕带出的溶剂为1000*80%*%=，如蒸脱的效果不 抱负，同样会增加溶耗指标。
废水带走溶剂
溶剂与水的混合液通过分水后，会有微量的溶剂留在水中，且随着温度的上升，溶剂在水中的溶解度会增加。20℃%，每加工1吨大豆排出废水约150kg，则随废水排出的溶剂为150*%=。
自由气体带走的溶剂
自由气体是各设备的冷凝器未凝气体，主要包括由入浸物料带入的空气和未凝溶剂气体、少量水分等， 一般每吨料带入的空气为2m3左右，%〔体积比〕，假设 承受冷冻回收法，在0℃下排放尾气，，/ 吨料。如承受矿物油吸取法，—，。
跑冒滴漏消耗的溶剂
当浸出系统在正压下运行时，设备的人孔、手孔、管道法兰，视镜、设备的转动部位如轴封等处密封不良时，会有溶剂外泄，在开车期间由于设备故障、堵料等缘由翻开设备修理，也会造成溶剂大量外泄。 因此保证系统负压，较高的设备完好率是削减跑冒的关键。
，而一般的浸出厂溶耗躲在2kg以上。因此掌握好跑冒滴漏对溶耗的降低关系重大。
溶剂损耗的掌握措施
物料浸出的湿粕含溶量掌握
入浸物料的质量要求：—，%〔㎡筛〕，水 分为8—9%。入浸物料粉末度大，水分高会使溶剂的渗透效果差，湿粕的溶剂含量大，增加蒸脱机的负荷， 脱溶效果下降，成品粕的溶剂含量上升，溶耗增加。
浸出器的装料高度要适宜：太低产量低或浸出时间短，太高易造成生料坯成团或结块，尤其在料坯 水分高的状况下，引起溶剂渗透路程延长，阻力增大，渗透困难，经过沥干段后，湿粕的溶剂残留量高而 增加蒸脱机的负荷。
溶剂的质量与喷淋量：浸出车间的溶剂为循环利用，从浸出器溢流出的混合油通过蒸发汽提与湿 粕蒸脱回收溶剂，由于引入了直接蒸汽而使回收的溶剂带水，必需经过分水才能使用，假设溶剂的分水效 果不好，溶剂带有少量的水分进入浸出器，物料吸水结团，阻碍溶剂的渗透，增大湿粕的含溶。喷淋量过 大，在沥干段不能完全沥干，同样增加湿粕的含溶。
在操作过程中应依据物料含油量的不同，掌握溶剂比在1：—，沥干时间在20分钟左右， 湿粕含溶在25%—30%。
保证湿粕蒸脱的效果
进入蒸脱机的物料要保证充分的预热：在此蒸脱绝大局部的溶剂，从而削减直接蒸汽在豆粕中的冷
凝，增加豆粕的流淌性，使豆粕与直接蒸汽很好接触，削减豆粕结块，保证物料蒸透。同理，使用过热蒸 汽的效果要好于饱和蒸汽，过热蒸汽的穿透力量强，脱溶效果好。
在蒸脱机第一预脱层，由于含溶较多，温度掌握在75℃，其次层85℃，第三层和脱溶层掌握在105℃， 保持蒸脱层的料位高度1000—1100mm，太低直接汽吹穿料层，达不到蒸脱的目的，同时由于存料高度低， 脱溶层靠料摆掌握料层高度时，不能到达良好的料封作用，使溶剂气体从出粕口压出，增加溶耗。
把握好直接汽的压力：太高易引起汽相压力上升，溶剂汽体易从密封处泄漏，一局部气体倒流入浸出器，使浸出压力上升，增大跑冒滴漏，一般蒸脱机的汽相温度在75℃—80℃即可。
蒸脱机蒸脱层的底板蒸汽孔要开的均匀，不留死角，这样才能保证成品豆粕的溶残低于500ppm。
湿式捕集器的水量要均匀，防止回水管道堵塞，蒸脱机的出气管路不应设计得太细，防止因物料沉积引起蒸脱机压力上升，应定期清理。
冷凝器的配置吨料与冷凝面积比应不少于1：2，承受铝合金或不锈钢材质，使用寿命长，冷凝效果好。
改善混合油蒸发的效果
在保证浸出效果的前提下，尽量提高混合油的浓度，以减小蒸发的负荷，节约蒸汽用量。混合油浓度低，相应的蒸发量也大，需要的冷凝面积也大，在条件肯定时，会使冷凝后的自由气体含溶量增加而加大 尾气吸取的难度。一般掌握混合油的浓度在25%—30%。
蒸发时无论承受常压蒸发，还是负压蒸发，首先要保持混合油流量的稳定，切忌流量忽大忽小，造成 蒸发设备负荷不均，温度不易调整；其次，要保证蒸汽压力根本恒定，压力过低，不但加热不够，假设是 负压蒸发，还会导致真空度下降，而使蒸发效果下降。一般二蒸发的影响因素较多，温度掌握难度大，可 以增加一路闭环自动掌握，提高掌握质量。汽提的直接汽也要用过热蒸汽，防止因蒸汽带水导致毛油乳化， 溶剂脱除不完全。承受负压蒸发要优于常压，负压蒸发可以获得较低的毛油溶残，可以利用蒸脱机的二次 蒸汽，节约汽提塔直接蒸汽用量，改善毛油色泽等。
一蒸发出口
温度 浓度
真空度
温 度℃
二蒸发出口
浓度
真空度
温度℃
汽提出口
浓度 真空度
含溶
毛油
真空度
常
75—80 60~70
95~10
95~98
115~12
500ppm
压
℃ %
0
%以上
0
以下
负
55℃ 70~75
40kp
95~10
90~95
60kp
100~10
70kp
30~50pp 80~90kp
压
%
a
0
%
a
5
% a
m
a
蒸发前混合油除杂是格外必要的，由于杂质的存在，增加了蒸发液泛的危急，增加溶剂消耗；使蒸发器结垢，降低蒸发器的使用效果；使油色加深，影响毛油质量，%以下。蒸发 器也应定期清理。
加强溶剂分水与废水的蒸煮
浸出用6#溶剂在水中有肯定的溶解度，温度上升溶解度增大，所以要获得良好的溶剂分水效果，必需降低冷凝液的温度。
由于蒸脱机的脱溶层的料位太薄或通入的直接汽的压力过高，直接汽吹穿料层，夹带粕末进入冷凝器， 进而进入分水罐，使溶剂与水发生乳化而分水效果下降，废水中溶剂含量增大。因此应尽量削减蒸脱机气 相粕末的夹带。
不管承受何种形式的分水器，要保证冷凝液的分水时间不小于30min，—/ 吨料，合理确定出水口与出溶口的高度，自由气体管要大，保证自由气体顺当排出，防止因分水器正压使 溶剂从出水口压出。
操作中保证溶剂与水的界面高于废水溢出口，并常常换水。 从分水器分出的水要进展蒸煮，蒸煮温度掌握在92℃—98℃。
完善自由气中溶剂的回收
应尽量避开空气进入系统增加尾气量，合理配置冷凝器，保证足够的冷凝面积，适当加大冷凝器冷却 水的流速，掌握好冷却水温，进口在25℃以下，出口在40℃以下，冷凝效果较好，自由气体温度20℃以下， 冷凝液温度40℃以下。
不同温度尾气的含溶量表:
尾气温度℃
-10
0
5
10
15
20
25
30
35
40
含溶量mg/l
126
225
288
366
455
566
695
845
1015
1223
选择矿物油尾气吸取方式,应严格掌握各项工艺参数：贫油入吸取塔温度35℃，含溶量小于1%，富油入解析塔温度110℃，浓度低于5%，合理调整石蜡油的流量，太高易造成液泛，太低则吸取或解析效果不好，石蜡油在使用一段时间后要静置除杂，保证使用效果。
削减跑冒滴漏
如前述，跑冒滴漏在整个浸出溶耗中占有重要比例，掌握好跑冒滴漏至关重要。
由于浸出设备多有静密封与动密封，所以掌握的难度较大，可以在重要的部位设置探头报警，利于检测溶 剂泄漏。
对于浸出器而言，在密封绞龙前应设置存料葙，，密封绞龙的设计要合理， 承受变距绞龙加重力门，保证密封效果。浸出器运行期间要保持微负压，防止溶剂气体从各密封点渗漏。 蒸脱机要重视脱溶层与烘干层的密封，避开脱溶层的溶剂气体通过出粕口溢出。
依据不同的场合合理选择适宜的密封材料和密封形式，保证密封效果。
溶剂的质量
如溶剂的馏程太宽，低沸点和高沸点的组分偏多，会造成脱溶冷凝后低沸点的组分挥发后不易冷凝回收，增大尾气的含溶量，而高沸点的组分又残留在粕与毛油中不易脱除，形成粕与毛油溶残上升。因此在 购置溶剂时要严格把关，有的厂家干脆放弃使用6#溶剂而直接使用正己烷，效果较抱负。
总结
综上所述，浸出溶剂损耗的成因较多，掌握较为简单，需要依据各厂的工艺设备的实际状况具体分析， 制定相应的方法。
应针对工艺设备制定科学的操作规程，建立岗位责任制，充分发挥一线人员的主观能动性。加强设备治理，保证设备的完好率与开车率，削减因停车拆卸设备而导致的溶剂泄漏损耗。加强工人的岗位技能的培训，合格前方可上岗。
留意工艺过程指标与成品指标的准时准确检测，科学指导生产。