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1、米糠膨化浸出制油工艺米糠膨化浸出制油工艺江南大学 秦臻1 1 米糠的物理特性及加工原理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/m3 ) ,颗 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,决定了米糠制油的特殊工艺不能像大豆 那样直接采用一次浸出工艺,而是采用膨化浸出制油工艺,即在浸出之前对米糠进行膨化处理。一方面通 过膨化处理,可以使粉末状的米糠膨化成多孔、透气性较好的柱状结构,使米糠的密度加大(米糠
2、膨化后的 密度为500 kg/m3 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能力提高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,增强 蒸脱机和蒸发器的脱溶能力,降低各种消耗,提高米糠的出油率。2 2 米糠的膨化工艺米糠的膨化
3、工艺2.12.1膨化工艺流程膨化工艺流程2.22.2 膨化工艺操作说明膨化工艺操作说明2 2.2.1.2.1 筛选筛选 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%左右即可达到要求。2 2.2.2.2.2 磁选磁选 清除米糠中可能含有的铁杂质,因为在膨化过程中铁杂质会对膨化机的榨螺造成严重的损坏,并 堵塞膨化机的模块,影响其膨化效果。由于米糠颗粒小,流动性差,米糠中的铁杂质通常采用让米糠通过安 装在设备进料口处的条型磁铁的方法加以除去。2 2.2.3.2.3 调质调质 调质处理是在米糠进入膨化机之前,先对米糠进行提
4、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控制在6575 ,水分控制在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。2 2.2.4.2.4 膨化膨化 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结构,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,不能出现物料断流 的情况,保证膨化机榨膛内的工作压力。膨化机内的温度通常为104130 ,水分为15%17% ,榨膛内的 压力达到13MPa。这样的条件
5、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1030 s, 当物料从出料模板挤压出来时,物料中的部分水分迅速汽化,物料水分急剧降低,膨化机的出料水分可降到14%左右。2 2.2.5.2.5 烘干、冷却烘干、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,必须经过烘干、冷 却调质处理,使水分达到7%9% ,温度达到5055 。膨化后的米糠一般选用平板烘干机或气流烘干机进 行烘干和冷却。3 3 膨化米糠的浸出工艺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
6、性又决定了膨化米糠的浸出过程有其自身的特点。 3.13.1 浸出系统浸出系统 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行浸出。 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,如果浸出物料 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,物料在料格内的高度一般控制在1.3 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
7、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,长时间就会形成堆积,影响生产。为了解决这一问题,平转浸出器制作时,应该在 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,经常打开反冲管的控制阀门冲洗油斗,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行过滤,避免粉末状物料在油斗中的积存, 保证后续工艺生产的正常进行。另外,由于膨化米糠呈柱状结构,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,因此必须加大新鲜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。 3.23.2 脱溶系统脱溶系统 由于米糠中含有淀
8、粉等杂质,在湿粕米糠脱溶过程中,米糠中的淀粉吸水达到糊化温度时,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,直接蒸汽采用过热蒸汽,且直接蒸汽的用量应控制 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层结构,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,脱除大部分溶剂,再经过直接汽脱溶层进行汽提脱溶,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
9、糠粕的残溶达到要求。脱溶后的糠粕含有大量的水分,经过烘干层 脱除水分,使烘干后的水分达到要求。烘干后的糠粕温度较高,不能直接灌袋包装,要经过冷却层进行冷却,冷 却温度控制在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行捕集,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该加大,以满足生产的工艺要求。 3.33.3混合油蒸发系统混合油蒸发系统 米糠浓混合油中含有大量的固体杂质,这些固体杂质如果不清除干净,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
10、须清除干净。通常采用连续过滤器、混合油过滤机、旋液分离器和盐析等其中的 一种或几种方法。在这几种方法中,旋液分离器的效果最好,操作简便。在浸出过程中由于加大了新鲜溶 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,应该适当增加蒸发器的蒸发面积,以满足 生产工艺的要求。 3.43.4 溶剂回收系统溶剂回收系统 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 增加了新鲜溶剂量,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分配不均的现象发生,冷凝器和
11、 循环水最好采用串联方式,并且要加大水管的直径,以减少水在流动过程中的阻力,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。4 4 溶剂的消耗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： 4.14.1 浸出毛油带出的溶剂浸出毛油带出的溶剂混合油经过蒸发和汽提后，脱除绝大部分的溶剂，但仍有少量的溶剂残留在毛油中，按规定一般要 求毛油的总挥发物小于0.3%，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%*0.05%=0.08kg，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。4.24.2 成品粕带出
12、的溶剂成品粕带出的溶剂由浸出器沥干后的湿粕经蒸脱机挣脱、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%*0.07%=0.56kg，如蒸脱的效 果不理想，同样会增加溶耗指标。 4.34.3 废水带走溶剂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，且随着温度的升高，溶剂在水中的溶解 度会增加。20时溶剂在水中的溶解度为0.014%，每加工1吨大豆排出废水约150kg，则随废水排出的溶 剂为150*0.014%=0.021kg/吨料。 4.44.4 自由气体带走的溶剂自由气体带走的溶剂自由
13、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，通常规定排放的自由气体中溶剂的含量不应超过0.1%（体积比）， 若采用冷冻回收法，在0下排放尾气，尾气中含溶剂量为0.235kg/立方米，则尾气带走的溶剂量为 0.47kg/吨料。如采用矿物油吸收法，尾气中溶剂含量为0.030.07kg/立方米，则尾气带走的溶剂约 0.15kg/吨料。 4.54.5 跑冒滴漏消耗的溶剂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
14、等原因打开设备维修，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减少跑冒的关键。由前四项溶剂损耗的总和为0.81kg/吨料，而一般的浸出厂溶耗躲在2kg以上。因此控制好跑冒滴漏 对溶耗的降低关系重大。5 5溶剂损耗的控制措施溶剂损耗的控制措施5.1.5.1.物料浸出的湿粕含溶量控制物料浸出的湿粕含溶量控制 5.1.1入浸物料的质量要求：大豆压片的厚度为0.30.4mm，粉末度小于0.5%（通过11.8孔/c筛），水 分为89%。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。 5.1.2浸出器的装
15、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 水分高的情况下，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。 5.1.3新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，因为引入了直接蒸汽而使回收的溶剂带水，必须经过分水才能使用，如果溶剂的分水 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。在操作过程中应根据物料含油量的不同，控制溶剂比在1：0.81.2之间，沥干时
16、间在20分钟左右， 湿粕含溶在25%30%。5.2.5.2.保证湿粕蒸脱的效果保证湿粕蒸脱的效果 5.2.1进入蒸脱机的物料要保证充分的预热：在此蒸脱绝大部分的溶剂，从而减少直接蒸汽在豆粕中的冷 凝，增加豆粕的流动性，使豆粕与直接蒸汽很好接触，减少豆粕结块，保证物料蒸透。同理，使用过热 蒸汽的效果要好于饱和蒸汽，过热蒸汽的穿透能力强，脱溶效果好。在蒸脱机第一预脱层，由于含溶较多，温度控制在75，第二层85，第三层和脱溶层控制在105， 保持蒸脱层的料位高度10001100mm，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， 脱溶层靠料摆控制料层高度时，不能达到良好的料封作用，使溶剂气体从出粕口压出，增加溶耗。 5.2.2掌握好直接汽的压力：太高易引起汽相压力升高，溶剂汽体易从密封处泄漏，一部分气体倒流入浸 出器，使浸出压力升高，增大跑冒滴漏，一般蒸脱机的汽相温度在7580即可。 5.2.3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。 5.2.
