新聞中心
菜籽加工廠(chǎng)低溫熱能的回收
2023-07-22
能源消耗，特別是當油籽被壓榨用來(lái)生產(chǎn)生物柴油時(shí)，是榨油廠(chǎng)管理者的面臨的重要問(wèn)題。雖然大公司沒(méi)有披露他們的業(yè)績(jì)，但根據現有的信息，人們可以評估在500~900MJ.t?1之間的熱能消耗（不包括電力）。在逆流冷卻過(guò)程中耗散的能量的很大一部分可以被回收利用。只有當高效的熱交換器能夠將熱轉移到油料中時(shí)才可以實(shí)現在生產(chǎn)加工過(guò)程中回收利用。近年來(lái)，設備制作商提供了大面積的熱交換器用來(lái)回收這部分熱量。本文回顧了菜籽壓榨過(guò)程中能源需求的詳細情況，介紹并討論這些新型交換器在菜籽油加工中的應用前景。
壓榨行業(yè)的熱能消耗
對壓榨不同階段所需的理論熱量的需求評估，必須考慮到油籽、油餅、粕和油的比熱?？蓞⒖加玫臄抵低ǔＪ抢系牟⑶蚁鄬^少，差異很大。表1顯示了文獻中的一些比熱值。
表1在油和粕加工過(guò)程中各產(chǎn)品的比熱值：
本研究中使用的數據：對于油籽和粕1.9kJ.°C?1kg?1，對油2kJ.°C?1kg?1，正己烷2.27kJ/kg，正己烷氣化潛熱：328kJ/kg，正己烷沸點(diǎn)（69°C ）。油料和粕的數據：本研究認為，菜籽的含水量為7.8%，含油量為45.0%。這些值來(lái)源于法國油籽技術(shù)中心在2007-2011年間進(jìn)行的“油菜籽作物質(zhì)量”調查的平均結果。根據法國油籽組織調查（2011年），2011年平均含水量為11.3%，含油量為2.7%（±0.5）（。人們認為預榨餅的油含量為21%。產(chǎn)品流向和物料平衡情況見(jiàn)圖1。
加工工藝
油籽壓榨經(jīng)過(guò)幾項加工工序，涉及溫度、水分和油含量的變化。該工藝主要分為機械壓榨和溶劑浸出兩部分。
機械壓榨調質(zhì)
此工序不是必須的，但適用于大多數壓榨過(guò)程。油料在軋坯前預熱至60°C左右的溫度，水分含量沒(méi)有明顯變化。這種預熱提高了種子的可塑性，并易于軋坯時(shí)坯片的成型。它的主要困難在于油菜籽的導熱率較低。根據Timbers（1975），菜籽的導熱率在0.10和0.15Wm?1.°C?1。在實(shí)踐中，這意味著(zhù)菜籽作為一種絕熱材料，導熱率在膠合板（0.11W.m?1.°C?1)和松木(0.15W?1.°C?1)之間。單獨的傳導不能均勻加熱油籽。因此，有必要通過(guò)劇烈攪拌油料來(lái)加強熱傳導，并且需要一個(gè)相當大的換熱面來(lái)進(jìn)行熱交換。例如，圖2描述了用熱電偶在10毫米料位的油菜籽中測量的溫度變化，該表層油籽溫度在72°C時(shí)，內部溫度為15°C。結果表明，在距離油籽加熱表面5毫米處，需要半小時(shí)才能達到60°C。
這一困難的一個(gè)間接后果是需要將油菜籽在調質(zhì)塔中停留相對較長(cháng)的時(shí)間，而蒸炒鍋伴隨著(zhù)劇烈的攪拌，攪拌是導致停留時(shí)間減少的一個(gè)重要原因。
軋坯和輸送
軋坯本身并不會(huì )顯著(zhù)改變油料的溫度，然而，調質(zhì)塔、軋坯機和蒸炒鍋之間的輸送過(guò)程會(huì )導致明顯的熱量損失，這將根據輸送設備的長(cháng)度和散熱能力而變化。這個(gè)過(guò)程中熱量損失估計為5°C。
蒸炒
坯片蒸炒提高了榨油機榨油的能力，并生產(chǎn)具有適合后續浸出工序的預榨餅。蒸炒的三個(gè)主要作用是：1）降低油的粘度，在料坯中更好的流動(dòng)（達西定律），2）蛋白變性導致油細胞不穩定，3）干燥作用，確保最終含水量為4%至6%。水在榨餅中增加料坯的塑性，降低了螺旋壓榨的負載，同時(shí)由于榨膛內壓力較小，出油效果差。案例研究中考慮了壓榨過(guò)程中損失29.5kg水/噸菜籽（坯片中的有7.9%至5.0%水）。
榨油
機械壓榨的原理是將固體物料保持在榨籠中，允許液體流出，并足夠強大可以承受由旋轉榨螺推動(dòng)物料體積的不斷縮小所產(chǎn)生的高機械力。螺桿的機械功被轉化為熱量，從而提高餅的溫度，在一定程度上提高油的溫度。
壓榨毛油的過(guò)濾
儲存前，應通過(guò)離心機進(jìn)行過(guò)濾或澄清。這些處理方法不需要對油進(jìn)行加熱。
榨餅制粒（膨化）
制粒并不是工藝通配，但經(jīng)過(guò)高速和高壓力生產(chǎn)的油菜籽餅通常表現出不適合溶劑浸出的最佳特性，特別是當浸出器沒(méi)有分隔，滲透緩慢時(shí)導致混合油“竄油”。為了確保有效的逆流浸出，入浸物料必須具有兩種性質(zhì)：良好的有機溶劑可溶解性和液體在料床上均勻和相對較快速的滲透?？扇芙庑约僭O溶劑可以溶解物料中的油脂?？赡艹霈F兩個(gè)障礙：一是軋坯效果不好，油脂細胞破壞不充分；另一個(gè)是預榨餅表面被榨油機壓得平滑和結實(shí)，滲透性較差。良好制粒產(chǎn)生的料坯具有良好的溶劑吸收和滲透特性。這種效果不能得到保證，因為造粒也可以降低預榨餅對溶劑的滲透性。在實(shí)際應用中，采用制粒法主要是為了保持造粒料坯滲透的一致性。另一個(gè)好處是提高預榨餅密度，可以提高浸出器的產(chǎn)能。
制粒冷卻裝置
制粒機的出料溫度在105~115°C。它們不能直接送到浸出器中，它們的高溫會(huì )產(chǎn)生溶劑蒸發(fā)的風(fēng)險。冷卻是通過(guò)向料坯通入空氣來(lái)完成的。目標是降低符合工廠(chǎng)安全的更高水平的溫度。在研究中，我們設定為80°C。
逆流浸出和溶劑回收利用
通過(guò)正己烷在逆流浸出器中滲透來(lái)提取膨化料、預榨餅及坯片中的油脂。浸出溫度是考慮了溫度升高有利于溶劑浸出以及溫度過(guò)高溶劑揮發(fā)導致的溶劑損耗(Baumeler,?et al., 2010)這個(gè)溫度可以從45°C到60°C不等。本研究的評估使用了55°C。
溶劑在接近40°C的溫度下進(jìn)入浸出器。在我們的評估中考慮了25%的混合油濃度，30%的己烷含量。這需要的溶劑量大約是600kg/T菜籽。實(shí)際上，濕粕含溶量取決于浸出器的類(lèi)型和預榨餅（或造粒料）的質(zhì)量。對于非顆粒狀預榨餅的深床浸出器（3m），濕粕含溶可能超過(guò)35%，而顆粒狀預榨餅在淺料床浸出器（<1m）的值低于25%。關(guān)于混合油濃度，有可能達到更高的濃度。Laisney 在“L’Huilerie Moderne”顯示的濃度為38%（Laisney，1984年）。
上一頁(yè)：
下一頁(yè)：
2023 /
07-22
所屬分類(lèi)：
新聞中心
行業(yè)新聞
相關(guān)資訊—
