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大豆壓榨工業(yè)回顧

2021-08-12

溶劑浸出粕的殘油越低，對(duì)壓榨工廠來(lái)說(shuō)是越有利的；出油率越高，壓榨廠的收入就越好。在現(xiàn)代化高效的大豆壓榨工廠中，豆粕的殘油率≤0.5%。高效溶劑浸出的第一步是良好的料坯制備過(guò)程；坯片成型有利于溶劑浸出和滲透。大豆的預(yù)處理經(jīng)過(guò)脫皮(冷脫皮或熱脫皮)，以一種經(jīng)濟(jì)的方式，最大限度地提高蛋白質(zhì)含量。油料經(jīng)過(guò)軋坯使細(xì)胞壁更有效破裂。溶劑浸出是采用逆流多級(jí)工藝沖洗所制備的料坯，使適量的溶劑抽提出最大量的油脂。溶劑浸出的主要進(jìn)展與工廠生產(chǎn)能力的提高有關(guān)，這推動(dòng)了技術(shù)的進(jìn)步。經(jīng)浸出后，溶劑從混合油中蒸餾并回收。礦物油系統(tǒng)從二次蒸氣中吸收殘留溶劑。DT或DTDC用來(lái)去除粕中溶劑，烘烤豆粕以抑制抗?fàn)I養(yǎng)因子，并將水分和溫度降低到適合儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)乃健?/span>當(dāng)下國(guó)內(nèi)外的油脂工業(yè)加工工藝仍然主要是基于溶劑浸出法，環(huán)境方面的某些嚴(yán)格限制要求采用替代工藝，以盡量減少己烷排放，甚至恢復(fù)機(jī)械壓榨(例如全壓)，從而以降低效率為代價(jià)完全規(guī)避溶劑的使用。

圖1，全球最大的壓榨廠33000噸/天，單個(gè)車間22000噸/天，包括兩條11000噸/天生產(chǎn)線（迪斯美供設(shè)備安裝中）

1，介紹

食用油行業(yè)歷史悠久，但近幾十年來(lái)發(fā)生了變化，主要是由于更嚴(yán)格的環(huán)境要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如今，生產(chǎn)部門需要遵守嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)，同時(shí)，希望提高生產(chǎn)效率，以降低運(yùn)營(yíng)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。總的來(lái)說(shuō)，目前的趨勢(shì)是減少化學(xué)品和溶劑的使用，降低能源消耗，減少對(duì)環(huán)境的影響，更安全的工藝，溫和的操作條件和優(yōu)化成品油的營(yíng)養(yǎng)特性。食用油可以從幾種植物中提?。?/span>含油的植物種籽（葵花籽、大豆、油菜籽……），含油水果（果肉或果仁：棕櫚、橄欖、棕櫚仁、橄欖仁……），含油的胚芽（小麥胚芽、玉米胚芽……），含油豆類或堅(jiān)果（可可脂、乳木果油……）。所采用的提取方法與油廠類型密切相關(guān)，但在大多情況下，共同的目的都是優(yōu)化工藝，以最小的加工成本獲得最大的出油率。提取出的油脂通常被精煉，并可能根據(jù)最終應(yīng)用進(jìn)行改性。當(dāng)從種子中提取油時(shí)，第一步是在溶劑提取之前制備料坯；事實(shí)上，由于植物細(xì)胞內(nèi)部受到很好的保護(hù)，油是不容易提取的。一系列處理（調(diào)質(zhì)、破碎、脫皮、軋坯……）用于削弱或破壞細(xì)胞壁，使料坯成型，以利于溶劑滲透，并最大限度地提高出油率。含油量高的種子（如葵花籽或油菜籽）通常首先通過(guò)機(jī)械壓榨提取一部分原油（預(yù)壓榨）；然后對(duì)壓榨餅進(jìn)行溶劑浸出。在某些情況下（如芥花籽），完全壓榨是一種選擇。盡管存在環(huán)境承諾和健康問(wèn)題，但是由于生產(chǎn)效率原因，己烷今天仍然是首選；（Jeevan Kumar?等人，2017年）文獻(xiàn)中報(bào)告了替代溶劑，但大多數(shù)還沒(méi)有達(dá)到工業(yè)應(yīng)用。對(duì)水酶法的興趣也被重新喚起（Mat Yusoff等人，2015年）；然而，由于乳化問(wèn)題難以避免，除酶成本外，主要缺點(diǎn)是出油率較低，脫水成本較高。溶劑浸出技術(shù)的重大進(jìn)展與提高工廠生產(chǎn)能力有關(guān)；在過(guò)去的20?年，壓榨廠的規(guī)模（名義產(chǎn)能）從單一工廠2000?TPD上升到22?000?TPD（圖1）。產(chǎn)能的這種變化意味著工廠設(shè)計(jì)的最大努力集中在操作安全和產(chǎn)量上，強(qiáng)調(diào)質(zhì)量和環(huán)境指標(biāo)。關(guān)注粕中殘油率和溶劑、能源消耗，這是明智的改善。這也使得工廠的自動(dòng)化控制得到了加強(qiáng)，從而大大改變了工廠的運(yùn)行方式，使新的（大型）工廠得以運(yùn)行。毋庸置疑的一個(gè)重要點(diǎn)是溶劑浸出裝置必須達(dá)到機(jī)械的可靠性，特別是當(dāng)裝機(jī)容量增加時(shí)。事實(shí)上，一切都變得“大”：輸入原料的輸送機(jī)、浸出器、DT、管殼換熱器等。例如，目前有一些輸送機(jī)的尺寸相當(dāng)于幾年前的浸出器。另一方面，源于盡量減少環(huán)境影響的重要全球共識(shí)，在某種程度上促使努力優(yōu)化浸出油廠的質(zhì)量和性能。在美洲，特別是美國(guó)、巴西和阿根廷，主要的原料是大豆；種植面積的增加和作物產(chǎn)量的顯著提高是該行業(yè)轉(zhuǎn)向擴(kuò)大現(xiàn)有生產(chǎn)能力的無(wú)可爭(zhēng)辯的動(dòng)力。所有這一切，遠(yuǎn)不是技術(shù)上的消極應(yīng)對(duì)，而是帶來(lái)了一個(gè)重要的機(jī)會(huì)，事實(shí)上，最近的發(fā)展正在利用這個(gè)機(jī)會(huì)，使新技術(shù)必然通過(guò)對(duì)現(xiàn)有裝置的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2，壓榨工廠的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)

壓榨廠的原料是油料種子；主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品分別是粕、原油、皮殼、雜質(zhì)。原油通常在壓榨廠進(jìn)行水化脫膠，在此產(chǎn)生副產(chǎn)品：膠質(zhì)（或卵磷脂）。表1列出了大豆壓榨主要產(chǎn)品的主要質(zhì)量參數(shù)（最佳含量）。從溶劑浸出后的餅粕殘油率≤?0.5%對(duì)壓榨廠來(lái)說(shuō)是一個(gè)明顯的好處。盡管有些工廠仍以較高的殘油率運(yùn)行，但大多數(shù)工廠仍面臨著獲得這些較低值的挑戰(zhàn)。

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08-12

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