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      油脂精煉技術的發展及其與國外的差距

      源通機械   時間:2013-08-11   閱讀:935

       我國的油脂精煉技術可以追溯到很久以前。不過,早期的油脂精煉僅停留在脫膠、過濾等簡單的初級水平。1949年新中國成立以來,國家為了發展油脂工業,曾于1962年、...

        我國的油脂精煉技術可以追溯到很久以前。不過,早期的油脂精煉僅停留在脫膠、過濾等簡單的初級水平。1949年新中國成立以來,國家為了發展油脂工業,曾于1962年、1974年和1978年分別對油脂加工設備及工藝進行了標準化工作。
      自1958年西安油脂化工廠一次引進了國外的煉油成套設備以來,在此后的20多年間,我國的煉油工業幾乎失去了與國外的交流。據不完全統計,自1981年至1986年的5年間,國內引進的油脂精煉生產線已超過了37套,其中包括物理精煉、化學精煉、脫色、脫臭、氫化、冬化、人造奶油、起酥油及代可可脂的生產與加工設備。
      為了加速我國油脂工業的發展,縮小與世界先進水平的差距,原商業部曾組織了"消化吸收"工作,并于1987年由商業部西安油脂科學研究所等單位率先在北京南苑油廠建成了我國一條50 t/d全連續油脂精煉生產線。
      隨著市場經濟的逐步深化,油脂行業由糧食部門一統天下的局面已經成為過去。另外,"三資企業"在油脂行業所占的比重也越來越大,油脂行業所面臨的競爭也是的。

      1 生產規模

        隨著我國經濟體制改革的不斷深入及加入世界貿易組織日期的日益臨近,油脂工業將面臨更加激烈的市場競爭。這樣就會使許多山茶籽精煉油設備和管理落后的企業受到沖擊。其積極的一面是促使國內的工業企業進行技術革新和技術改造,發揮國內的優勢,迅速達到國際先進水平。
      從規模效益來說,規模越大,加工成本越低,效益越高。但它也受技術、交通、市場等因素的制約。但無論如何僅停留在80年代初我們所確定的50 t/d全連續油脂精煉及其以下規模的水平已經無法滿足市場競爭的需要。
      從目前國內的狀況看,自行設計并全部選用國產設備的煉油生產線已可達到200 t/d的規模。若與國外主機配套可以達到更大的規模,基本可以滿足市場的需要。

      2 生產工藝

      2.1 脫膠及中和
      有效的脫膠操作將有利于保證成品油的質量。脫膠的方法有很多種,傳統的方法有水化脫膠和酸煉脫膠。按國標二級油的標準,水化脫膠已完全可以達到要求。對于棕櫚油等膠質含量較少的特殊油種僅用酸煉脫膠就可達到要求,這種方法又稱干法脫膠。
      隨著科學技術的發展,人們的目標并不僅僅停留在如何大限度地脫除膠質上。而是在此前提下,把降低消耗、減少在脫膠過程中對油脂的損害作為更高的目標。80年代應用于生產的脫膠工藝,以脫膠徹底、可減少后續脫色過程的白土用量而獲得了廣泛的應用。90年代用于工業化生產的酶法脫膠工藝,將生物化學與油脂精煉工藝有機地結合在了一起,脫膠后磷的含量可降至10 mg/kg以下,廣泛適用于化學精煉和物理精煉。以上工藝在國內均得到應用。 2.2 脫色
      經過改進的兩層或多層脫色器可大限度地避免白土的沉降,使油與白土的混合更為均勻,新設計的帶有噴嘴裝置的脫色器,可有效除去未脫色油中的氧氣和水分,極大地提高了白土的脫色效率。
      早期,白土通常用直接吸入法加入脫色罐。經過改進后,白土在常壓下首先通過定量絞龍加入白土調和罐,然后吸入脫色罐。但無論哪種方法都避免不了油與空氣的接觸。目前,理想的方法是白土經風運系統輸送至白土儲罐,再通過由定時器控制的氣動蝶閥自動落入脫色罐。這樣既可減少白土在輸送過程中的粉塵污染,又可避免油與空氣的接觸。

      2.2 脫色
      經過改進的兩層或多層脫色器可大限度地避免白土的沉降,使油與白土的混合更為均勻,新設計的帶有噴嘴裝置的脫色器,可有效除去未脫色油中的氧氣和水分,極大地提高了白土的脫色效率。
      早期,白土通常用直接吸入法加入脫色罐。經過改進后,白土在常壓下首先通過定量絞龍加入白土調和罐,然后吸入脫色罐。但無論哪種方法都避免不了油與空氣的接觸。目前,理想的方法是白土經風運系統輸送至白土儲罐,再通過由定時器控制的氣動蝶閥自動落入脫色罐。這樣既可減少白土在輸送過程中的粉塵污染,又可避免油與空氣的接觸。

      2.3 脫臭
      脫臭是油脂精煉的一個重要工序。不同形式的脫臭塔因料層的高低、油與直接蒸汽的接觸面積不同,水、電、汽等一些主要指標的消耗會有很大的差別。除脫臭溫度和真空度外,直接蒸汽的加入量應根據實際需要通過孔板孔徑的大小來調節,直接蒸汽的壓力應控制在0.2 MPa左右。
      2.4 主要指標
      1994年國內貿易部頒布的《設計規范》中曾對煉油工藝中的一些指標作了具體要求,5年過去了,現在看來這些指標已遠不能符合今天的要求了。表1是《設計規范》中的消耗指標與國外某公司指標的對比。
      3 設備性能
      3.1 離心濾油機
      離心濾油機是油脂精煉的主要設備之一,目前國外主要是阿法-拉伐和韋斯伐利亞兩家公司獨占鰲頭,也許是受中國引進一套50 t/d阿法-拉伐(Alfa-Laval)離心機及配套堿煉設備的影響,幾乎所有的同行都對阿法?拉伐離心機感興趣。
      但隨著對國外技術的進一步了解,人們發現韋斯伐利亞(Westfalia)離心機同樣具有優越的性能。所以,到1986年為止,國內共進口了89臺韋斯伐利亞離心機。
      我們知道,國內有為數不多的幾家企業可以生產用于油脂精煉的離心機。早用于油脂企業的離心機主要有兩種,即管式離心機和碟式離心機,管式離心機是由上海糧油機械廠生產的,其單機處理量為10 t/d,多用于棉籽油堿煉過程中皂腳的分離。早期用于油脂精煉的碟式離心機是由江蘇省宜興糧食機械廠生產的,該離心機以其好的性能在該行業得到了廣泛的應用,并獲得了原商業部科技進步二等獎。但隨著近年來油脂加工企業規模的不斷擴大,單機處理50 t/d原料的規模已顯得偏小。90年代末,南京綠洲機器廠率先推出了處理量為200 t/d植物油的碟式離心機,迎合了市場的需要。盡管以上我們所提到的這些離心機的機械性能與國際品牌仍有相當的距離,但因其具有明顯的價格優勢,且維修便利,在國內也同樣獲得了普遍的應用。
      科技的發展日新月異,油脂行業不能停留在幾十年一成不變的老模式上,對離心機的要求更是如此。有的廠家看準了這種勢頭,正在研制處理量更大的離心機,以滿足市場發展的需求,力爭為民族工業的發展起好帶頭作用。
      3.2 過濾機
      在油脂加工工藝中,過濾是實現固、液分離的一種必要手段。過去一直采用廂式壓濾機或板框過濾機來實現這種分離。但這兩類過濾機因其勞動強度大、操作繁瑣、耗用濾布、油脂因暴露于空氣中易發生氧化、變質等缺點,在大規模、連續化精煉工藝中逐漸被淘汰,取而代之的是性能優越的立式葉片過濾機等。
      世界公認的立式葉片過濾機當屬荷蘭Ama公司生產的產品。其實,世界上幾乎所有知名的油脂精煉成套設備公司選用的都是該公司的產品。
      國內已有數家公司消化吸收了該公司的設備并生產出了類似的產品,經過若干年的實際應用與改進,質量已接近Ama公司產品的水平。不過,除加工精度還需要進一步提高外,在操作說明中過分強調壓力高至某個設定的值時進行卸料,也是不恰當的,因為須同時考慮白土的細度給操作帶來的影響。操作中更重要的是要強調過濾機中白土的重量達到一定值時卸料,以免因過載而使相鄰濾框的濾餅互相接觸而導致卸料困難。另外,清洗時除用堿液蒸煮外,還可用高壓水槍在與濾板成45°角的方向沖洗,切忌從出料口進行反沖。
      3.3 蒸汽噴射泵
      我國生產脫臭油始于60年代中期,當時主要是上海油脂二廠。那時,該廠脫臭所用真空裝置已開始用三級蒸汽噴射泵(國產),但相當部分的油廠由于蒸汽鍋爐操作壓力、蒸發量和冷卻水等問題,還不能廣泛應用蒸汽噴射裝置。加之當時對油品質量要求不高,所以相當一部分油廠用機械真空泵、水噴射泵或水?汽串聯噴射泵組來代替。鑒于后者有抽氣量小,真空度不高等缺點,所以不能用于較大規模的生產。
      近十多年,由于人們對食用油質量要求的日益增高,脫臭已成為油脂精煉過程中必不可少的步驟。而在所有影響脫臭效果的因素中,真空是重要的因素之一。為了獲得較高的真空,蒸汽噴射泵應運而生,但早期所用的蒸汽噴射泵是由國家指定的廠家生產的。但隨著市場的繁榮,這種情況已成為過去。
      油脂脫臭所要求的真空度通常在200 Pa~600 Pa,這一點國內生產的真空泵完全可以達到。在滿足真空的前提下,有的生產廠家還設計制造出了低架真空泵。
      世界上油脂精煉行業應用多的真空泵品牌當屬德國的Korting。其產品以真空穩定,蒸汽耗量低而倍受業內人士的青睞。
      國內生產的真空泵盡管性能也已很優越,但和Korting的產品相比,仍有改進的余地,如在一級喉管管壁上配以蒸汽夾套,提高器壁的溫度,可避免結冰現象的出現,充分保證設備的節能等。又如國內設計的噴射泵裝置,蒸汽消耗、冷卻水消耗和國外相比還較高,有待于進一步提高。
      另外,國內許多油廠為了結合本廠蒸汽壓力低的現狀,片面追求適用于低蒸汽壓力的水蒸汽噴射真空泵,這無形中增加了蒸汽的消耗量。《設計規范》也強調蒸汽壓力不易低于0.6 MPa。以抽氣量為10+60 kg/h,可用于100 t/d植物油連續脫臭的Korting蒸汽噴射泵為例,其蒸汽壓力要求不低于0.8 MPa,蒸汽耗用量為440 kg/h(0.8 MPa),水的耗用量為42.7 m3/h(≤34℃的循環水)。
      3.4 脫臭塔
      國內早用于植物油連續脫臭的脫臭塔為多層盤式脫臭塔(60年代后期由當時的糧食部西安油脂科研所設計),后又設計了臥式脫臭塔,目前在一定范圍內仍有應用。但隨著油脂設備的不斷更新、規模的不斷擴大,多層立式脫臭塔以其淺料層結構和各層真空不會互串、能適用于不同處理量的特點,得到了廣泛的推廣應用。由國家糧食儲備局西安油脂科學研究設計院設計制造的150 t/d立式脫臭塔在安徽得到了應用。
      另外,近幾年一種更新型的填料式脫臭塔以其結構簡單、蒸汽耗量低、脫臭效率高脫穎而出,倍受人們的關注。可喜的是,國內設計制造的填料式脫臭塔已用于生產,并取得了滿意的效果。

      4結 論

      總之,我國油脂精煉工業,尤其是全連續精煉,經過近20年的發展已接近世界先進水平。從規模上講仍待擴大,希望能達到400 t/d的水平。如果我們能在設備制造上進一步完善,并加強生產過程中主要消耗指標的統計與控制,相信我們一定能在油脂設備國產化的道路上邁出更為堅實的步伐。


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