油脂脫臭工藝的步驟與用到哪些設(shè)備?
油脂脫臭是油脂精煉過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),它能夠有效去除油脂中的異味物質(zhì),提高油脂的品質(zhì)和穩(wěn)定性。以下是油脂脫臭工藝的步驟及相關(guān)設(shè)備介紹。
一、油脂脫臭工藝步驟
(一)脫臭前預(yù)處理
? 過濾:在脫臭之前,需要對油脂進(jìn)行精細(xì)過濾,去除其中的固體雜質(zhì)、磷脂、膠質(zhì)等物質(zhì)。這些雜質(zhì)可能會(huì)在脫臭過程中引起局部過熱、結(jié)焦等問題,影響脫臭效果和設(shè)備的使用壽命。一般采用板框式過濾機(jī)或葉片過濾機(jī)。板框式過濾機(jī)通過濾板和濾框之間的濾布來截留雜質(zhì),操作壓力適中,過濾效果較好;葉片過濾機(jī)則是利用濾葉進(jìn)行過濾,具有過濾面積大、清洗方便等優(yōu)點(diǎn)。
? 預(yù)熱:過濾后的油脂需要預(yù)熱到一定溫度,通常為100 - 140℃左右。預(yù)熱的目的是為了降低油脂的粘度,使其在后續(xù)的脫臭過程中能夠更好地與蒸汽接觸,有利于異味物質(zhì)的揮發(fā)。一般采用熱交換器進(jìn)行預(yù)熱,如板式熱交換器。板式熱交換器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器,它可以使油脂和加熱介質(zhì)(如熱水或蒸汽)在相鄰的通道中流動(dòng),通過金屬片進(jìn)行熱量交換,具有傳熱效率高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。
(二)脫臭過程
? 汽提脫臭:這是油脂脫臭的he心步驟。將預(yù)熱后的油脂送入脫臭塔中,在高真空條件下(殘壓一般為2 - 6mmHg),通過通入直接蒸汽進(jìn)行汽提。直接蒸汽會(huì)在油脂中形成許多細(xì)小的氣泡,這些氣泡在上升過程中會(huì)將油脂中的異味物質(zhì)(如醛、酮、游離脂肪酸等)攜帶出來。脫臭塔的結(jié)構(gòu)對于脫臭效果有很大的影響,常見的脫臭塔有填料塔和板式塔。填料塔內(nèi)部填充有各種填料(如鮑爾環(huán)、拉西環(huán)等),這些填料可以增加蒸汽與油脂的接觸面積和接觸時(shí)間,提高脫臭效率;板式塔則是通過塔板上的小孔或篩孔使蒸汽和油脂充分接觸,氣液傳質(zhì)效果較好。
? 溫度控制:在汽提脫臭過程中,溫度的控制至關(guān)重要。一般來說,脫臭溫度需要控制在240 - 270℃之間。在這個(gè)溫度范圍內(nèi),異味物質(zhì)的揮發(fā)速度較快,但同時(shí)也要注意避免溫度過高導(dǎo)致油脂氧化、聚合等不良反應(yīng)。溫度的控制通常是通過在脫臭塔的夾套或盤管中通入加熱介質(zhì)(如導(dǎo)熱油)來實(shí)現(xiàn)的。同時(shí),為了保證油脂在脫臭塔內(nèi)的停留時(shí)間足夠長,以充分脫除異味物質(zhì),需要根據(jù)脫臭塔的處理能力和油脂的流量來調(diào)整油脂在塔內(nèi)的液位高度。
? 真空維持:高真空環(huán)境是保證脫臭效果的關(guān)鍵因素之一。在脫臭過程中,需要通過真空泵來維持脫臭塔內(nèi)的高真空狀態(tài)。常用的真空泵有蒸汽噴射真空泵和機(jī)械真空泵。蒸汽噴射真空泵是利用高速蒸汽流來夾帶氣體,從而產(chǎn)生真空,它具有抽氣量大、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn);機(jī)械真空泵則是通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)來抽氣,如羅茨真空泵和旋片真空泵,它們的真空度較高,適用于對真空要求更嚴(yán)格的場合。在實(shí)際應(yīng)用中,往往會(huì)采用多級真空泵組合的方式來達(dá)到理想的真空效果。
(三)脫臭后處理
? 冷卻:脫臭后的油脂溫度較高,需要進(jìn)行冷卻。冷卻的目的是為了防止油脂在高溫下繼續(xù)氧化和變質(zhì)。一般采用水冷式冷卻器進(jìn)行冷卻,將油脂冷卻到40 - 60℃左右。水冷式冷卻器是通過在冷卻器的夾套或盤管中通入冷卻水來降低油脂的溫度,其結(jié)構(gòu)簡單,冷卻效果較好。
? 過濾補(bǔ)充:冷卻后的油脂還需要再次進(jìn)行過濾,以去除在脫臭過程中可能產(chǎn)生的微量雜質(zhì)(如聚合物、氧化產(chǎn)物等)。這次過濾可以使用更精細(xì)的過濾器,如精密過濾器或膜過濾器。精密過濾器通常采用濾芯(如聚丙烯濾芯、不銹鋼濾芯等)來過濾雜質(zhì),過濾精度可以達(dá)到幾微米甚至更?。荒み^濾器則是利用膜的篩分作用來去除雜質(zhì),它可以根據(jù)需要選擇不同的膜材料(如聚偏氟乙烯、陶瓷膜等)和膜孔徑,對油脂進(jìn)行高精度的過濾。
二、油脂脫臭工藝用到的設(shè)備
(一)過濾設(shè)備
? 板框式過濾機(jī):主要由板框、濾布和壓緊裝置等組成。板框是過濾的主要部件,它由交替排列的濾板和濾框構(gòu)成,濾板上有濾液通道,濾框用于容納濾渣。在過濾時(shí),油脂在壓力作用下進(jìn)入板框之間的濾布,固體雜質(zhì)被截留在濾布上,濾液則通過濾板上的通道流出。板框式過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是過濾面積大、過濾壓力高、適應(yīng)范圍廣,可以過濾含有大量固體雜質(zhì)的油脂;缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大、過濾速度較慢、清洗比較麻煩。
? 葉片過濾機(jī):它的he心部件是濾葉。濾葉通常是由金屬絲網(wǎng)或多孔板制成的,表面覆蓋有濾布。在過濾時(shí),油脂從濾葉的外側(cè)進(jìn)入,通過濾布進(jìn)入濾葉內(nèi)部的通道,固體雜質(zhì)被截留在濾布表面。葉片過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是過濾面積大、過濾速度快、清洗方便,適合于對過濾速度要求較高的場合;缺點(diǎn)是過濾精度相對較低,對于一些細(xì)小的雜質(zhì)過濾效果可能不如板框式過濾機(jī)。
(二)預(yù)熱設(shè)備
? 板式熱交換器:由許多沖壓有波紋的金屬薄板按一定間隔排列而成。這些薄板被夾在框架中,形成了兩種不同的通道,一種用于油脂的流動(dòng),另一種用于加熱介質(zhì)(如熱水或蒸汽)的流動(dòng)。當(dāng)油脂和加熱介質(zhì)在各自的通道中流動(dòng)時(shí),熱量通過金屬薄板進(jìn)行傳遞,從而實(shí)現(xiàn)油脂的預(yù)熱。板式熱交換器的優(yōu)點(diǎn)是傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、易于清洗和維護(hù);缺點(diǎn)是密封性能要求高,一旦發(fā)生泄漏,維修比較復(fù)雜。
(三)脫臭設(shè)備
? 填料脫臭塔:內(nèi)部填充有各種形狀的填料,如鮑爾環(huán)、拉西環(huán)等。填料的作用是增加蒸汽與油脂的接觸面積和接觸時(shí)間。在脫臭過程中,油脂從塔頂進(jìn)入,沿著填料層向xia流動(dòng),同時(shí),蒸汽從塔底進(jìn)入,向上穿過填料層。蒸汽在填料表面形成許多細(xì)小的氣泡,這些氣泡與油脂充分接觸,將油脂中的異味物質(zhì)攜帶出來。填料脫臭塔的優(yōu)點(diǎn)是脫臭效率高、操作彈性大;缺點(diǎn)是填料容易堵塞,需要定期清理和更換,而且塔的高度相對較高,對廠房的高度要求較高。
? 板式脫臭塔:內(nèi)部設(shè)有多層塔板,塔板上有許多小孔或篩孔。在脫臭過程中,油脂從塔頂進(jìn)入,依次流過各層塔板,蒸汽從塔底進(jìn)入,通過塔板上的小孔或篩孔與油脂充分接觸。板式脫臭塔的優(yōu)點(diǎn)是氣液傳質(zhì)效果好、結(jié)構(gòu)簡單、易于制造和安裝;缺點(diǎn)是處理能力相對較小,對于高粘度油脂的適應(yīng)性較差。
(四)真空設(shè)備
? 蒸汽噴射真空泵:主要由噴嘴、吸入室、混合室和擴(kuò)壓室等部分組成。工作時(shí),高壓蒸汽通過噴嘴以高速噴出,在吸入室中形成低壓區(qū),從而將脫臭塔內(nèi)的氣體吸入。吸入的氣體與蒸汽在混合室中混合,然后在擴(kuò)壓室中減速增壓,蕞后排出。蒸汽噴射真空泵的優(yōu)點(diǎn)是抽氣量大、結(jié)構(gòu)簡單、不需要復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)裝置;缺點(diǎn)是需要消耗大量的蒸汽,工作效率相對較低,而且真空度有限。
? 機(jī)械真空泵:如羅茨真空泵和旋片真空泵。羅茨真空泵是一種容積式真空泵,它通過兩個(gè)“8”字形的轉(zhuǎn)子在泵腔內(nèi)相對旋轉(zhuǎn),將氣體從進(jìn)氣口輸送到排氣口,從而實(shí)現(xiàn)抽氣。旋片真空泵則是利用旋片在泵腔內(nèi)的旋轉(zhuǎn),將氣體壓縮并排出。機(jī)械真空泵的優(yōu)點(diǎn)是真空度高、工作效率高;缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)成本高,而且抽氣速度相對較慢。
(五)冷卻設(shè)備
? 水冷式冷卻器:主要有夾套式和盤管式兩種結(jié)構(gòu)。夾套式冷卻器是在容器的外側(cè)設(shè)置夾套,冷卻水在夾套中循環(huán)流動(dòng),通過容器壁來冷卻油脂;盤管式冷卻器則是在容器內(nèi)部設(shè)置盤管,冷卻水在盤管中流動(dòng),直接與油脂進(jìn)行熱量交換。水冷式冷卻器的優(yōu)點(diǎn)是冷卻效果好、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低;缺點(diǎn)是冷卻速度相對較慢,而且如果冷卻水的水質(zhì)不好,可能會(huì)在冷卻器內(nèi)部結(jié)垢,影響冷卻效果。
(六)后過濾設(shè)備
? 精密過濾器:主要由外殼、濾芯和密封裝置等組成。濾芯是精密過濾器的he心部件,它可以是聚丙烯濾芯、不銹鋼濾芯等。在過濾時(shí),油脂通過濾芯,雜質(zhì)被截留在濾芯表面或內(nèi)部。精密過濾器的優(yōu)點(diǎn)是過濾精度高、可以根據(jù)需要更換不同精度的濾芯;缺點(diǎn)是濾芯的使用壽命有限,需要定期更換,而且過濾速度相對較慢。
? 膜過濾器:利用膜的篩分作用來過濾雜質(zhì)。膜過濾器的膜材料可以是聚偏氟乙烯、陶瓷膜等,不同的膜材料具有不同的性能和適用范圍。在過濾時(shí),油脂在壓力作用下通過膜,雜質(zhì)被截留在膜的一側(cè)。膜過濾器的優(yōu)點(diǎn)是過濾精度極高、可以對油脂進(jìn)行精細(xì)過濾;缺點(diǎn)是膜的成本較高、容易堵塞,需要定期清洗和維護(hù)。
油脂脫臭工藝是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,涉及到多個(gè)步驟和多種設(shè)備。這些設(shè)備在油脂脫臭過程中發(fā)揮著各自的重要作用,通過合理的組合和操作,可以有效地去除油脂中的異味物質(zhì),提高油脂的品質(zhì)。
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