大豆浸出设备的主要功能是将经过预处理的大豆饼粕在浸出器内通过逆流循环的新鲜溶剂浸出提油,并实现湿粕、混合油中溶剂的分离回收。浸出得到的毛油经过大豆油精练设备脱除杂质后,得到精练大豆油。大豆油浸出设备浸出大豆油的工作流程可以分为以下五个阶段:
1.大豆油浸出:经过预处理的大豆饼粕在浸出器内被热的新鲜溶剂逆流循环喷淋萃取,实现油、粕的分离。在萃取过程中,利用油料中油脂能溶解在溶剂中的特性,实现油脂从固相向液相转移的过程。传质的推动力主要是油脂在固液两相的浓度差,借助分子扩散和对流扩散两种方式完成。
2.浸出豆粕的蒸脱烘干冷却:浸出大豆油后的豆粕中含有25-30%左右的溶剂,为了回收其中的溶剂,利用溶剂的特性,经过间接蒸汽加热和直接蒸汽汽提将白饼中的溶剂蒸出,经过冷凝后回收利用。在加热脱溶的过程中,豆粕中的尿素酶活性得到钝化,蛋白质在受热的过程中部分变性并发生美拉德反应,使其具有一种特殊的香味。经过蒸脱汽提后的豆粕水分会升高到16%左右,因此需要经过除水干燥冷却,使豆粕水分、温度达到产品质量和存储要求。
3.大豆混合油蒸发:浸出后的大豆混合油的溶剂含量约为70%,利用混合油中溶剂和油脂两组分沸点相差较大的特点,借助加热作用使溶剂组分汽化挥发出去,使油脂组分得到浓缩。根据混合油的沸点随系统压强降低而下降的原理,利用真空设备使蒸发器内形成一定的负压,从而可以在相对较低的操作温度下完成混合油中溶剂的蒸发。
4.大豆混合油汽提:经过两次蒸发后,混合油的浓度在95-99%之间。即使在高真空下,高浓度的混合油的沸点也相当高,且在高沸点下油脂及其伴随物及色素极易分解。因此,需要借助汽提来进一步脱除油中存留的溶剂。
在没有水蒸气通入的情况下,在混合油液面上主要有溶剂蒸汽压力,溶剂蒸汽压和外界压强存在差距,只有表面汽化,混合油难以沸腾。若向汽提塔内通入蒸汽,在混合油液面挥发的蒸汽压力便主要由溶剂分压和水蒸气分压二者组成,只要水蒸气的蒸汽分压加上溶剂的蒸汽分压等于外部压力混合油就沸腾,这时在油中的溶剂分子就可以从混合油中挥逸出来,即水蒸气的通入降低了溶剂蒸汽的分压,从而降低了混合油的沸点。
汽提之后的油中残留溶剂可以降至50ppm以下。
5、自由气体中的溶剂回收
空气随着投料进入浸出器,并进入整个浸出设备系统与溶剂蒸气混合,这部分空气因不能冷凝成液体,故称为“自由气体”。来自浸出器、分水箱、混合油罐、冷凝器、溶剂循罐的自由气体全部汇集于空气平衡罐,再进入最后冷凝器。自由气体中所含的溶剂被部分冷凝回收后,尚有未凝结的气体(尾气),仍含有少量溶剂,有三种方法可以回收这些溶剂,包括吸收塔回由、冷冻法回收和石蜡油吸收法。其中,石蜡油吸收法采用循环工作的方式,可以更加高效地回收溶剂。通过这些工艺和方法的应用,大豆浸出设备在大豆油生产中发挥着重要的作用,为工业生产提供了可靠的技术支持。
在大豆油生产中,采用大豆浸出设备的一次浸出工艺可以显著提高生产效率,降低残油率。在这个过程中,自由气体中含有的溶剂需要进行回收处理,以保护环境和节约资源。