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长期以来,油脂生产企业较难处理的废水来源于精炼厂的碱炼水洗废水,通过采用新工艺、新技术以减少或消除精炼过程中废水的排放是我国油脂行业一直研究的课题。目前国内有两种新技术应用于油脂碱炼工序,一种是利用碱炼工序水洗废水进行配制碱液,碱液再用于碱炼工序,达到循环利用的目的,以减少水洗废水的排放;另外一种是采用吸附脱皂工序替代水洗工序,实现碱炼工序无废水排放的目的。
国外已经对吸附脱皂技术进行了深入的研究,并实现了工业化,德国OHMI公司推出的预-复脱色技术,实现精炼过程无水洗工序,可以实现节省20%白土耗量。德国OHMI公司在德国建成t/d无水洗精炼生产线;在印度尼西亚建成t/d无水洗精炼生产线;在马来西亚建成t/d无水洗精炼生产线;在波兰建成t/d无水洗精炼生产线;在日本建成t/d无水洗精炼生产线。印度MecproHeavy工程公司也拥有这项技术,其主要选择硅藻土作为吸附剂,采用立式自动排渣叶片过滤机全自动过滤系统。
国内对该技术也有研究,据了解目前益海嘉里集团和中粮集团部分企业也有采用该技术,但是关于该技术的研究及该技术在使用过程中所出现的问题等,还需要进行更深一步的研究。
针对油脂加工业这种现状,为了该技术的推广应用,本文主要研究传统精炼过程中碱炼系统的改进,为解决目前国内油脂碱炼过程中水消耗量大、废水排放高的问题提供一种科学、有效的途径。
1材料与方法
1.1主要实验材料
大豆毛油、废白土(原白土由*山泰柯活性漂白土有限公司生产),渭南八鱼油脂有限公司;硅藻土,天津市纵横兴工贸有限公司化工试剂分公司;滤布(棉帆布),市购。
1.2主要仪器
BSS分析天平:北京赛多利斯天平有限公司;SHB-Ⅲ(A)型循环水多用真空泵:陕西太康生物科技有限公司;B-型恒温水浴锅:上海亚荣生化仪器;A―1电热鼓风干燥箱:上海试验仪器总厂;TU–紫外可见光光度计:北京普析通用仪器公司。
1.3实验方法
原料的预处理:
大豆毛油→水化脱胶→离心分离→碱炼脱酸→离心分离→脱胶脱酸油脂
↓↓
胶体皂脚
常规水洗脱皂工艺:
脱胶脱酸油→水洗→离心脱水→干燥→中和油
无水脱皂工艺:
脱胶脱酸油→添加废白土或硅藻土搅拌→过滤→清油
脱胶脱酸油→过滤(滤饼要先预制)→清油
1.4分析方法
酸值,GB/T-5,色泽GB/T-8,含磷量GB/T-8,含皂量GB/T-8,水分GB/T-8
2结果与讨论
2.1原料的基本指标
表2-1大豆毛油的基本理化指标
酸值(mg/g)
色泽
水分(%)
含磷量(mg/kg)
1.7
Y35R3.6
0.16
.7
2.2单因素试验
2.2.1吸附剂添加量对脱皂效果的影响
添加的吸附剂为废白土(过目筛、残油9.87%)和硅藻土、脱胶脱酸大豆油含皂量mg/kg、含磷量3.6mg/kg,反应温度65℃、反应时间30min、搅拌吸附后采用滤布过滤,然后测定清油中残皂量和残磷量,分析废白土添加量和硅藻土添加量对脱皂效果的影响。
由图1中可见随着废白土添加量的增加,清油中残皂量和残磷量不断的降低,在废白土添加量为0.5%时,残皂量和残磷量分别为降为0mg/kg和2.2mg/kg。由图2中可见随着硅藻土添加量的增加,清油中残皂量和残磷量不断的降低,在硅藻土添加量为0.4%时,残皂量和残磷量降为0mg/kg和3.3mg/kg
2.2.2含皂量对脱皂效果的影响
以废白土(过目筛、残油9.87%)为过滤介质,滤饼直径9cm,,过滤温度25℃,滤饼加滤布直接过滤,然后测定清油中残皂量和残磷量。分析脱胶脱酸油中含皂量对脱皂效果的影响。由图3中可以看出,随着脱胶脱酸油中含皂量的降低,过滤后清油中的残皂量和残磷量不断的降低,在含皂量为mg/kg时清油中残皂量和残磷量能降为0mg/kg和2.1mg/kg。
2.2.3含磷量对脱皂效果的影响
以废白土(过目筛、残油9.87%)为过滤介质,滤饼直径9cm,过滤温度25℃,滤饼加滤布直接过滤,然后测定清油中残皂量和残磷量。分析脱胶脱酸油中含磷量对脱皂效果的影响。
由图4中可以看出,随着脱胶脱酸油中含磷量的降低,过滤后清油中的残皂量和残磷量不断的降低,在残磷量为5.1mg/kg时清油中残皂量和残磷量降为0mg/kg和2.1mg/kg。
2.2.4温度对脱皂效果的影响
在不同温度条件下,以废白土(过目筛、残油9.87%)为过滤介质、脱胶脱酸大豆油含皂量mg/kg、含磷量13.8mg/kg,滤饼直径9cm,滤布加滤饼直接过滤,然后测定清油中皂含量和磷含量。从表2-2中可以看出在25℃和65℃条件下采用滤饼加滤布直接过滤时,高温条件下比低温条件下的脱皂和脱磷效果要好。
表2-℃条件下过滤对脱皂效果的影响
过滤温度
(℃)
滤饼厚度
(mm)
废白土添加量(g)
残皂量(mg/kg)
残磷量(mg/kg)
1
25
4
20
47.0
5.2
2
25
6
30
9.6
4.8
3
65
4
20
16.0
3.0
4
65
6
30
9.1
2.8
2.2.5滤饼厚度对不同原料脱皂效果的影响
(1)以废白土(过目筛、残油9.87%)为过滤介质,滤饼直径9cm,滤布加滤饼直接过滤,然后测定清油中皂含量和磷含量。分析滤饼厚度对不同原料脱皂效果的影响。
表2-3滤饼厚度对脱皂效果的影响(原料油含皂量为.5mg/kg)
过滤温度
(℃)
滤饼厚度
(mm)
废白土添加量(g)
残皂量(mg/kg)
残磷量(mg/kg)
1
25
4
20
.6
73.3
2
25
6
30
.7
65.6
3
25
8
40
.1
57.2
表2-4滤饼厚度对脱皂效果的影响(原料油含皂量为.0mg/kg)
过滤温度
(℃)
滤饼厚度
(mm)
废白土添加量(g)
残皂量(mg/kg)
残磷量(mg/kg)
1
25
4
20
.0
76.2
2
25
6
30
.0
63.9
3
25
8
40
99.6
51.5
表2-5滤饼厚度对脱皂效果的影响(原料油含皂量为.0mg/kg)
过滤温度
(℃)
滤饼厚度
(mm)
废白土添加量(g)
残皂量(mg/kg)
残磷量(mg/kg)
1
25
4
20
47.0
5.2
2
25
6
30
9.6
4.8
表2-6滤饼厚度对脱皂效果的影响(原料油含皂量为.0mg/kg)
过滤温度
(℃)
滤饼厚度
(mm)
废白土添加量(g)
残皂量(mg/kg)
残磷量(mg/kg)
1
25
2
10
8.3
3.5
2
25
4
20
0
2.1
表2-3中可以看出,脱胶脱酸豆油中含皂量为.5mg/kg时,滤层厚度达到8mm,也只能将残皂量和残磷量分别降到.7mg/kg和57.2mg/kg。由表2-4中可以看出,脱胶脱酸豆油中含皂量为.0mg/kg时,滤层厚度达到8mm,也只能将残皂量和残磷量分别降到99.6mg/kg和61.5mg/kg。由表2-5中可以看出,脱胶脱酸豆油中含皂量为.0mg/kg时,滤层厚度达到6mm,能将残皂量和残磷量分别降到9.6mg/kg和5.2mg/kg。由表2-6中可以看出,脱胶脱酸豆油中含皂量为mg/kg时,滤层厚度达到4mm,能将残皂量和残磷量分别降到0mg/kg和2.1mg/kg,可以看出随着原料中含皂量的降低,过滤所需滤层厚度越薄。
3.结论
(1)在脱胶脱酸油中含皂量为.0mg/kg左右时采用吸附过滤脱皂和直接过滤脱皂均能达到理想的效果,并且可以减少水洗环节,节省一定的水资源,减少污染。
(2)采用硅藻土进行吸附脱皂的效果要比采用废白土吸附脱皂的效果稍好,但硅藻土脱磷的效果相对较差。采用硅藻土进行吸附脱皂时,硅藻土的添加量为0.4%时即可将残皂量降为0mg/kg,而采用废白土进行吸附脱皂,添加量为0.5%时才能将残皂量降为0mg/kg。虽然硅藻的脱皂效果要比废白土的脱皂效果好,但是硅藻土的成本要比废白土的成本要高,同时在生产过程中也将会产生新的废物。
(3)通过对25℃条件下直接过滤脱皂和65℃条件下直接过滤脱皂进行对比可以看出65℃条件下比25℃条件下的脱皂效果和脱磷效果要好。且在65℃条件下的过滤速度要比25℃条件下的过滤速度要快。
(4)碱炼离心后油脂中的含皂量和含磷量对直接过滤脱皂的效果影响较大,在含皂量超过mg/kg时,清油中的残皂量较高,不能满足生产需要,因此若在实际生产中最好能控制碱炼离心后油脂中的含皂量小于mg/kg,含磷量小于20mg/kg。
(5)采用不同滤饼厚度进行直接过滤脱皂时,随着滤饼厚度的增加清油中的残皂量和残磷量不断的降低,但是随着滤饼厚度的增加,过滤阻力会增加,过滤速度也会减慢,若在实际生产中将会导致过滤机的压力快速增加。
(6)废白土的品质(含水、残油)对无水洗精炼技术也有一定的影响,但是对于无水洗精炼的影响,还有待于进一步进行研究。
参考文献:
[1]