米糠浸出油厂糠粞分离的必要性及其工艺探讨.doc

米糠浸出油厂糠粞分离的必要性及其工艺探讨 加入时间: 2008-12-2已查看: 520打印(本文已于专业学术杂志上发表,未经许可,不得转载)摘要：糠粞分离是米糠油制取的重要工序之一。从提高经济效益，保证正常生产，降低残油和溶耗三个方面阐述了糠粞分离的必要性。介绍了风选和筛选两种糠粞分离方法及各自的优缺点。并着重介绍了风力式糠粞分离系统的工艺设计及设计、安装、操作的关键点。关键词：糠粞分离；筛选法；风选法；风力式糠粞分离器；风压；流量米糠是大米加工的副产品，是糙米的表面皮层组织和部分米胚，可作为榨油、饲料、医药和化工产品的原料。我国米糠资源极其丰富，每年有900万吨左右，由于米糠含油脂在16%22%左右，与大豆的含油量相近，是仅次于大豆的我国第二大植物油资源，而且米糠油具有很高的营养价值，能够降低血脂，降低血液总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量，增加高密度脂蛋白固醇含量，还能调节血糖，具有抗癌活性等，近年来国内从事米糠制油的厂家越来越多，随着挤压膨化制油工艺的推广应用，米糠制油厂的规模也越来越大。由大米加工厂收购的米糠中除混有米粞外，还有少量的碎米。米粞和碎米的化学成分与整米相同，本身不含油脂，可作为制糖、酿酒的原料。为此，要将米糠、米粞、碎米等进行分离，既能做到物尽其用，又能提高米糠制油厂的经济效益。笔者注意到，国内的米糠浸出油厂普遍对糠粞分离不够重视，大多数油厂存在糠粞分离设备可有可无的观点，仅在预处理车间安装了一个简单溜筛，有的甚至连溜筛都没有配备，米糠未经过分离就直接进入下一道工序，只有个别厂有完善的糠粞分离系统。为此，笔者专门撰写本文对米糠分离的必要性及其工艺进行探讨，供各油厂和同行参考。1 米糠浸出油厂糠粞分离的必要性11 提高米糠浸出油厂经济效益的需要。从大米加工厂收购的米糠中，含米粞和碎米比例约在35%左右，当大米加工厂米筛穿孔或糠粞分离效果不好的时候，甚至可达到68%，采用糠粞分离系统后可降到1%以下。目前市面上糠粕的价格约为每吨950元，米粞和碎米的价格则在每吨1300元左右，两者之间每吨有350元的差价，按每吨米糠含米粞和碎米4%，分离出3%计算，米糠浸出油厂每加工1吨米糠可多产生销售收入10.5元，日处理50吨规模的厂每天可多产生销售收入525元。如采用风力式糠粞分离系统，糠粞分离耗费的成本主要是电费，日处理50吨规模配备的电机功率为18.5kw，24小时耗电444度，按0.50元/度计算，需支出电费222元。两者相抵，50吨米糠浸出油厂加工米糠，采用糠粞分离系统后，每天可多产生效益303元，按一年生产300天计算，每年可多产生效益90900元。另外，米糠和碎米中本身是不含油脂的，如不从米糠中除去，直接进入浸出车间经过溶剂萃取混入糠粕后，还会吸附一部分油脂，按1.5%的残油率计算，以日处理50吨规模原料含米粞和碎米4%为例，损失的油脂有30公斤。目前市面上的米糠毛油销售价约为3000元/吨 ，则每年仅此一项就将多损失27000元。从上述计算可看出，米糠浸出油厂进行糠粞分离的经济效益是非常可观的，日处理50吨规模的厂，每年仅增加的直接的经济效益就可达到12万元左右。1.2 保证设备正常运转的需要 随着米糠浸出油厂的规模越来越大，挤压膨化机的应用也越来越广泛，膨化机的工作原理是靠米糠在膨化机内受到的挤压、摩擦作用，使其密度不断增大，物料间隙中的气体被挤出，当空隙气体被填满后物料受剪切作用而产生回流，使机膛的压力增大，米糠温度升高，从模板处挤出形成膨化米糠。膨化机的热量主要靠米糠与机筒和螺旋等相互挤压摩擦而产生，如米糠进入膨化机前未预先进行糠粞分离，原料中含有较多的碎米和粗糠壳等杂质，则膨化机的磨损会大大加剧，从而缩短螺旋使用寿命，每年更换螺旋的维修费会很高。而且碎米中含的淀粉使米糠在膨化过程中形成不了适当的压力，达不到正常的膨化效果，影响膨化机的正常生产。另外，未进行糠粞分离的米糠进入浸出器后，碎米中的淀粉遇热糊化，在浸出器内逐渐结块，结块的糠粕散落性差，极易导致浸出格和落粕斗内出现“搭桥”现象。而糊化糠粕进入埋刮板输送机后，在链条与头轮或链条与筒体之间碾压成厚而硬的粕块，又会造成刮板“卡死”，甚至拉断链条。一旦出现浸出器“搭桥”或“卡死”，操作人员就必须停机敲打，“搭桥”严重时还需拆开视镜或人孔捅料，如果出现链条拉断，则需要拆开刮板机头机尾重新更换拉断的部分。不仅直接影响浸出车间的正常连续运转，频繁拆卸泄露的溶剂也带来了极大的安全隐患。1.3 降低粕中残油和溶剂消耗，提高出油率的需要。碳水化合物是碎米的主要成分，碎米中的碳水化合物主要是淀粉,还有少量的多缩戊糖、可溶性糖和粗纤维等。淀粉是由一种枝状组分支链淀粉和一种线性组分直链淀粉组成，支链淀粉是大米淀粉的主要组分，在加热加压的条件下，能够溶于热水，形成粘度较大的溶液。目前国内米糠浸出油厂米糠预处理的方式有干燥法、湿热蒸炒法和挤压膨化法三种。干燥法主要用炒锅、干燥器等加热设备，对米糠进行加热处理；湿热蒸炒法是利用蒸炒锅等设备，对米糠通直接蒸汽，进行加湿、加热，然后再干燥；挤压膨化法是利用挤压膨化机对米糠进行膨化处理，使米糠在高温、高压和摩擦力的作用下达到钝化解脂酶的目的。这三种方法无一例外的需要对米糠进行加热，而湿热蒸炒法和湿式挤压膨化法还需通入直接蒸汽并加压。如果米糠热处理前不预先进行糠粞分离，则碎米中含有的较多淀粉遇热糊化后不能充分破坏细胞结构，干燥后的物料结构松散，浸出料的粉末度大，从而影响了物料在浸出器内的溶剂渗透和沥干效果，增加干粕残油率。米糠蒸脱机的主体结构一般设计为三段，第一段是预脱段，湿粕在其中被间接蒸汽预热升温，汽化部分溶剂；第二段是脱溶段，在这一段中，糠粕吸收真接蒸汽放出的热焓，温度升高、溶剂汽化、水分增加；第三段是干燥段，脱除溶剂后的高水份粕被吹入的热空气蒸发水份，达到烘干的目的。从浸出器出来的湿粕进入蒸脱机后，碎米中的淀粉在脱溶段吸入直接蒸和冷凝水后水份增加，发粘、结块，在蒸脱机搅拌翅的作用下，小块粕慢慢滚动，越粘越大，最后成为圆球形的大团糠粕。结团的糠粕质地坚硬，在脱溶段直接蒸汽蒸不透，在烘干段间接汽作用下也烘干不透，溶剂就残留其中，使粕残溶偏高，从而大大增加了溶剂消耗。2 糠粞分离效果的要求米糠中不得含有完整的米粒和相似整米长度1/3以上的米粒，小于整米长度1/3的米粞含量不得超过0.5%。米粞不得含有正常完整米粒和相似整米长度1/3以上的米粒。3 糠粞分离的主要形式3.1 筛选法常用的糠粞分离筛选设备有糠粞分离方筛和高速糠粞分离筛,糠粞方筛因结构简单,分离效果不好，现已基本淘汰不用。3.11 高速糠粞分离筛的结构和工作原理。高速糠粞分离筛主要由筛体、振动结构、分料结构、机架组成。它利用偏重块高速旋转产生的离心惯性力，使筛体产生水平与垂直双向振动，物料在筛面上作强烈的起伏性跳跃运动，使米糠、米粞和碎米得到分离，分别从不同的出料口流出，见图1。3.1.2 筛选法的优点糠粞分离筛具有用途广和功率消耗低的优点。不仅可以用于糠粞分离，通过配备不同的筛孔和清理路线，还可用于大米厂副流除稗和成品整理。单台的功率配备为0.75-1.1kw，相同处理量的动力消耗，约为风选法的30%左右。3.1.3 筛选法的局限性3.1.3.1 进料不易控制均匀，在进料流量时大时小的情况下，分离效果也时好时坏。3.1.3.2 由于筛孔容易出现经常堵塞（俗称“板筛”），从而导致实际处理量下降，糠中含粞，分离效果不好。3.1.3.3 糠粞分离筛的筛面需要定期检查有无破损和堵塞，如有则需立即更换或清刷，各联接和机械转动部件也需经常检查、维修、清洗、更换，不仅增加车间操作上的工作量也增加了维修费用开支。3.1.3.4 单台产量低。单台糠粞分离筛的产量一般为0.5t/h，即12t/d, 一般适用于30吨以下的小型米糠浸出油厂，30吨以上的中、大型米糠油厂则不适用。3.2 风选法 3.2.1 风力式糠粞分离器的结构和工作原理风力式糠粞分离器主要由转向器和上、中、下分离室等部分组成。工作时，糠粞混合物由空气输送进分离室后，速度逐渐降低，悬浮速度小的米糠被气流带走，悬浮速度较大的米粞则沉至底部，从料封压力门排出。见图2。3.2.2 风选法的优点3.2.2.1 分离效果好。风力糠粞分离器能分离出小于1毫米的米粞和大于1毫米的胚芽，分离后的米糠基本不含米粞和碎米。3.2.2.2 无需维修。风选法是利用米糠与米粞在悬浮速度上的差别，用空气输送物料，在输送过程中实现糠粞的分离，无机械转动部件，因此基本无须维修，使用寿命长。3.2.2.3 产量大。风力式糠粞风力器可以根据用户需要设计产量，目前国内常用的规格有20t/d、30t/d、50Tt/d、80t/d、100t/d五种。3.2.3 风选法的局限性3.2.3.1 一次性投资大。风力糠粞分离器系统由风机、关风器、风管系统和分离器组成，安装复杂、占地面积较大。以50t/d的米糠油厂为例，整套系统投资约需4万元左右，3.2.3.2 功率消耗高。30t/d风力糠粞分离系统配备功率为11kw，如选用3台糠粞分离筛，每台功率1.1kw，3台功率3.3kw，风力糠粞分离系统的功率配备约为糠粞分离筛的3倍左右。4 风力式糠粞分离系统工艺设计风力式糠粞分离系统以其产量大、免维护、分离效果好的优点，逐步取代传统的糠粞分离筛，正日益广泛的应用于糠粞分离。4.1 工艺流程风力糠粞分离系统工艺流程见图3。4.2 工艺说明米糠经过喂料平锅匀料后落入接料嘴，随气流吸入糠粞分离器，糠粞混合物在分离器中的速度逐渐降低，米糠被气流吸走，米粞及碎米降至分离器底部由压力门排出，从而达到糠粞分离目的。米糠被气流带入刹克龙，沿切线方向进入分离室，进行第二次分离，米糠通过刹克龙底部的关风器排出，空气进入旋风沉降室进行第三次沉降分离，净气排出，米糠从旋风沉降室底部排出。整个系统的气流由一台离心式通风机产生，风机安装于刹克龙之后，旋风沉降室前。4.3 风力式糠粞分离系统的设计和安装关键4.3.1 风机型号要偏大风力式糠粞分离系统应选用4-72型离心通风机，它的优点是效率高、运转平稳、噪音低。风机型号则根据风量和风压的大小选择，根据笔者的经验，风机标准的风量范围比较大，而国产风机风量普遍偏小，为保证效果，实际选择时，应比根据风网计算出的风量和压力，在性能表上查找到的风机型号大一号。4.3.2 系统密封要好系统安装完毕后，需进行检漏，确保密封，以避免风量损失。糠粞分离器和接料器等有法兰连接的部分，也要用橡胶垫仔细密封。4.3.3 风管系统应尽量设计为倾斜管道，并避免拐弯，以减少阻力。米糠在风管中流动时，必须保持一定的速度，否则会沉淀在水平风管中逐渐堵塞风管，特别是入机糠粞混合物水分过高、结团或含有稻草、麻绳、纸片、破布等杂质时尤为明显。因此，在设计风管时应尽量减少弯头、三通、收缩管、阀门等管件，并缩短水平管道的长度，多采用倾斜管道，以减低阻力。4.3.4 合理调节风向和入机流量糠粞分离器的风门和入机流量要调节适当，当粞中含糠太多，表示入机流量太大或风量不够，应控制入机流量，开大风门；糠中含粞过多，则应适当关小风门。5 结论米糠浸出油厂进行糠粞分离的效益是很可观的，50t/d规模的浸出油厂每年可多产生效益90000元，而且糠粞分离也是减少设备故障，保证正常运转，降低残油率和溶剂消耗的需要，因此，笔者呼吁各米糠浸出厂家应引起重视