油脂精炼技术的发展及其与国外的差距
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摘要:叙述了国内油脂精炼技术的发展、现状、主要工艺技术指标及其与国外水平的差距。
我国的油脂精炼技术可以追溯到很久以前。不过,早期的油脂精炼仅停留在脱胶、过滤等简单的初级水平。1949年新中国成立以来,国家为了发展油脂工业,曾于1962年、1974年和1978年分别对油脂加工设备及工艺进行了标准化工作。
自1958年西安油脂化工厂第一次引进了国外的炼油成套设备以来,在此后的20多年间,我国的炼油工业几乎失去了与国外的交流。据不完全统计,自1981年至1986年的5年间,国内引进的油脂精炼生产线已超过了37套,其中包括物理精炼、化学精炼、脱色、脱臭、氢化、冬化、人造奶油、起酥油及代可可脂的生产与加工设备。
为了加速我国油脂工业的发展,缩小与世界先进水平的差距,原商业部曾组织了“消化吸收”工作,并于1987年由商业部西安油脂科学研究所等单位率先在北京南苑油厂建成了我国第一条50 t/d 全连续油脂精炼生产线。
随着市场经济的逐步深化,油脂行业由粮食部门一统天下的局面已经成为过去。另外,“三资企业”在油脂行业所占的比重也越来越大,油脂行业所面临的竞争也是空前的。
1 生产规模
随着我国经济体制改革的不断深入及加入世界贸易组织日期的日益临近,油脂工业将面临更加激烈的市场竞争。这样就会使许多技术装备和管理落后的企业受到冲击。其积极的一面是促使国内的工业企业进行技术革新和技术改造,发挥国内的优势,迅速达到国际先进水平。
从规模效益来说,规模越大,加工成本越低,效益越高。但它也受技术、交通、市场等因素的制约。但无论如何仅停留在80年代初我们所确定的50 t/d全连续油脂精炼及其以下规模的水平已经无法满足市场竞争的需要。
从目前国内的状况看,自行设计并全部选用国产设备的炼油生产线已可达到200 t/d的规模。若与国外主机配套可以达到更大的规模,基本可以满足市场的需要。
2 生产工艺
2.1 脱胶及中和
有效的脱胶操作将有利于保证成品油的质量。脱胶的方法有很多种,传统的方法有水化脱胶和酸炼脱胶。按国标二级油的标准,水化脱胶已完全可以达到要求。对于棕榈油等胶质含量较少的特殊油种仅用酸炼脱胶就可达到要求,这种方法又称干法脱胶。
随着科学技术的发展,人们的目标并不仅仅停留在如何最大限度
地脱除胶质上。而是在此前提下,把降低消耗、减少在脱胶过程中对油脂的损害作为更高的目标。80年代应用于生产的超级脱胶工艺,以脱胶彻底、可减少后续脱色过程的白土用量而获得了广泛的应用。90年代用于工业化生产的酶法脱胶工艺,将生物化学与油脂精炼工艺有机地结合在了一起,脱胶后磷的含量可降至10 mg/kg以下,广泛适用于化学精炼和物理精炼。以上工艺在国内均得到应用。
2.2 脱色
经过改进的两层或多层脱色器可最大限度地避免白土的沉降,使油与白土的混合更为均匀,最新设计的带有喷嘴装臵的脱色器,可有效除去未脱色油中的氧气和水分,极大地提高了白土的脱色效率。
早期,白土通常用直接吸入法加入脱色罐。经过改进后,白土在常压下首先通过定量绞龙加入白土调和罐,然后吸入脱色罐。但无论哪种方法都避免不了油与空气的接触。目前,最理想的方法是白土经风运系统输送至白土储罐,再通过由定时器控制的气动蝶阀自动落入脱色罐。这样既可减少白土在输送过程中的粉尘污染,又可避免油与空气的接触。
2.3 脱臭
脱臭是油脂精炼的一个重要工序。不同形式的脱臭塔因料层的高低、油与直接蒸汽的接触面积不同,水、电、汽等一些主要指标的消耗会有很大的差别。除脱臭温度和真空度外,直接蒸汽的加入量应根据实际需要通过孔板孔径的大小来调节,直接蒸汽的压力应控制在
0.2 MPa左右。
2.4 主要指标
1994年国内贸易部颁布的《设计规范》中曾对炼油工艺中的一些指标作了具体要求,5年过去了,现在看来这些指标已远不能符合今天的要求了。表1是《设计规范》中的消耗指标与国外某公司指标的对比。
表1 炼油车间主要消耗指标对比表
工序国内指标国外某公司指标
电
(kWh) 蒸汽(0.2 MPa)
(kg) 水(循环)
(m3) 电
(kWh) 蒸汽(0.2 MPa)
(kg) 水(循环)
(m3)
脱胶 3~5 60~80 0.2~0.4 6.2 45.0 2.0
中和 15~20 200~250 1.0~1.5
脱色 7 120 3.5 2.1 38.0 1.7
脱臭 25 240 17 2.4 71.0 8.5
3 设备性能
3.1 离心机
离心机是油脂精炼的主要设备之一,目前国外主要是阿法-拉伐和韦斯伐利亚两家公司独占鳌头,也许是受中国引进第一套50 t/d 阿法-拉伐(Alfa-Laval)离心机及配套碱炼设备的影响,几乎所有的同行都对阿法—拉伐离心机感兴趣。
但随着对国外技术的进一步了解,人们发现韦斯伐利亚(Westfalia)离心机同样具有优越的性能。所以,到1986年为止,国内共进口了89台韦斯伐利亚离心机。
我们知道,国内有为数不多的几家企业可以生产用于油脂精炼的离心机。最早用于油脂企业的离心机主要有两种,即管式离心机和碟式离心机,管式离心机是由上海粮油机械厂生产的,其单机处理量为10 t/d,多用于棉籽油碱炼过程中皂脚的分离。早期用于油脂精炼的碟式离心机是由江苏省宜兴粮食机械厂生产的,该离心机以其卓越的性能在该行业得到了广泛的应用,并获得了原商业部科技进步二等奖。但随着近年来油脂加工企业规模的不断扩大,单机处理50 t/d 原料的规模已显得偏小。90年代末,南京绿洲机器厂率先推出了处理量为200 t/d植物油的碟式离心机,迎合了市场的需要。尽管以上我们所提到的这些离心机的机械性能与国际品牌仍有相当的距离,但因其具有明显的价格优势,且维修便利,在国内也同样获得了普遍的应用。
科技的发展日新月异,油脂行业不能停留在几十年一成不变的老