闪蒸脱溶工艺的研究与改进
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闪蒸脱溶系统由闪蒸脱溶和真空脱溶两部分组 成。 闪蒸脱溶部分是由一个充满溶剂蒸汽的气流输 送管组成; 真空脱溶机与一般蒸脱机蒸脱类似, 是在 真空条件下, 利用水蒸汽的汽提作用, 在较低温度 下, 脱除豆粕中残留的一部分溶剂。基本工艺过程见 工艺流程图, 见图 1。 2 闪蒸脱溶工艺的生产使用和工艺特点
该工艺在生产中也存在一些缺点, 与其他型式 性要求严格的地方, 采用两个一组, 串联使用, 提高
工艺相比, 能耗相对大一些, 主要因为闪蒸管道中气 了关风性能。
流循环要用特制高压风机进行。另外, 为了保证豆粕 412 对旋风卸料器的型式进行改动, 采用风阻低和
中蛋白不变性程度, 采用过热溶剂汽脱溶, 系统在开 分离效率高的离心集尘器 (刹克龙) , 在提高分离效
1997 年第 22 卷第 3 期 中 国 油 脂
23
闪蒸脱溶工艺的研究与改进
何全社
国内贸易部西安油脂科学研究设计院 (西安市: 710082)
摘要: 介绍了闪蒸脱溶工艺的基本原理、特点及生产中存在问题、改进措施。 关键词: 闪蒸 真空 关风器 离心集尘器 (刹克龙)
1 工艺原理简述 闪蒸脱溶的基本原理是利用瞬间高温把豆粕中 的溶剂脱除, 而不使高热浸入蛋白分子内, 从而减少 豆粕中蛋白的变性。
形, 见图 21a1b, 可根据需要调节间隙。 同时增大了 呈下降趋势。当加热温度超过 80 ℃时, 豆粕中水溶
关风器的容积, 降低转子转速。 工艺联接上, 在闭风 性蛋白的保存率随温度升高急骤下降。由此看出, 脱
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
汽 ( 160 ℃～ 165 ℃) 接 触, 整
个过程 2 s～ 3 s。 这个过程豆 粕 氮 溶 解 指 数 约 降 低 1%～
2%。 含溶 2%～ 3% 的豆粕进
入真空脱溶机中, 在真空条件
下通入极少量的水蒸汽, 并控
图 3 改进后闪蒸脱溶工艺流程图
制豆粕温度在 75 ℃～ 80 ℃。
表
新增设备: 17—真空平衡罐 18—溶剂暂存罐, B 5
也不是很理想, 影响了正常生产和系统的安全性。
312 溶剂气体的净化问题。从旋风卸料器出来夹带
了一部分粉末的溶剂气体再进入闪蒸管, 多余的溶
剂气应湿式捕集器捕集粉末后进入冷凝器。 在使用 中存在旋风卸料器捕集效率低, 分离后的溶剂气体 中夹带了较多的粉末。 湿式捕集器在使用中热水捕
图 2 关风器结构图
2 主要油料蛋白的制取利用. 粮食部科学技术情报研究所,
加热温度 (℃)
80
90
100～ 105
1982, 2
加热时间(m in)
15
20
15
20
15
20
粕氮溶解指数N SI(% ) 8015 7813 7418 6914 6716 65
收稿日期: 1997) —03—10
T he R esearch and Im p rovem en t abou t the flash D eso lven t T echno logy
414 真空脱溶机改直接汽由搅拌叶上通入。 底夹 层根据需要通入适量的间接蒸汽加热或保温。 这样
集管由于粉末的影响, 捕集管极易堵塞, 使捕集效率 降低。由于以上两方面的原因, 使带粉末的溶剂气体
需专门设计一套进汽装置, 直接汽要从搅拌轴引入 设备内。
进入冷凝器, 一方面会引起冷凝器堵塞, 另一方面含 有较多豆粉的溶剂冷凝液进入分水器后, 遇水容易 形成乳化, 严重时分水器不能正常工作。 313 下水环真空泵与真空脱溶机及布袋过滤器的 联接, 靠一单向阀起止逆作用。单向阀的工作不是很 可靠, 生产中故障停车时, 几次造成布袋过滤器进 水, 使布袋失去过滤作用。 314 真空脱溶机底板上直接汽孔容易堵塞。由于进 入真空脱机中的豆粕含溶很低, 在真空脱溶过程中, 喷入的直接蒸汽量很少, 经常造成小孔堵塞, 影响了 脱溶效果。 4 解决措施
想。 我院在 1988 年对这些引进设备进行了消化吸 以上几个方面着手, 来解决溶剂气体净化和分水器
收, 并在西安建起了“西安大豆综合利用实验厂”, 于 乳化的问题。
1993 年 12 月进行闪蒸脱溶部分调试, 从生产调试 413 在水环真空泵与布袋过滤器之间增加真空缓
情况看, 基本能达到要求的工艺指标, 但是生产运行 冲罐, 生产中若遇突然停车时少量的水会在蛋白罐
容 易 堵 塞, 要
及 时 观 察, 生 产 初 期, 要 定 时抽样化验产
品 质 量 指 标, 以便随时调
节。
212 工 艺 特 点
与其他型
式的低温脱溶
工艺相比具有
以 下 特 点: 脱 溶 效 率 高, 溶 剂 消 耗 低; 蒸 汽 消 耗 低; 产 品质量能够灵
图 1 闪蒸脱溶工艺流程图 1 闪蒸管 2 溶剂加热器 3 氮气瓶 4 溶剂循环风机 5 旋风卸料器 6 真空脱溶机 7 关风器 (1) 8 关风器 (2) 9 布袋过滤器 10 湿式捕集器 11 冷凝器 (1) 12 溶剂捕集器 13 冷凝器 (2) 14 冷凝器 (3) 15、16 汽水分离器
Key W ords ‘fla sh′deso lven t vaccum ro ta to ry va lve cydone
重
我刊发行部现存有部分期刊, 欢迎广大读者订阅: 1992 年增刊 20100 元 册 1993 年合订本 40100 元 本
要
1994 年合订本 40100 元 本 1995 年 3—6 期 16100 元 年
根据以前生产调试中存在的问题, 在以后的设 计中, 对工艺和设备做了一些改进。在保证产品质量
51212 湿粕脱溶过程中温度和时间对蛋白变性的 影响
的前提下, 提高系统的稳定性。
由表 2 可以看出, 含溶豆粕在每一相同加热温
411 改进了关风器的结构, 阀芯由直形改为微锥 度下, 随加热时间延长, 豆粕中水溶性蛋白的保存率
车、停车时比较麻烦。
率的同时尽量减少风阻损失。 对湿式捕集器热水捕
3 闪蒸脱溶工艺在生产使用中存在的问题
集管管径增大, 减少堵塞的机会。另外作为一个防范
闪蒸脱溶系统自 80 年代中期引进国内, 先后有 措施, 为闪蒸脱溶系统另增加一个溶剂暂存罐。让带
数家采用该项技术, 从使用情况看, 工艺效果比较理 粉末溶剂在暂存罐中沉降后再进车间的分水器。 从
改进后工艺流程见图 3。 5 闪蒸脱溶后豆粕的质量指标和影响因素分析 511 闪蒸脱溶后豆粕
氮溶解指数 (N IS) ≥75% 总蛋白含量≥50% 粕中残留溶剂≤700 m g kg 512 影响粕中蛋白变性的因素 51211 加热和水分对蛋白的影响 从表 1 可以看出, 干热和湿热条件下, 蛋白变性 程度显著不同, 即使存在少量水分, 在受热时变性程 度也很大, 所以在加工过程中要严格控制直接蒸汽 与豆粕的接触。
H e Q uanshe
X ian O ils and Fa t s R esea rch and D esign In st itu te M in ist ry of In terna l T rade of P 1R 1C (710082) Abstract th is p ap er in t roduces the fundam en ta l p rincip le and fea thu res p rob lem s ex ist ing in u seand p roduct ion & im p rovem en t abou t the ‘fla sh′deso lven t techno logy
1 加热和水分对N IS (% ) 影响
粕氮溶解指数降低
脱溶过程 15 m in 左右。这个豆 2%～ 3%。 通过闪蒸脱溶系统
项 目
105 ℃、40 m in
105 ℃、40 m in
后, 豆粕变性程度可以控制 5% 之内。
未处理大豆
整 粒
破碎豆 (2～ 3 瓣) 轧坯 (1) (厚 2 mm ) 轧坯 (2) (厚 1 mm )
6 讨 论 闪蒸脱溶工艺在研究开发初期存在的一些问 题。给工厂安全连续生产带来一些问题, 经过我们几 年的研究探索, 基本摸清了技术关键所在, 取得了第 一手资料, 使该工艺成为一种成熟可靠的技术。
参 考 文 献
1 刘大川, 齐玉堂等. 大豆脱皮、浸出粕低温脱溶工艺研究 及大豆蛋白产品的开发. 中国油脂, 1993, 18 (3) : 3～ 9
间接蒸汽加热 (干热)
8015 6112 6312 7512 6915
直接蒸汽加热 (湿热)
8015 1913 1813 1518 1310
溶过程中 80 ℃是一个要掌握的关键数, 为了保持豆
粕中的蛋白质不变性或低变性, 脱溶过程中, 豆粕温
百度文库
度不宜超过 80℃, 加热时间也应严格控制。
表 2 湿粕脱溶过程中温度和时间对N S I 影响
1997 年第 22 卷第 3 期 中 国 油 脂
25
说明: 原料大豆的氮溶解指数 平均为 80185%
从以上分析可以看出, 影
响豆粕变性的关键是脱溶过
程。 闪蒸脱溶工艺主要利用过
热的溶剂蒸汽来脱除湿粕中的
溶剂, 杜绝了水蒸汽对蛋白的
不利影响。生产过程中, 含溶豆
粕在闪蒸管道中与过热溶剂蒸
211 生产使用 闪蒸脱溶系统在投入使用前, 闪蒸管道要经过 严格的气密性和气压试验。 真空脱溶机及相关的真 空系统也要进行严格的气密性试验, 确保整个系统 没有泄漏点。正式投溶前, 闪蒸管道内要充入与管道 相同体积的惰性气体, 常用氮气。 充氮完成后, 闪蒸 管内通入一定的新鲜溶剂, 在循环风机和溶剂加热 器的作用下进行预热, 等闪蒸管内充满高温溶剂汽, 压力达到规定压力, 通入冷凝器的多余气体自控阀 打开时, 可以打开进料系统, 由少至多, 逐步给闪蒸 脱溶系统送入湿粕。 生产中要注意闪蒸管进出料口
活 控 制; 工 艺 过程中主要参 数采用自控仪 表 来 控 制, 系 统稳定性高。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
24
中 国 油 脂 1997 年第 22 卷第 3 期
启
1996 年 1—6 期 24100 元 年
事
地址: 西安市劳动北路 56 号《中国油脂》杂志社发行部 邮编: 710082
电话: (029) 8617441 电话: 3234 联系人: 贺 敏
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
情况不理想。 说明消化吸收过程中, 存在一些偏差, 中截留下来, 而不致影响布袋过滤器。
影响了正常生产, 主要反映在以下几个方面:
311 关风器是闪蒸脱溶系统的一个关键设备之一,
生产中存在转子转速偏高, 不易卸料。由于很细的豆
粉在转子与壳体之间形成一个薄膜, 受热时多次出
现卡死和堵塞现象, 造成停车事故。 此外, 闭风效果
该工艺在生产中也存在一些缺点, 与其他型式 性要求严格的地方, 采用两个一组, 串联使用, 提高
工艺相比, 能耗相对大一些, 主要因为闪蒸管道中气 了关风性能。
流循环要用特制高压风机进行。另外, 为了保证豆粕 412 对旋风卸料器的型式进行改动, 采用风阻低和
中蛋白不变性程度, 采用过热溶剂汽脱溶, 系统在开 分离效率高的离心集尘器 (刹克龙) , 在提高分离效
1997 年第 22 卷第 3 期 中 国 油 脂
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闪蒸脱溶工艺的研究与改进
何全社
国内贸易部西安油脂科学研究设计院 (西安市: 710082)
摘要: 介绍了闪蒸脱溶工艺的基本原理、特点及生产中存在问题、改进措施。 关键词: 闪蒸 真空 关风器 离心集尘器 (刹克龙)
1 工艺原理简述 闪蒸脱溶的基本原理是利用瞬间高温把豆粕中 的溶剂脱除, 而不使高热浸入蛋白分子内, 从而减少 豆粕中蛋白的变性。
形, 见图 21a1b, 可根据需要调节间隙。 同时增大了 呈下降趋势。当加热温度超过 80 ℃时, 豆粕中水溶
关风器的容积, 降低转子转速。 工艺联接上, 在闭风 性蛋白的保存率随温度升高急骤下降。由此看出, 脱
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汽 ( 160 ℃～ 165 ℃) 接 触, 整
个过程 2 s～ 3 s。 这个过程豆 粕 氮 溶 解 指 数 约 降 低 1%～
2%。 含溶 2%～ 3% 的豆粕进
入真空脱溶机中, 在真空条件
下通入极少量的水蒸汽, 并控
图 3 改进后闪蒸脱溶工艺流程图
制豆粕温度在 75 ℃～ 80 ℃。
表
新增设备: 17—真空平衡罐 18—溶剂暂存罐, B 5
也不是很理想, 影响了正常生产和系统的安全性。
312 溶剂气体的净化问题。从旋风卸料器出来夹带
了一部分粉末的溶剂气体再进入闪蒸管, 多余的溶
剂气应湿式捕集器捕集粉末后进入冷凝器。 在使用 中存在旋风卸料器捕集效率低, 分离后的溶剂气体 中夹带了较多的粉末。 湿式捕集器在使用中热水捕
图 2 关风器结构图
2 主要油料蛋白的制取利用. 粮食部科学技术情报研究所,
加热温度 (℃)
80
90
100～ 105
1982, 2
加热时间(m in)
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粕氮溶解指数N SI(% ) 8015 7813 7418 6914 6716 65
收稿日期: 1997) —03—10
T he R esearch and Im p rovem en t abou t the flash D eso lven t T echno logy
414 真空脱溶机改直接汽由搅拌叶上通入。 底夹 层根据需要通入适量的间接蒸汽加热或保温。 这样
集管由于粉末的影响, 捕集管极易堵塞, 使捕集效率 降低。由于以上两方面的原因, 使带粉末的溶剂气体
需专门设计一套进汽装置, 直接汽要从搅拌轴引入 设备内。
进入冷凝器, 一方面会引起冷凝器堵塞, 另一方面含 有较多豆粉的溶剂冷凝液进入分水器后, 遇水容易 形成乳化, 严重时分水器不能正常工作。 313 下水环真空泵与真空脱溶机及布袋过滤器的 联接, 靠一单向阀起止逆作用。单向阀的工作不是很 可靠, 生产中故障停车时, 几次造成布袋过滤器进 水, 使布袋失去过滤作用。 314 真空脱溶机底板上直接汽孔容易堵塞。由于进 入真空脱机中的豆粕含溶很低, 在真空脱溶过程中, 喷入的直接蒸汽量很少, 经常造成小孔堵塞, 影响了 脱溶效果。 4 解决措施
想。 我院在 1988 年对这些引进设备进行了消化吸 以上几个方面着手, 来解决溶剂气体净化和分水器
收, 并在西安建起了“西安大豆综合利用实验厂”, 于 乳化的问题。
1993 年 12 月进行闪蒸脱溶部分调试, 从生产调试 413 在水环真空泵与布袋过滤器之间增加真空缓
情况看, 基本能达到要求的工艺指标, 但是生产运行 冲罐, 生产中若遇突然停车时少量的水会在蛋白罐
容 易 堵 塞, 要
及 时 观 察, 生 产 初 期, 要 定 时抽样化验产
品 质 量 指 标, 以便随时调
节。
212 工 艺 特 点
与其他型
式的低温脱溶
工艺相比具有
以 下 特 点: 脱 溶 效 率 高, 溶 剂 消 耗 低; 蒸 汽 消 耗 低; 产 品质量能够灵
图 1 闪蒸脱溶工艺流程图 1 闪蒸管 2 溶剂加热器 3 氮气瓶 4 溶剂循环风机 5 旋风卸料器 6 真空脱溶机 7 关风器 (1) 8 关风器 (2) 9 布袋过滤器 10 湿式捕集器 11 冷凝器 (1) 12 溶剂捕集器 13 冷凝器 (2) 14 冷凝器 (3) 15、16 汽水分离器
Key W ords ‘fla sh′deso lven t vaccum ro ta to ry va lve cydone
重
我刊发行部现存有部分期刊, 欢迎广大读者订阅: 1992 年增刊 20100 元 册 1993 年合订本 40100 元 本
要
1994 年合订本 40100 元 本 1995 年 3—6 期 16100 元 年
根据以前生产调试中存在的问题, 在以后的设 计中, 对工艺和设备做了一些改进。在保证产品质量
51212 湿粕脱溶过程中温度和时间对蛋白变性的 影响
的前提下, 提高系统的稳定性。
由表 2 可以看出, 含溶豆粕在每一相同加热温
411 改进了关风器的结构, 阀芯由直形改为微锥 度下, 随加热时间延长, 豆粕中水溶性蛋白的保存率
车、停车时比较麻烦。
率的同时尽量减少风阻损失。 对湿式捕集器热水捕
3 闪蒸脱溶工艺在生产使用中存在的问题
集管管径增大, 减少堵塞的机会。另外作为一个防范
闪蒸脱溶系统自 80 年代中期引进国内, 先后有 措施, 为闪蒸脱溶系统另增加一个溶剂暂存罐。让带
数家采用该项技术, 从使用情况看, 工艺效果比较理 粉末溶剂在暂存罐中沉降后再进车间的分水器。 从
改进后工艺流程见图 3。 5 闪蒸脱溶后豆粕的质量指标和影响因素分析 511 闪蒸脱溶后豆粕
氮溶解指数 (N IS) ≥75% 总蛋白含量≥50% 粕中残留溶剂≤700 m g kg 512 影响粕中蛋白变性的因素 51211 加热和水分对蛋白的影响 从表 1 可以看出, 干热和湿热条件下, 蛋白变性 程度显著不同, 即使存在少量水分, 在受热时变性程 度也很大, 所以在加工过程中要严格控制直接蒸汽 与豆粕的接触。
H e Q uanshe
X ian O ils and Fa t s R esea rch and D esign In st itu te M in ist ry of In terna l T rade of P 1R 1C (710082) Abstract th is p ap er in t roduces the fundam en ta l p rincip le and fea thu res p rob lem s ex ist ing in u seand p roduct ion & im p rovem en t abou t the ‘fla sh′deso lven t techno logy
1 加热和水分对N IS (% ) 影响
粕氮溶解指数降低
脱溶过程 15 m in 左右。这个豆 2%～ 3%。 通过闪蒸脱溶系统
项 目
105 ℃、40 m in
105 ℃、40 m in
后, 豆粕变性程度可以控制 5% 之内。
未处理大豆
整 粒
破碎豆 (2～ 3 瓣) 轧坯 (1) (厚 2 mm ) 轧坯 (2) (厚 1 mm )
6 讨 论 闪蒸脱溶工艺在研究开发初期存在的一些问 题。给工厂安全连续生产带来一些问题, 经过我们几 年的研究探索, 基本摸清了技术关键所在, 取得了第 一手资料, 使该工艺成为一种成熟可靠的技术。
参 考 文 献
1 刘大川, 齐玉堂等. 大豆脱皮、浸出粕低温脱溶工艺研究 及大豆蛋白产品的开发. 中国油脂, 1993, 18 (3) : 3～ 9
间接蒸汽加热 (干热)
8015 6112 6312 7512 6915
直接蒸汽加热 (湿热)
8015 1913 1813 1518 1310
溶过程中 80 ℃是一个要掌握的关键数, 为了保持豆
粕中的蛋白质不变性或低变性, 脱溶过程中, 豆粕温
百度文库
度不宜超过 80℃, 加热时间也应严格控制。
表 2 湿粕脱溶过程中温度和时间对N S I 影响
1997 年第 22 卷第 3 期 中 国 油 脂
25
说明: 原料大豆的氮溶解指数 平均为 80185%
从以上分析可以看出, 影
响豆粕变性的关键是脱溶过
程。 闪蒸脱溶工艺主要利用过
热的溶剂蒸汽来脱除湿粕中的
溶剂, 杜绝了水蒸汽对蛋白的
不利影响。生产过程中, 含溶豆
粕在闪蒸管道中与过热溶剂蒸
211 生产使用 闪蒸脱溶系统在投入使用前, 闪蒸管道要经过 严格的气密性和气压试验。 真空脱溶机及相关的真 空系统也要进行严格的气密性试验, 确保整个系统 没有泄漏点。正式投溶前, 闪蒸管道内要充入与管道 相同体积的惰性气体, 常用氮气。 充氮完成后, 闪蒸 管内通入一定的新鲜溶剂, 在循环风机和溶剂加热 器的作用下进行预热, 等闪蒸管内充满高温溶剂汽, 压力达到规定压力, 通入冷凝器的多余气体自控阀 打开时, 可以打开进料系统, 由少至多, 逐步给闪蒸 脱溶系统送入湿粕。 生产中要注意闪蒸管进出料口
活 控 制; 工 艺 过程中主要参 数采用自控仪 表 来 控 制, 系 统稳定性高。
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
24
中 国 油 脂 1997 年第 22 卷第 3 期
启
1996 年 1—6 期 24100 元 年
事
地址: 西安市劳动北路 56 号《中国油脂》杂志社发行部 邮编: 710082
电话: (029) 8617441 电话: 3234 联系人: 贺 敏
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情况不理想。 说明消化吸收过程中, 存在一些偏差, 中截留下来, 而不致影响布袋过滤器。
影响了正常生产, 主要反映在以下几个方面:
311 关风器是闪蒸脱溶系统的一个关键设备之一,
生产中存在转子转速偏高, 不易卸料。由于很细的豆
粉在转子与壳体之间形成一个薄膜, 受热时多次出
现卡死和堵塞现象, 造成停车事故。 此外, 闭风效果