脱臭资料(3)

2019-06-05 13:53

除同样数量的游离脂肪酸及臭味组分,过程终了所耗蒸汽的量将是开始时所耗蒸汽量的10倍,因此,应注意在脱臭的最后阶段,要有足够的时间和充足的蒸汽量。蒸汽量的大小,以不使油脂的飞溅损失过大为限。

脱臭器中的油层深度对脱臭时的效果有相当大的影响。较深的油层内绝对压力比较高,因此单位蒸汽的体积也比较小。在2米深的油层底部通入蒸汽,当设备内维持绝对压力为1.3kPa时,油层底部蒸汽泡内的压力即为20kPa,在这样的压力条件下脱臭效果几乎等于0。脱臭作用仅在油的表面进行。若把蒸汽通入200毫米深的油层内,蒸汽泡内达到2.7kPa的压力。因此,油应该在浅油层中(200mm~250mm)被汽提。这在连续脱臭塔中可以做到,在间歇脱臭锅中不可能做到,避免这个缺点的方法是采用大口径、油层深度宜为1000~1400毫米的脱臭锅。另外在脱臭锅内增加油循环装置,使底层的油有可能翻到表面来。浅油层才有可能降低脱臭时间,减少油脂的水解。

脱臭器内防飞溅和蒸馏液回流结构对脱臭效果也有明显的影响。例如,液面以上空间太大,蒸馏到气相的臭味组分不能及时引出脱臭设备外,就有可能在该空间冷凝回流到液相,严重影响脱臭效果。而液面以上空间太小,又有可能增加飞溅损耗。因此,在脱臭器的设计时除了在液面以上留有合适的空间外,还应在脱臭器中装有折流板以阻挡油滴进入排气通道,并设计将蒸馏出的冷凝液引出脱臭器外,以避免其返回油中。

脱臭是在高温下进行的,脱臭器要用不锈钢制造,否则脱臭过程会引起油脂色泽大幅度增加,并会降低油脂的氧化稳定性。

三、脱臭工艺

油脂脱臭工艺分间歇式、半连续式和连续式,现分述如下。 (一)间歇式脱臭工艺

间歇式脱臭适合于产量低、加工小批量多品种油脂的工厂。其主要缺点是汽提水蒸汽的耗用量高及难以进行热量回收利用。

传统的间歇式脱臭器是一单壳体立式圆筒形带有上下碟形封头焊接结构的容器,壳体的高度为其直径的2~3倍,总的容量至少2倍于处理油的容量,以提供足够的顶部空间减少脱臭过程中由于急剧飞溅而引起油滴自蒸汽出口逸出。此外,在蒸汽出口的前面还设置一个雾沫夹带分离器。

汽提的水蒸气以二种途径加入。通常是从脱臭器底部直接汽盘管的多孔分布器喷人油脂中,如图6-37所示。另一部分是在中央循环管中喷入水蒸气,喷射装置是一种喷射器或喷射泵。使所有油脂反复地被带到蒸发表面,在表面产生大量的蒸发。当油脂和水汽混合物离开循环管顶部时,混合物飞溅撞击喷射管上方蒸发空间的挡板帽,由此增强了混合和防止喷射的油滴进人蒸汽出口。

待脱臭油的加热和脱臭后油的冷却是采用塔内盘管换热或通过强制循环的外部换热器来完成。塔内盘管换热,不用高温油泵,降低了电耗,但传热效率低;外部加热或冷却通常速度快,传热效率高,从而减少了水蒸气或水的需要量。这种方法也容易清理加热表面。

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间歇式脱臭器应具有非常好的绝热。另外,由于脱臭器上部空间没有装油,所以上部表面面积起到冷凝作用,使脱臭器内部挥发物在上部被冷凝,而产生回流问题,为防止这一点,脱臭器上部需加热保温。

在脱臭器下部增加冷却段(如上图所示),可以使脱臭后的热油在此与待脱臭的冷油进行热交换。这样不仅回收了热油约50%的热量用来对冷油进行加热,而且脱臭后的热油在真空条件下得到了预冷却。

间歇式脱臭的操作周期通常在8小时内完成,其中需要在最高温度下维持4小时。 (二)半连续式脱臭工艺

半连续式脱臭主要应用于对精炼的油脂品种作频繁更换的工厂。

常用的半连续式脱臭器如图6-38和图6-39所示。经过计量的一批油脂进入系统,然后通过许多立式重叠的分隔室或浅盘,在设定时间的程序下,依次在真空下进行脱气、加热、脱臭和冷却。通常每个分隔室中液面是0.3~0.8m,停留时间15~30min。在最高温度下的脱臭时间是20~60min。由热虹吸方法一般可获得40%~50%的热回收,热虹吸装置是基于预热分隔室和预冷却分隔室相连接的封闭回路,在流体冷却分隔室蒸发和加热分隔室中冷凝进行封闭循环。在加热和冷却分隔室中需要由管分配器或喷射泵喷人蒸汽对油脂进行搅拌以改善热传递。

半连续式和连续式相比较,主要优点是更换原料的时间短,系统中残留油脂少,因为各个分隔室通常有相对较小的容积和表面积。由于没有折流板(在连续系统中需要),油脂能快速地排出。此外,脱臭器外部的油脂管道较少,只有捕集油脂的设备需要清洗(连续系统通常有外部脱气器和换热器及许多泵)。由于每批物料是间歇移动的,也容易监控半连续系统中的油脂。与连续式脱臭器相比较,主要的缺点是热量回收利用率低,设备成本较高。另外,与外部热交换形式相比较,在加热和冷却分隔室中所用搅拌汽体的量,使脱臭总的汽体消耗量增加了10%~30%。

图6-38是一种将立式层叠分隔和浅盘组合在一个双壳体塔中的半连续式脱臭工艺。其工艺过程是:用泵将油脂泵至塔顶单壳体段上部的计量罐进行计量并使油脂脱气,经计量的一批油脂靠重力落下经自动阀进入脱臭塔内的第一层分隔室。在该分隔室中油脂由下面热脱臭的油脂产生的水蒸气预热,经过一个预先设置好的循环周期,等下面的浅盘放空后,打开落料的阀门,根据各段控制的程序,将这一批油排入脱臭双壳体段的第一个浅盘,由高压水蒸气盘管加热至脱臭温度。

在下一个或几个浅盘中,由管道分布器喷人汽提水蒸气对油脂进行汽提、脱臭和热脱色。脱臭后的油,将在与预热浅盘相连的热虹吸环路的盘管中的水加热产生水蒸气而回收脱臭浅盘中油的热量,使油脂在真空下冷却。在真空下已脱臭的油脂进一步由在塔内单壳体段的一个附加的浅盘中的冷却水盘管冷却。脱臭后的油脂排出并经精过滤器后送去储存。所有的加热和冷却分隔室及浅盘均由管道分布器通人的水蒸气进行搅拌。

来自上部单壳体分隔室的蒸汽流经中央管至双壳体段。来自底部单壳体段和浅盘的蒸

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汽通过雾沫夹带分离器也到达双壳体段,混合的蒸汽经一设计在侧面的管道和旋风分离设备排出,在管道中经脱臭馏出物辅助喷淋进行预冷却和部分冷凝后进人填料塔型脂肪物冷凝器,来自旋风分离器和双壳体段的飞溅油收集在排出罐中。

图6-39是一种立式层叠分隔室(浅盘)组合在单壳体塔中的半连续式脱臭工艺。其工艺过程是:首先将预热的原料泵至计量罐,在真空条件下使油脂部分脱气,计量的一批油脂由重力(落下)经自动阀门进人脱臭塔中第一(顶部)只浅盘。在该浅盘中油脂进一步脱气,并由热的脱臭油脂产生的蒸汽加热,经预先设定的周期后,按控制的程序,在下面一只浅盘放空后,打开重力排放阀。当一批油脂放人下一只浅盘后,由间接高压水蒸气加热该批油脂至脱臭温度。

在接着的两只浅盘中,油脂被汽提水蒸气汽提、脱臭和热漂白,水蒸气通过一组合的气体提升泵和管道分布器加入。在第五只浅盘中回收热量,油脂在真空下被虹吸循环连接的顶部加热浅盘的盘管中的水蒸气的产生而被冷却。然后排放到塔底部缓冲分隔室中之后油脂排至精过滤器,并送至储存。

所有加热和冷却浅盘中的油脂均自管道分布器加入的水蒸气搅拌。来自浅盘的蒸汽通过带防飞溅帽的中央管道并经一设置在侧面的管道排至塔外,在用辅助馏出物喷淋冷却和冷凝蒸汽之后,进入旋风型脂肪物分离器。

(三) 连续式脱臭工艺

连续式脱臭工艺比间歇式和半连续式需要的能量较少,适用于不常改变油脂品种的加工厂。大多数设计采用内有层叠的水蒸气搅拌浅盘或分隔室的立式圆筒壳体结构,如图6-40、图6-41、图6-42和图6-43所示。从选择的角度考虑,每个分隔室可以是如图6-44所示的各自独立的容器,也可以是如图6-41所示的水平放置的分隔室。按照外部加热或冷却及其容量,每个分隔室中油脂的停留时间通常为10~30min。通过立式折流板隔成通道,避免相互窜流。汽提水蒸气由设置于折流板之间的管分配器或喷射器注入。由溢流管或堰保持分隔室中0.3~0.8m的液位。用排料阀排净分隔室中的物料。为了缩短排放的时间和减少残留油脂,浅盘底部应朝阀门方向倾斜,并将排放狭槽设置在折流板上。

在有些情况下,通过设置折流板形成狭窄的油脂通道产生薄层条件,采用在底部的一根管分配器上的多个点喷射气体来驱动油脂,使油脂以薄层状态连续地流向折流板并紧贴其上,如图6-41所示。在另一些情况下,由带有降低液位的多孔塔板或阀型盘组合成浅盘,如图6-43所示。

由于连续流动,高效的热回收较容易完成。该方法取决于油脂在真空下加热和(或)冷却的敏感程度。棕榈酸和月桂酸型的油脂通常能在外部换热器中完全加热和冷却,热回收达80%,而且没有任何质量或操作问题。另一方面,大豆油和类似的油脂通常要求在真空下部分冷却,是为了避免其风味问题。在这种情况下,至少部分热量回收一定是在油脂流经搅分隔室中或分隔的真空容器中进行的,这使得热量回收更困难。

图6-40是一种水平圆筒中包括多格浅盘连续式脱臭工艺。原料在喷淋塔板式脱气器中脱气,然后进入浅盘热回收段,油脂在一组立式单板的槽中加热,并由流入平板之间的热脱臭油脂进行热回收。在真空加热段,油流入另一组装有高压水蒸汽盘管的平板间,使其达到

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最高的加工温度。

热油进入脱臭段进行汽提、脱臭和热脱色。该段由许多穿过整个浅盘的立式平板组成,每个板条底部带整个宽度的进口槽,顶部有翻转出口。两平板设置很靠近,以致当汽提水蒸气从槽底部水平管分布器喷人油中时,膨胀的水蒸气沿槽壁以薄层推动油脂向上,在翻滚出口处,蒸汽经雾沫夹带挡板进入气化物总管,油脂下降至壁的底部,进入下一个槽内。 经过最后一个槽后,油脂排放至热回收和冷却段,在真空下冷却油脂,首先由进入的油脂冷却,然后由冷却水在平板盘管中循环冷却。脱臭油脂靠重力排入真空落料罐,之后脱臭油脂经精过滤机后送去储存。

所有热传递隔板起着流体挡板和折流的作用,所以,油脂隔板组成的浅盘之间流动,在折流板之间通过一根管分配器加人搅拌水蒸气。液面由加热和冷却段尾部的溢流堰保持超过平板顶部的水平。为原料油变化和停车准备了单独排放的阀门。

来自浅盘中不同段的蒸汽经雾沫夹带分离器排出,并收集在容器的固定封头与喷嘴相接的罩帽中。喷嘴与喷雾型脂肪物冷凝器相连接,进外部容器(壳体)的飞溅油脂收集在一排放罐中,并加到馏出物中。

图6-41是一种立式层叠分隔室(浅盘)的单壳体连续塔。原料在喷雾型脱气器中脱气,在外部换热器中加热至最高加工温度。首先由热脱臭油脂(在省热器中)加热,然后由高压水蒸气(在最后加热器中)加热。

热油脂进入塔和脱臭浅盘,通过水蒸气进行汽提、脱臭和热漂白。汽提水蒸气通过管道分布器注入。脱臭后的油脂进入省热器中预冷却,然后回到脱臭器中,在后脱臭浅盘中再经过真空和汽提水蒸气的作用。油脂在另一只省热器和外部冷器中进一步冷却,然后经精过滤机送至储存罐。

当油脂流经浅盘时,由折流板导流油。溢流管保持液位在适宜的水平上,并为原料油的变化和停车准备了单独排料阀门。

来自脱臭器的蒸汽进入设置在侧面的管道中,在进入喷雾型脂肪冷凝器前,先进辅助馏出物喷雾预冷却和部分冷凝。

图6-42是一种单壳体塔中设计有立式层叠分隔室的连续式脱臭工艺。物料在喷雾型脱气器中脱气后,进人塔下部的热回收段,在侧面设置的管束加热器中加热。经热的脱臭油脂回收热量,然后流入塔顶部加热段,在真空下用高压水蒸气加热到最高的加工温度。 热的油脂以薄膜状穿过一组浮阀塔板,与水蒸气接触进行预汽提。油脂进入停留段后,以蛇形穿过浅盘,进行热漂白。然后油脂流经第二段浮阀塔板,之后油脂进入热回收段,并在真空下与进入的冷油脂冷却,最后溢流至冷却段,在真空下进一步采用水盘管冷却,然后经精过滤机后送至储存。

正常脱臭时,由溢流管保持液位,并为原料油改变和停车准备了单独的排料阀门。在每段的底部通过入水蒸气进行搅拌和汽提。

来自不同段的蒸汽经雾沫夹带分离器和设置在塔边的许多排气嘴(也用作人孔)排到塔外的总管中。夹带出的各段飞溅油脂雾沫降至总管的底部,收集于排出接收罐中。总管与在

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脱臭器侧面的混合填料塔和喷雾型脂肪物冷凝器相连。

图6-43是一种立式层叠水平单壳体圆筒形容器的连续式脱臭工艺。原料在一飞溅挡板脱臭器内脱气,并由脱臭油脂在外部换热器(省热器)中预热。然后进人底部热回收器的盘管组合件中,由盘管周围的热脱臭油进一步加热。油脂继续升至上部加热器,在真空下用浸没在油脂中的高压水蒸气管加热使油脂达到最高加工温度。热油脂由重力卸入一个或多个脱臭器中,进行汽提、脱臭和热漂白。这些容器为上下双层结构,使油脂能两次通过容器,在通过时,由浸没在油脂中水蒸气加热管来保持温度,已脱臭的油脂排入热回收器中,在真空下预冷却,并进一步在外部省热器和紧邻的外部冷却器中冷却,然后经精过滤后送至贮存。 所有容器的设计是为了使油脂在单一流程中从一端流向另一端,经过一组立式的折流板,之后将油脂排入下面一层或下一个容器中。正常工作时,由溢流管保持液位,并为原料油改变和停车准备了单独排料阀门。搅拌和汽提水蒸气由沿容器长度的多组管道分布器注入。

在沿圆筒高度一根管上的多个点收集每个容器中的蒸汽,并进入总管中,总管与混合喷雾和填料塔型脂肪物冷凝器相连接。

图6-44是一种带一薄膜段和立式层叠分隔室(浅盘)的单壳体塔的连续式脱臭工艺。原料在喷雾脱气器中脱气,在两只外部换热器(省热器)中由脱臭后的油脂预热,然后进入真空加热器,由浸没在油脂中的高压间接水蒸气将油脂加热到最高加工温度,真空加热器是一水平的单壳体圆筒。在真空条件下,油脂从一端流至另一端,经一组立式折流板并经溢流管流出。在真空加热器底部由管道分布器喷入水蒸气进行搅拌和汽提。

热油脂进入脱臭塔,分布在薄膜段的填料表面。当油脂慢慢流下经过填料的同时,即被预汽提和部分脱臭,并与来自下部浅盘上升的水蒸气逆流接触,接着油脂进人脱臭浅盘由管道分布器加入水蒸气汽提、脱臭和热漂白。油脂进入外部省热器中,与进入的冷油脂预冷却后返回到脱臭器中在后脱臭浅盘中再次受到真空和汽提水蒸气的作用,油脂再入另一只省热器和外部冷却器中进一步冷却,然后经精过滤后送至储存。

当油脂通过浅盘流动时,由折流板导流。正常脱臭时,由溢流管保持液面高度,并为更换原料油更换和停车准备了单独的排空阀门。夹带的飞溅油脂雾沫由浅盘落人管道,收集于脱臭器底部的排出罐中。

来自脱气器和加热容器的蒸汽通过输气管道进入脱臭浅盘上部的脱臭器喷管,混合蒸汽经薄膜段到塔顶部装填料的脂肪物冷凝段再离开。

图6-45是一种立式层叠分隔室(浅盘)组合在单壳体塔中的连续式脱臭系统。原料在喷雾脱气器中脱气。之后进入串联的两只热回收和冷却浅盘,由分隔室中的盘管进行加热,从蛇形流动的热脱臭油脂中回收热量。然后,油脂流至塔顶部的加热浅盘中。由高压水蒸气盘管加热至要求的加工温度。然后热油脂连续以一螺旋形,向下经几个汽提脱臭浅盘进行汽提、脱臭和热漂白。脱臭油脂在真空下经热回收和冷却浅盘中冷却,冷却后进入精过滤机,并送至储存。

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