Welke apparatuur is er voor het extruderen van rijstzemelen en het olie-extractieproces?

Rijstzemelen zijn een bijproduct van de rijstverwerking en vertegenwoordigen doorgaans 4% tot 6,5% van de hoeveelheid rijst en 6% tot 8% van de hoeveelheid bruine rijst. Het oliegehalte van rijstzemelen bedraagt ​​15% tot 22%, wat overeenkomt met het oliegehalte van sojabonen. Rijstzemelenolie is een voedzame eetbare olie en wordt in binnen- en buitenland erkend als een voedingsgezondheidsolie. De meeste rijstzemelen worden echter gebruikt als veevoer en pluimveevoer, wat resulteert in een enorme verspilling van hulpbronnen. Daarom heeft het krachtig ontwikkelen en benutten van de rijstzemelenbronnen een zeer belangrijke praktische betekenis voor het verlichten van de tegenstelling tussen vraag en aanbod van eetbare olie en het vergroten van de toegevoegde waarde van rijstzemelen.

1 Fysische eigenschappen van rijstzemelen
Rijstzemelen zijn rijk aan lipiden, eiwitten, mineralen, vitamines, fytine, trypsineremmers, lipase en fytohemagglutinine (hemagglutinine) en zijn een waardevolle oliebron. Rijstzemelen zijn zeer gemakkelijk te bederven en hebben een zeer slechte opslag. De belangrijkste reden is dat rijstzemelen een verscheidenheid aan enzymen bevatten, en lipase en lipoxygenase zijn de twee belangrijkste enzymen die de stabiliteit van rijstzemelen beïnvloeden. Onder geschikte omstandigheden kan lipase de ontleding van olie in rijstzemelen in glycerol en vrije vetzuren bevorderen, wat resulteert in een verhoging van de zuurwaarde van rijstzemelen. Bovendien katalyseert lipoxygenase de oxidatie en afbraak van vrije onverzadigde vetzuren, wat resulteert in een ranzige geur. De resultaten laten zien dat lipase een sterke activiteit vertoont bij een vochtgehalte van 12% tot 15%, een temperatuur van 35 tot 40 graden en een pH van 7 tot 8. De relatie tussen de versheid van rijstzemelen en de olieopbrengst en raffinagesnelheid wordt weergegeven in Tabel 1.

Tabel 1 Relatie tussen bewaartijd van rijstzemelen en zuurwaarde, olieopbrengst en raffinagesnelheid

2 Stabilisatievoorbehandeling van rijstzemelen
Omdat verse rijstzemelen heel gemakkelijk oxideren en ranzig worden, wat op zijn beurt de uitgebreide gebruikswaarde ervan beïnvloedt, moeten ze eerst worden gestabiliseerd en voorbehandeld om de activiteit van rijstzemelenlipase effectief te remmen en te passiveren en het verlies aan voedingsstoffen te verminderen. De stabilisatiebehandelingsmethoden omvatten koeling, magnetron, straling, diëlektrische verwarming, chemische behandeling, warmtebehandeling en puffen. Volgens binnenlandse en buitenlandse gegevensrapporten is het gebruik van puffen om lipase te remmen en te passiveren en de zuurwaarde van rijstzemelen te stabiliseren de enige haalbare industriële technologie geworden en kan de voedingswaarde ervan behouden blijven. De houdbaarheid van door puffen behandelde rijstzemelen kan 1 jaar bedragen. Bij opslag bij kamertemperatuur gedurende 2 tot 3 maanden stijgt de zuurwaarde (KOH) met maximaal 3 mg/g. Bij opslag bij kamertemperatuur gedurende 1 jaar is de zuurwaarde (KOH) stabiel onder 10 mg/g en is de resterende enzymactiviteit van lipase minder dan 4%. Rijstzemelen → zemelenscheiding → magnetische scheiding → conditionering → puffen → drogen → ontloogende workshop
Op basis van de fysische eigenschappen van rijstzemelen en de haalbaarheid van de bovengenoemde stabilisatievoorbehandelingsmethode werd in de praktijk de beste procesroute bepaald.
 

3 Het puffproces van rijstzemelen en belangrijke werkingspunten
3.1 Processtroom
3.2 Belangrijkste werkingspunten
3.2.1 Zemelenscheiding

De rijstzemelen geproduceerd door algemene rijstmolens bevatten 1% tot 4% zemelen. Omdat het hoofdbestanddeel van zemelen zetmeel is, zal het materiaal, als het vochtgehalte hoog is tijdens het uitlogen, water absorberen en opzwellen en aan elkaar plakken onder voortdurend warme omstandigheden, waardoor de penetratie en voeding van oplosmiddelen wordt beïnvloed, en zemelen absorberen olie, wat leidt tot een toename van de resten. olie in de maaltijd en een afname van de olieopbrengst, dus deze moet worden verwijderd.
Het zemelscheidingsscherm is een veelgebruikte screeningsmethode. Het is een zemelscheidingsapparatuur die speciaal is ontworpen voor de kenmerken van rijstzemelen. De algemene productie van een enkele eenheid bedraagt ​​8 tot 10 t/d. Het belangrijkste principe is om het verschil in deeltjesgrootte tussen gebroken rijst, rijstzemelen en rijstzemelen te gebruiken, en om de relatieve beweging tussen rijstzemelen die rijstzemelen bevatten en het zeefoppervlak te gebruiken om de gebroken rijst en rijstzemelen door twee lagen zeef te scheiden. oppervlakken met verschillende maaswijdten. Over het algemeen gebruikt het bovenste schermoppervlak vierkante gaten van 20 mesh, en het onderste schermoppervlak vierkante gaten van 28 mesh. De dwarsdoorsnede van het schermoppervlak is 1 m breed en de helling is 8 graden ~ 10 graden. Merk op dat de amplitude iets groter moet zijn, zodat het scheidingseffect beter is en het gehalte aan rijstzemelen minder dan 1% kan zijn.
3.2.2 Magnetische scheiding

Tijdens de verwerking van rijst of het transport van rijstzemelen worden vaak bepaalde metaalverontreinigingen, zoals ijzeren spijkers, schroeven en ijzervijlsel, gemengd. Deze ijzerverontreinigingen zullen bij het daaropvolgende proces ernstige slijtage en zelfs schade aan de extruderschroef veroorzaken, en kan de poriën van het uitlaatmatrijsgat van de extruder verstoppen, waardoor de druk in de perskamer extreem toeneemt, waardoor het extrusie-effect wordt beïnvloed, en in ernstige gevallen kan het ook veiligheidsongevallen veroorzaken. Daarom moeten de ijzeronzuiverheden worden verwijderd voordat het materiaal de extruder binnengaat. De niet-aangedreven permanente magneetcilinder is een permanente magneet met een hoge magnetische veldsterkte en een hoge ijzerverwijderingsefficiëntie. Wanneer het materiaal de toevoerpoort binnenkomt, kunnen de ijzeronzuiverheden automatisch worden geadsorbeerd aan het oppervlak van de permanente magneet, waardoor het doel van scheiding wordt bereikt. Het is de voorkeursapparatuur voor ijzerverwijdering in de huidige olieverwerking.
3.2.3 Conditionering

Conditionering is een sleutelproces bij het puffen van rijstzemelen. Hier worden de rijstzemelen aangepast aan de juiste vochtigheid en temperatuur om de beste omstandigheden voor het puffen te creëren. Tijdens het conditioneren moet een geschikte hoeveelheid heet water of stoom worden toegevoegd en tegelijkertijd moet indirecte stoomverwarming worden gebruikt om de rijstzemelen de juiste plasticiteit te geven, zodat tijdens de extrusie een geschikte druk in de extrusieholte kan worden gevestigd. en puffen. Wanneer de rijstzemelen uit het mondstuk worden gespoten, kan de celstructuur beter worden vernietigd, komt de olie vrij en ontstaan ​​er voldoende fijne poriën, wat bevorderlijk is voor uitloging. Momenteel wordt het grootste deel van de conditionering doorlopend voltooidverticale meerlaagse stoomkoker met relatief grote verwarmingsoppervlakken. Directe stoom wordt in de eerste laag geïntroduceerd en het vochtgehalte wordt na bevochtiging doorgaans op ongeveer 13% gehouden. De temperatuur stijgt laag voor laag en de uiteindelijke afvoertemperatuur wordt geregeld op 65 ~ 70 graden, en het vocht is ongeveer 12%.

3.2.4 Extruderen

Het extruderen van rijstzemelen wordt bereikt door middel van deextrudeermachine. Wanneer de rijstzemelen de machinekamer binnenkomen, worden deze naar voren geduwd door de rotatie van de schroefas, waardoor het volume in de machinekamer wordt verminderd en er geleidelijk druk wordt gegenereerd. Tegelijkertijd produceert de wrijving tussen de rijstzemelen en de schroefas en de binnenwand van de machinekamer een zelfverwarmend effect, waardoor de temperatuur van het materiaal stijgt. Bovendien zorgt het verwarmingseffect van directe stoom ervoor dat de temperatuur in de machinekamer 120 graden bereikt, en dat de directe stoomdruk 0,8 MPa bereikt. Ten slotte wordt het door het matrijsgat van het mondstuk naar buiten geperst. Door de plotselinge drukdaling verdampt het interne vocht snel en ontsnapt het uit verschillende delen van de rijstzemelen, wat resulteert in talloze kleine gaatjes in de gepofte rijstzemelen, wat bevorderlijk is voor het uitlekken en binnendringen van olie, waardoor de uitloogsnelheid toeneemt. en het verminderen van de resterende olie in de maaltijd. Over het algemeen wordt het vochtgehalte van het materiaal dat door de puffermachine wordt afgevoerd, geregeld op 13% ~ 15%. Voordat u de extruder start, kunt u het beste de grote katrol met de hand draaien om te luisteren naar eventuele abnormale geluiden. Als er geen abnormaliteit is, start dan de machine; de machine moet vóór het voeden worden voorverwarmd tot 80 ~ 120 graden; de directe stoom kan tijdens bedrijf niet worden uitgeschakeld om te voorkomen dat de rijstzemelen in de metalen slang worden gedrukt en het stoomkanaal verstoppen. Bovendien is een stabiele en continue aanvoer ook een sleutelfactor bij het garanderen van het extrusie-effect. Als de voedingshoeveelheid te groot is, zal de extrusietemperatuur dalen, zal de druk in de machinekamer toenemen en zal er gemakkelijk verstopping optreden. Als het voer lange tijd wordt onderbroken voordat er wordt gevoerd, zal de motor ernstig vastlopen of zelfs verbranden, wat ongelukken kan veroorzaken. Als de voedingshoeveelheid te klein is, kan er niet voldoende machinekamerdruk worden gevormd, wat resulteert in onvoldoende extrusie.

3.2.5 Drogen

De rijstzemelen die uit de extruder komen bevatten te veel vocht en de temperatuur is te hoog. Het vocht moet worden aangepast tot 7% ​​~ 9% en de temperatuur is 50 ~ 60 graden om aan de vereisten van uitloging te voldoen. De vlakdroger is momenteel een veelgebruikt apparaat.

4 Extractieproces en bedieningspunten van geëxpandeerde rijstzemelen
4.1 Processtroom

Het proces en de apparatuur voor het uitlogen van gepofte rijstzemelen zijn vergelijkbaar met die voor andere oliën. Het hele proces is ook verdeeld in vier hoofdsecties: materiaaluitloging, desolventisatie van natmeel, verdamping van gemengde olie en terugwinning van oplosmiddelen. Hieronder worden de belangrijkste punten van elke sectie toegelicht.
4.2 Belangrijkste werkingspunten
4.2.1 Uitlooggedeelte Omdat gepofte rijstzemelen tijdens het drogen en het daaropvolgende transport met de schraper gemakkelijk door de ketting worden vermalen, wordt een grote hoeveelheid poeder geproduceerd, waardoor de doorlaatbaarheid van het oplosmiddel aanzienlijk wordt verminderd en de hoeveelheid resterende olie in het meel toeneemt. Daarom moet bij het ontwerpen van eenhorizontale roterende extractorHet materiaalrooster mag niet te hoog zijn en de materiaallaag wordt over het algemeen op ongeveer 1,3 m gehouden, en de uitloogtijd moet worden verlengd, in het algemeen meer dan 2 uur. De ontworpen verwerkingscapaciteit is gelijk aan 1,3 ~ 1,5 keer die van de verwerking van blanco sojabonen. Bovendien zal het poeder tijdens het uitloogproces van de plano onvermijdelijk de olie-emmer binnendringen via de opening tussen de roosterplaten. Als het zich lange tijd ophoopt, zal de gemengde olieleiding bij de olie-uitlaat verstopt raken en kan de gemengde olie niet worden geëxtraheerd, wat de normale productie beïnvloedt. Om dit probleem aan te pakken, kan in elke olietrechter van de extractor een terugslagleiding worden geïnstalleerd en worden aangesloten op de uitlaatleiding van elke circulatiepomp. Tijdens het productieproces wordt vaak de regelklep van de terugslagleiding geopend om het poeder in de olietrechter te spoelen en samen met de gemengde olie via de circulatiepomp in de extractormateriaallaag te pompen. Het zelffiltratie-effect van de materiaallaag vermindert de hoeveelheid poeder die de olietrechter binnendringt, waardoor de normale productie wordt gegarandeerd.

4.2.2 Paragraaf Desolventisatie

Onder normale omstandigheden bevat het natte meel dat uit de extractor komt 25% tot 35% oplosmiddel. Door het grote poedergehalte in de natte rijstzemelenmeel bevat de natte maaltijd tot ongeveer 40% oplosmiddel. Bovendien bevatten de rijstzemelen onzuiverheden zoals zetmeel. Tijdens het desolventisatieproces van de natte rijstzemelen zal het zetmeel in de rijstzemelen water absorberen en opzwellen. Wanneer de verstijfselingstemperatuur wordt bereikt, zal het worden verstijfseld en hechting veroorzaken, wat niet bevorderlijk is voor de vervluchtiging van oplosmiddel en water, wat problemen veroorzaakt in het gedeelte voor het verwijderen van oplosmiddelen. Rekening houdend met de invloed van de bovengenoemde factoren, neemt de desolventisatie van de natte rijstzemelenmeel een meerlaagse DT-C-structuur aan om de desolventisatie, het drogen en het afkoelen van de natte rijstzemelen in één apparaat te voltooien. Bij het ontwerpen van de apparatuur is het ook noodzakelijk om de productie van sojabonenplaten 13 tot 15 keer te vergroten, en de materiaallaag moet dunner zijn, wat bevorderlijk is voor de vervluchtiging van het oplosmiddel en de resterende oplosbaarheid van de maaltijd kan aan de eisen voldoen . Omdat er directe stoom aan het meel wordt toegevoegd om het oplosmiddel te verwijderen, neemt het vochtgehalte toe en is indirecte stoomverwarming nodig om het vochtgehalte op ongeveer 13% te brengen. Tenslotte wordt het door koude lucht gekoeld tot onder de 45 graden en kan het direct naar het maaltijdmagazijn worden gestuurd om te worden verpakt. Omdat het rijstzemelenmeel een hoog poedergehalte heeft, moet de shakron die wordt gebruikt om de gebroken stukken te verzamelen dienovereenkomstig worden vergroot om het opvangeffect te garanderen.
4.2.3 Verdampingssectie gemengde olie

De geconcentreerde gemengde olie van rijstzemelen uit de extractor bevat doorgaans 3% tot 5% vaste onzuiverheden (voornamelijk meelpoeder). Deze vaste onzuiverheden vormen vuil op de buiswand van de verdamper, verminderen het warmteoverdrachtseffect en genereren gemakkelijk een grote hoeveelheid schuim tijdens het verdampings- en stripproces, waardoor overstromingen ontstaan. Tegelijkertijd is het, vanwege het effect van hoge temperaturen, gemakkelijk te carboniseren, waardoor de ruwe olie donkerder wordt en de raffinagesnelheid afneemt. Daarom moet het meelpoeder in de gemengde olie vóór het verdampen zoveel mogelijk worden verwijderd. Momenteel zijn twee verticale gemengde olietanks meestal in serie geschakeld, en het dichtheidsverschil tussen meel en gemengde olie wordt gebruikt om ze te scheiden door natuurlijke sedimentatie onder invloed van de zwaartekracht. De bezinkingstijd bedraagt ​​doorgaans meer dan 40 minuten. Na sedimentatiescheiding wordt de gemengde olie in een continu filter gepompt voor verdere scheiding, waardoor wordt gegarandeerd dat het onzuiverheidsgehalte van de gemengde olie aan de eisen voldoet. Omdat de extractor voor het extraheren van rijstzemelen groter is dan die voor het verwerken van andere oliën van dezelfde schaal, moet het overeenkomstige circulatievolume ook worden vergroot, wat een toename van de hoeveelheid versproeid vers oplosmiddel vereist, waardoor de concentratie van de gemengde olie dienovereenkomstig wordt verlaagd. . Daarom moet bij het ontwerpen van de verdamper het oppervlak dienovereenkomstig worden vergroot. Bovendien is het erg belangrijk dat, aangezien de concentratie van de gemengde olie relatief dun is, het oplosmiddel bij verhitting snel zal verdampen en uitzetten en snel zal stijgen. Daarom mogen de buizen van de verdamper niet te lang zijn, in het algemeen 4-5 m, anders zal het niet bevorderlijk zijn voor het opstijgen van de film en het verdampingseffect beïnvloeden. Tijdens de specifieke verdampingsoperatie moet ook de continue en stabiele stroom van de gemengde olie worden gegarandeerd, en de temperatuur van de gemengde olie die de verdamper binnenkomt, moet dicht bij de temperatuur liggen waarop het koken plaatsvindt en er zich belletjes beginnen te vormen (dwz het borrelpunt). , wat bevorderlijk is voor het trekken van films, het verdampingseffect verbetert en ervoor zorgt dat het verdampingssysteem de beste werkomstandigheden bereikt.
4.2.4 Terugwinning van oplosmiddelen

Sectie Terugwinning van oplosmiddelen is een belangrijk onderdeel van de uitlogingsworkshop. De kwaliteit van de terugwinning van oplosmiddelen houdt niet alleen rechtstreeks verband met het niveau van de productiekosten, maar heeft ook een zeer belangrijke betekenis voor de veilige productie van de werkplaats en de verbetering van de werkplaatsomgeving en sanitaire voorzieningen. Momenteel gebruiken de meeste uitloogwerkplaatsen schaal- en buiscondensors, en de schaal- en buismaterialen zijn voornamelijk aluminiumlegering of roestvrij staal. Opgemerkt moet worden dat koolstofstalen schaal- en buiscondensors niet mogen worden gebruikt in uitloogwerkplaatsen. Vooral omdat: ① In aanwezigheid van oplosmiddelgas het oppervlak van de schaal- en buiswand snel corrodeert; ② Nadat de koolstofstalen buiswand is gecorrodeerd, is het oppervlak ruw en ontstaat er roest. Het meel dat wordt meegevoerd in het gemengde gas van de oplosmiddelverwijderaar, de modder en het zand dat wordt meegevoerd in het koelwater en de kalklagen van calcium- en magnesiumzouten die neerslaan nadat het niet-ontharde koelwater is verwarmd, kunnen allemaal gemakkelijk worden afgezet, wat de warmteoverdracht ernstig beïnvloedt. effect; ③ Koolstofstalen buizen zijn niet corrosiebestendig. Wanneer de kalklaag na het kalken wordt gereinigd met een ontkalkingsmiddel, ontstaat er gemakkelijk schade aan de buiswand. Bij het verwerken van rijstzemelen wordt tijdens het uitloogproces een grote hoeveelheid vers oplosmiddel toegevoegd, dus het totale configuratiegebied van de condensor moet met 10% tot 15% worden vergroot, en het overeenkomstige effectieve volume van de waterverdeeltank moet ook worden verhoogd met 10% tot 15%, om het condensatie-effect van het oplosmiddel en het waterdistributie-effect van het oplosmiddel te garanderen en het verlies van het oplosmiddel effectief te verminderen. Afhankelijk van de schaalgrootte kan de aansluitmethode van het circulerende koelwater parallel of in serie worden geselecteerd. Over het algemeen gebruiken kleinschalige apparaten meestal een parallelle verbinding, en grootschalige meestal een serieverbinding. In de configuratie van de circulerende waterpomp moet het debiet iets groter zijn en de opvoerhoogte iets hoger, om ervoor te zorgen dat elke condensor voldoende waterstroom krijgt, en het waterdebiet ook op passende wijze kan worden versneld, wat bevorderlijk is voor de warmteoverdracht, waardoor een goed condensatie-effect wordt bereikt en de maximale terugwinning van oplosmiddelgas wordt gegarandeerd. Daarnaast moet ook vrij gas na terugwinning in de atmosfeer worden geloosd. Over het algemeen gebruiken kleinschalige uitloogwerkplaatsen grondwater met een relatief lage temperatuur voor directe absorptie, terwijl grootschalige uitloogwerkplaatsen paraffineolie van eetbare kwaliteit gebruiken voor absorptie.

5 Conclusie
Dit uitbreidings- en extractieproces, ontworpen op basis van de analyse van de kenmerken van rijstzemelen, produceert gekwalificeerde ruwe olie van rijstzemelen, en alle economische en technische indicatoren voldoen aan de vereisten, waardoor aanzienlijke economische en sociale voordelen voor de onderneming worden gecreëerd en technische garanties worden geboden aan olieverwerkende bedrijven om rijstzemelenbronnen ontwikkelen en gebruiken.