油脂加工脱臭塔中的猛犸泵
猛犸Mammoth,长鼻象科动物。
猛犸泵,Mammoth pump,也译作猛玛泵,蒙玛泵。
油脂脱臭塔中通入汽提直接蒸汽、并使油翻腾搅拌的关键设备。
油脂脱臭是利用油脂中的臭味物质与甘油三脂脂肪酸挥发度的差异,在高温和高真空条件下借助水蒸气蒸馏脱出臭味物质的工艺过程。
脱臭工段的核心设备是脱臭塔。
在汽提脱臭过程中,汽化效率随通入水蒸气的速率而变化,通汽速率增大,汽化效率也增大。
为了使油中游离脂肪酸及臭味组分降低到要求的水平,需要足够的水蒸汽通过油脂。
脱除定量的游离脂肪酸及臭味组分所需的蒸汽量,随着油中游离脂肪酸含量的降低,脱除相同量的臭味组分所需要的蒸汽量越大。
脱臭过程的终了所消耗的蒸汽量明显高于过程开始时候的蒸汽量。
首先我们来看一看脱臭塔中的脱臭层到底需要多少蒸汽量,请参见下表1.
表1 脱臭层蒸汽需要量(以每吨油计,脱臭层压力为3mBar,大豆油/葵花籽油的脱臭)从表1中可以看出,随着脱臭温度的增加,所需要的直接蒸汽量就更少,要达到最终油品脂肪酸含量的要求,关于脱臭层的停留时间问题,以下数据可以参考(大豆油),255°C ,停留15分钟;245°C ,停留25分钟;230°C ,停留50分钟。
下面我们来说说停留时间的问题,如果停留时间延长,会发生什么?是的,TFA 产生量会大幅上升,其中多不饱和脂肪酸会生成最多的反式脂肪酸,单不饱和脂肪酸产生少量的脂肪酸,饱和脂肪酸不会产生脂肪酸。
TFA的生产量和温度是指数型关系,和时间成线性关系。
从上面分析来看,假定脱臭条件为255度,3mBar,那么我们需要在15分钟之内提供8Kg/T油的直接蒸汽才能使得油中FFA从0.2%降到0.03%,而不至于产生更多的TFA。
有什么样的方式可以在更短的时间内,向油品中通入更多的有效蒸汽呢?答案就是采用蒙犸泵。
在蒙犸泵中,油和蒸汽被剧烈的混合,达到有效的接触。
猛犸泵具有增加油的翻腾、增大油扩散比表面积的特征。
其形状是锥形,上宽下窄,泵身类似于蒸汽喷射泵;泵底部通过直接蒸汽盘管串联起来,每个泵底部都安装有一个垂直朝上的蒸汽喷头,蒸汽从小直径端喷入,在该处形成低压,从而将油吸入,从大直径端喷出,如此循环;泵顶部有一个类似于风帽的盖,汽提会在上升的时候变大,撞击半圆的顶盖,从而增强翻腾的效果。
对于脱臭塔的设计来说,每一平米面积的油,每1mBar的压力之下,需要0.3Kg/h的蒸汽速率。
对于连续式脱臭塔大概需要1-2Kg/h,对于半连续脱臭塔需要2-4Kg/h。
同样,在3mBar 的压力下,一个小的蒙犸泵,可以将蒸汽速率提高到4 Kg/h,一个大的蒙犸泵可以提高到16Kg/h。
而直接蒸气喷射的方式,仅仅能够达到每平米2Kg/h的蒸汽供应量。
一旦蒸汽量提不上了,那么就需要更长的停留时间来弥补,但是这样会生成过量的反式脂肪酸。
不同的脱臭层,蒙犸泵的设计是不同的,你会发现,在脱臭的终了阶段,蒙犸泵会变大或者数量会更多。