În producția de ulei de soia, aproximativ 80% dintre producătorii de ulei de soia din China utilizează extracția cu solvenți, în timp ce această cifră ajunge la 90% în țările dezvoltate din Europa și America. Extracția cu solvent din boabe de soia este metoda principală pentru producția de ulei de soia datorită randamentului său ridicat în ulei (16%-17%, mai mare decât randamentul de presare de 12%-13%) și costului scăzut.
Figura 1 Moara de fulgi
Procesul de extracție cu solvent de soia implică mai întâi zdrobirea boabelor de soia în bucăți mici, apoi utilizareamoara de fulgi(Figura 1)presandu-le in fulgi sau umflandu-le. Fulgii sunt apoi contactați cu un solvent organic (de obicei n-hexan) într-unextractor cu solvent. Uleiul este extras prin utilizarea solubilității reciproce a uleiului și a solventului organic. Solventul este apoi îndepărtat prin încălzire și stripare pentru a obține ulei de soia. În producerea uleiului de soia și a produselor sale secundare, extracția cu solvent este cel mai important pas. Calitatea extracției afectează în mod direct calitatea generală a procesului și succesul producției. Prin urmare, controlul factorilor cheie care influențează eficiența extracției cu solvent de soia este esențial.
Factorii care afectează eficiența extracției uleiului de soia includ procesul de pretratare (conținutul de umiditate al semințelor oleaginoase de soia, laminare, umflare) și procesul de extracție (timpul de extracție, temperatura de extracție, raportul material-la-lichid și înălțimea materialului).
Figura 2 Extractor cu solvent
1 Factori care afectează procesul de pretratare
1.1 Conținutul de umiditate al semințelor oleaginoase de soia
Conținutul de umiditate al embrionilor de soia înainte de leșiere are o mare influență asupra procesului de leșiere și va afecta în cele din urmă efectul de leșiere. Când conținutul de umiditate al semințelor oleaginoase este scăzut, acesta va afecta umezirea embrionilor de către solvent, va încetini difuzia uleiului din interiorul embrionilor către stratul de interfață, va face ca embrionii să se aglomereze, va distruge continuitatea canalelor dintre embrioni și va face dificilă pătrunderea solventului. Când conținutul de umiditate este prea mare, fosfolipidele, amidonul, proteinele și alte substanțe din embrionii de soia se vor umfla și se vor lipi împreună după absorbția apei, învelind picăturile de ulei, rezultând că cea mai mare parte a uleiului rămâne în embrioni, crescând sarcina procesului de desolventizare ulterior, ducând la o dublare și la dublarea timpului de lucru. În același timp, conținutul ridicat de umiditate al embrionilor este predispus la „punturi” în timpul descărcării. Umiditatea adecvată poate îmbunătăți plasticitatea embrionilor și poate reduce pulberitatea. Conform rezumatului experimental și experienței efective de producție, conținutul de umiditate al embrionilor de soia ar trebui controlat la 7% până la 9%.
1.2 Grosimea embrionului de soia
În pretratarea boabelor de soia, procesul de laminare este un proces crucial. Procesul de laminare se referă la procesul de utilizare a acțiunii mecanice pentru presarea boabelor de soia din granule în fulgi. După procesul de rulare, embrionul de soia devine o foaie de embrion. Dacă foaia de embrion este prea subțire, va exista prea multă pulbere în embrion, iar pătrunderea solventului va fi slabă în timpul procesului de leșiere, ceea ce nu favorizează scurgerea uleiului. Dacă foaia de embrion este prea groasă, structura celulară a boabelor de soia nu va fi suficient de deteriorată, procesul de extracție a uleiului va fi lung, ceea ce nu conduce la levigare, reducerea randamentului de ulei și, de asemenea, creșterea dificultății de desolventizare și de ajustare a umidității în procesul ulterior, afectând efectul de leșiere. Înainte de pretratarea soiei, este necesară rularea. După ce grosimea embrionului în procesul de pretratare atinge standardul, acesta poate intra în următoarea etapă a procesului de leșiere a uleiului de soia. a derivat efectul grosimii embrionului asupra ratei de ulei rezidual la embrionii de soia în procesul de leșiere pe baza experimentelor și a experienței reale de producție. Grosimea embrionului trebuie controlată între 0,25 și 0,35 mm.
1.3 Extindere
Procesul de expansiune se referă la procesul în care embrionii de soia sunt supuși unei amestecări intense, încălzire, extrudare, gelatinizare și gelatinizare într-un spațiu restrâns al camerei unei mașini sub abur de temperatură ridicată și presiune înaltă, ducând la modificări ale structurii lor tisulare. În timpul acestui proces, densitatea în vrac a particulelor expandate crește, structura celulară a embrionilor este complet distrusă, rezultând mai multă porozitate internă și mai mult ulei liber la suprafață. Mărimea particulelor și rezistența mecanică cresc, de asemenea, îmbunătățind semnificativ permeabilitatea solventului la stratul de material în timpul leșierii, crescând rata de leșiere și scurtând timpul de leșiere. Prin urmare, puterea unității de leșiere poate fi crescută cu mai mult de 20%. Astfel, procesul de extindere este crucial. Dacă procesul de expansiune nu este desfășurat corespunzător din cauza condițiilor de expansiune necorespunzătoare, acesta va afecta starea embrionilor care intră în unitatea de leșiere, afectând astfel efectul final de leșiere al boabelor de soia. În schimb, dacă procesul de expansiune se desfășoară fără probleme, efectul de leșiere poate fi mult îmbunătățit.
2. Factori care afectează procesul de leșiere
2.1 Timp de lixiviere
Timpul de levigare este timpul necesar de la leșierea inițială a germenului de soia până la extracția finală a făinii. Prin urmare, timpul de levigare este unul dintre factorii importanți care afectează efectul de leșiere a soiei. Dacă timpul de levigare este prea scurt, timpul de contact dintre germenul de soia și solventul organic (n-hexan) va fi prea scurt și timpul de extracție va fi, de asemenea, prea scurt, rezultând o viteză scăzută de extracție a uleiului care nu îndeplinește cerințele reale de siguranță a producției. Dacă timpul de scurgere este prea lung, deși poate asigura timpul de contact între germenul de soia și extractant și timpul de extracție, îmbunătățind astfel rata de extracție a uleiului, timpul excesiv va afecta costul real de timp și eficiența producției. Mai mult, studiile au descoperit că conținutul de ulei al germenului de soia tinde să se stabilizeze pe măsură ce timpul de scurgere crește. Nu există o cerință fixă uniformă pentru timpul de scurgere pe baza standardelor de produs și a condițiilor reale ale diferitelor zone de producție. În general, este determinat în funcție de standardele de produs și de condițiile reale de producție. În ceea ce privește efectul real de leșiere a soiei, este potrivit un timp de leșiere de 60-90 de minute.
2.2 Temperatura de scurgere
Temperatura de levigare se referă la temperatura la care boabele de soia sunt levigate. Temperatura de leșiere este un indicator important al procesului de leșiere și unul dintre factorii importanți care afectează efectul de leșiere al boabelor de soia. Dacă temperatura de leșiere este scăzută, energia procesului de leșiere va fi scăzută, moleculele de ulei vor lipsi de activitate, reducând astfel rata de extracție a uleiului și conducând în cele din urmă la un efect slab de leșiere a soiei; cu cât temperatura de scurgere este mai mare, cu atât este mai bine să se reducă vâscozitatea uleiului, să se mărească viteza de difuzie moleculară și difuzie prin convecție și să se mărească viteza de extracție a uleiului [4], îmbunătățind astfel efectul de leșiere a soiei. Cu toate acestea, în funcționarea efectivă, cu cât temperatura procesului de leșiere este mai aproape de punctul de fierbere al solventului (n-hexan), cu atât volatilizarea fracțiunii de solvent este mai puternică. De dragul volatilizării fracției de solvent și din motive de siguranță, temperatura procesului de leșiere ar trebui să fie puțin mai mică decât punctul inițial de fierbere al compoziției fracțiunii de solvent proaspăt și controlată la 50-60 de grade.
2.3 Raport material-la-lichid
Raportul material-la-lichid este raportul în greutate dintre embrionul levigat și solventul utilizat pe unitatea de timp, care este un alt factor care afectează concentrația uleiului amestecat [5]. Solventul insuficient va duce la levigare și degresare incompletă, ceea ce duce la un nivel ridicat de ulei rezidual în făina de soia, ceea ce va afecta rata de extracție a uleiului și va face ca indicatorii de produs aferenti să nu respecte standardele. În timp ce un volum mai mare de solvenți este benefic pentru leșierea făinii de soia și asigură un efect bun de leșiere, un raport ridicat de solvenți în uleiul amestecat va crește volumul de lucru al proceselor ulterioare și va crește consumul de energie. Cu cât cantitatea de solvent furnizată pe unitatea de timp este mai mare, cu atât diferența de concentrație în uleiul amestecat este mai pronunțată. Când solventul crește până la o anumită limită, secvența de înmuiere și scurgere devine neclară, compartimentele de material se lipesc împreună, gradientul de concentrație între compartimentele de ulei nu poate fi garantat, iar concentrația finală de ulei amestecat scade treptat. Prin urmare, raportul material-la-lichid nu trebuie să fie prea scăzut sau prea mare; raportul trebuie să fie moderat. Pe baza literaturii relevante și a experienței reale de producție, raportul optim material-la-lichid este controlat la 1:0,8–1,4 (W:W).
2.4 Înălțimea materiei prime
În condițiile unei producții egale, o înălțime mai mare a materiei prime în buncărul extractorului permite un timp de extracție mai lung, ceea ce este benefic pentru reducerea uleiului rezidual din făina de soia și creșterea randamentului uleiului. Cu toate acestea, un buncăr mai mare nu este întotdeauna mai bun. Dacă buncărul este prea înalt, materia primă din partea inferioară va fi supusă unei forțe excesive și ruperii, crescând pulberitatea. De asemenea, dacă buncărul este prea plin, materia primă poate fi spălată de solventul sau uleiul amestecat din conductele de pulverizare, revărsând din ambele părți ale buncărului în buncărul de colectare a uleiului. Funcționarea necorespunzătoare poate înfunda pompa de ulei și țevile de pulverizare. Înălțimea materiei prime trebuie selectată în funcție de nevoile de producție și de alegerea extractorului. Cerința specifică de înălțime trebuie calculată pe baza condițiilor și cerințelor reale ale producătorului.
3 Concluzie
Pe baza analizei de mai sus, factorii care afectează efectul extracției de soia includ conținutul de umiditate al semințelor oleaginoase de soia, laminarea, umflarea, timpul de extracție, temperatura de extracție, raportul material-la-lichid și înălțimea materiei prime. Fiecare factor are un impact semnificativ asupra efectului de leșiere. Atunci când luăm în considerare acești factori, este necesar să urmați teoria, conformându-vă și situației actuale. În aplicarea industrială a tehnologiei de leșiere a soiei, este esențial să combinați teoria cu practica și să controlați fiecare factor care poate afecta efectul de leșiere pentru a aplica eficient procesul de leșiere și pentru a asigura că efectul de leșiere este garantat.
Inginerii noștri VIC Machinery au luat în considerare în mod cuprinzător factorii de influență-menționați mai sus și au optimizat designul atunci când au creat linia de producție și echipamentele de leșiere, maximizând extracția uleiului de soia pentru clienții noștri. Contactează-ne acum pentru a cumpăra!