Pri proizvodnji sojinega olja približno 80 % proizvajalcev sojinega olja na Kitajskem uporablja ekstrakcijo s topilom, medtem ko ta številka v razvitih državah Evrope in Amerike dosega 90 %. Ekstrakcija soje s topilom je primarna metoda za proizvodnjo sojinega olja zaradi visokega izkoristka olja (16%-17%, višji od 12%-13% izkoristka pri stiskanju) in nizkih stroškov.
Slika 1 Mlin za kosmičenje
Postopek ekstrakcije soje s topilom vključuje najprej drobljenje sojinih zrn na majhne koščke, nato pa uporabomlin za kosmiče(slika 1)stiskanje v kosmiče ali napihovanje. Kosmiči nato pridejo v stik z organskim topilom (običajno n-heksanom) vekstraktor topila. Olje se pridobiva z izkoriščanjem medsebojne topnosti olja in organskega topila. Topilo nato odstranimo s segrevanjem in odstranjevanjem, da dobimo sojino olje. Pri proizvodnji sojinega olja in njegovih stranskih produktov je ekstrakcija s topilom najbolj ključni korak. Kakovost ekstrakcije neposredno vpliva na splošno kakovost procesa in uspešnost proizvodnje. Zato je nadzor nad ključnimi dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost ekstrakcije soje s topilom, bistvenega pomena.
Dejavniki, ki vplivajo na učinkovitost ekstrakcije sojinega olja, vključujejo postopek predhodne obdelave (vsebnost vlage v semenih sojinih oljnic, valjanje, napihovanje) in postopek ekstrakcije (čas ekstrakcije, temperatura ekstrakcije, razmerje med-in-tekočino in višina materiala).
Slika 2 Ekstraktor s topilom
1 Dejavniki, ki vplivajo na postopek predobdelave
1.1 Vsebnost vlage v sojinih oljnicah
Vsebnost vlage v sojinih zarodkih pred izpiranjem ima velik vpliv na postopek izluževanja in bo na koncu vplivala na učinek izluževanja. Ko je vsebnost vlage v oljnih semenih nizka, bo to vplivalo na vlaženje zarodkov s topilom, upočasnilo difuzijo olja iz notranjosti zarodkov v vmesno plast, povzročilo strjevanje zarodkov, uničilo kontinuiteto kanalov med zarodki in otežilo prodor topila. Ko je vsebnost vlage previsoka, bodo fosfolipidi, škrob, beljakovine in druge snovi v sojinih zarodkih po vsrkanju vode nabreknili in se zlepili, ovili oljne kapljice, zaradi česar bo večina olja ostala v zarodkih, kar bo povečalo breme poznejšega procesa raztapljanja, kar vodi do podvojitve porabe energije in delovnega časa. Hkrati je visoka vsebnost vlage v zarodkih nagnjena k "premostitvi" med razkladanjem. Ustrezna vlaga lahko izboljša plastičnost zarodkov in zmanjša praškastost. Glede na eksperimentalni povzetek in dejanske proizvodne izkušnje je treba vsebnost vlage v sojinih zarodkih nadzorovati na 7 % do 9 %.
1.2 Debelina zarodka soje
Pri predobdelavi soje je postopek valjanja ključen proces. Postopek valjanja se nanaša na postopek uporabe mehanskega delovanja za stiskanje oljnih sojinih semen iz granul v kosmiče. Po postopku valjanja zarodek soje postane list zarodka. Če je list zarodka pretanek, bo v zarodku preveč prahu, penetracija topila pa bo med postopkom luženja slaba, kar ne prispeva k izpiranju olja. Če je list zarodka predebel, celična struktura soje ne bo dovolj poškodovana, postopek ekstrakcije olja bo dolg, kar ne prispeva k izpiranju, zmanjšanju donosa olja in tudi povečanju težav pri raztapljanju in prilagajanju vlage v poznejšem procesu, kar vpliva na učinek izpiranja. Pred predobdelavo soje je potrebno valjanje. Ko debelina zarodka v procesu predobdelave doseže standard, lahko vstopi v naslednji korak postopka izpiranja sojinega olja. je na podlagi poskusov in dejanskih proizvodnih izkušenj izpeljal učinek debeline zarodka na stopnjo ostanka olja v sojinih zarodkih v procesu luženja. Debelino zarodka je treba nadzorovati med 0,25 in 0,35 mm.
1.3 Razširitev
Postopek ekspanzije se nanaša na postopek, pri katerem so sojini zarodki podvrženi intenzivnemu mešanju, segrevanju, iztiskanju, želatinizaciji in želatinizaciji v zaprtem prostoru strojne komore pod visoko temperaturo in visokotlačno paro, kar povzroči spremembe v strukturi njihovega tkiva. Med tem procesom se nasipna gostota ekspandiranih delcev poveča, celična struktura zarodkov je popolnoma uničena, kar ima za posledico večjo notranjo poroznost in več prostega olja na površini. Povečata se tudi velikost delcev in mehanska trdnost, kar bistveno izboljša prepustnost topila za plast materiala med izpiranjem, poveča hitrost izpiranja in skrajša čas izluževanja. Zato se lahko proizvodnja enote za luženje poveča za več kot 20 %. Zato je proces širitve ključnega pomena. Če postopek ekspanzije ni pravilno izveden zaradi neustreznih pogojev ekspanzije, bo to vplivalo na stanje zarodkov, ki vstopajo v enoto za luženje, kar bo vplivalo na končni učinek luženja soje. Nasprotno, če proces ekspanzije poteka gladko, se lahko učinek izpiranja močno izboljša.
2. Dejavniki, ki vplivajo na proces luženja
2.1 Čas luženja
Čas luženja je čas, potreben od začetnega luženja sojinih kalčkov do končne ekstrakcije moke. Zato je čas luženja eden od pomembnih dejavnikov, ki vpliva na učinek luženja soje. Če je čas izpiranja prekratek, bo kontaktni čas med sojinim kalčkom in organskim topilom (n-heksan) prekratek, prav tako bo prekratek čas ekstrakcije, kar bo povzročilo nizko stopnjo ekstrakcije olja, ki ne izpolnjuje dejanskih zahtev glede varnosti proizvodnje. Če je čas luženja predolg, čeprav lahko zagotovi kontaktni čas med sojinim kalčkom in ekstraktom ter čas ekstrakcije, s čimer se izboljša stopnja ekstrakcije olja, bo predolg čas vplival na dejanske stroške časa in učinkovitost proizvodnje. Poleg tega so študije pokazale, da se vsebnost olja v sojinih kalčkih ponavadi stabilizira, ko se čas izpiranja poveča. Ni enotne fiksne zahteve za čas luženja, ki bi temeljila na proizvodnih standardih in dejanskih pogojih različnih proizvodnih območij. Na splošno se določi glede na standarde izdelkov in dejanske proizvodne pogoje. Glede na dejanski učinek luženja soje je primeren čas luženja 60–90 minut.
2.2 Temperatura luženja
Temperatura luženja se nanaša na temperaturo, pri kateri se lužijo soja. Temperatura luženja je pomemben pokazatelj procesa luženja in eden od pomembnih dejavnikov, ki vplivajo na učinek luženja soje. Če je temperatura luženja nizka, bo energija procesa luženja nizka, molekulam olja bo manjkalo aktivnosti, kar bo zmanjšalo stopnjo ekstrakcije olja in na koncu povzročilo slab učinek luženja soje; višja kot je temperatura luženja, bolje je zmanjšati viskoznost olja, povečati hitrost molekularne difuzije in konvekcijske difuzije ter povečati stopnjo ekstrakcije olja [4], s čimer se izboljša učinek luženja soje. Vendar pa je pri dejanskem delovanju bližje kot je temperatura procesa luženja vrelišču topila (n-heksan), močnejše je izhlapevanje frakcije topila. Zaradi izhlapevanja frakcije topila in varnostnih razlogov mora biti temperatura postopka luženja nekoliko nižja od začetnega vrelišča sestave sveže frakcije topila in nadzorovana na 50-60 stopinj.
2.3 Razmerje med materialom-in-tekočino
Razmerje med materialom-in-tekočino je masno razmerje izluženega zarodka in uporabljenega topila na časovno enoto, kar je še en dejavnik, ki vpliva na koncentracijo mešanega olja [5]. Nezadostno topilo bo povzročilo nepopolno izpiranje in razmaščevanje, kar bo povzročilo visoko vsebnost ostankov olja v sojini moki, kar bo vplivalo na stopnjo ekstrakcije olja in povzročilo, da sorodni indikatorji izdelka ne bodo izpolnjevali standardov. Medtem ko je večji volumen topila koristen za izpiranje sojine moke in zagotavlja dober učinek izluževanja, bo visoko razmerje topil v mešanem olju povečalo delovno obremenitev nadaljnjih procesov in povečalo porabo energije. Večja kot je količina dovedenega topila na časovno enoto, bolj izrazita je razlika v koncentraciji v mešanem olju. Ko se topilo poveča do določene meje, zaporedje namakanja in odvajanja postane nejasno, materialni predelki se zlepijo, koncentracijskega gradienta med predelki olja ni mogoče zagotoviti in končna koncentracija mešanega olja postopoma pada. Zato razmerje-in-tekočine ne sme biti prenizko ali previsoko; razmerje mora biti zmerno. Na podlagi ustrezne literature in dejanskih proizvodnih izkušenj je optimalno razmerje med materialom-in-tekočino nadzorovano pri 1:0,8–1,4 (W:W).
2.4 Višina surovine
Pod pogojem enakega izkoristka višja višina surovine v ekstrakcijskem lijaku omogoča daljši čas ekstrakcije, kar je koristno za zmanjšanje ostankov olja v sojini moki in povečanje donosa olja. Vendar višji rezervoar ni vedno boljši. Če je lijak previsok, bo surovina na dnu izpostavljena prekomerni sili in se bo zlomila, kar bo povečalo praškastost. Tudi, če je zalogovnik prepoln, lahko surovino izplakne topilo ali mešano olje iz razpršilnih cevi, ki teče z obeh strani zalogovnika v zalogovnik za olje. Nepravilno delovanje lahko zamaši oljno črpalko in pršilne cevi. Višino surovine je treba izbrati glede na proizvodne potrebe in izbiro ekstraktorja. Posebno zahtevo glede višine je treba izračunati na podlagi dejanskih pogojev in zahtev proizvajalca.
3 Zaključek
Na podlagi zgornje analize dejavniki, ki vplivajo na učinek ekstrakcije soje, vključujejo vsebnost vlage v sojinem oljnem semenu, valjanje, napihovanje, čas ekstrakcije, temperaturo ekstrakcije, razmerje med materialom-in-tekočino in višino surovine. Vsak dejavnik pomembno vpliva na učinek izpiranja. Pri upoštevanju teh dejavnikov je treba slediti teoriji in se hkrati prilagajati dejanskemu stanju. Pri industrijski uporabi tehnologije luženja soje je bistveno združiti teorijo s prakso in nadzorovati vse dejavnike, ki lahko vplivajo na učinek luženja, da bi učinkovito uporabili postopek luženja in zagotovili, da je učinek luženja zagotovljen.
Naši inženirji VIC Machinery so izčrpno upoštevali zgoraj-omenjene vplivne dejavnike in optimizirali zasnovo pri izdelavi proizvodne linije in opreme za izpiranje, kar je za naše stranke povečalo ekstrakcijo sojinega olja. Za nakup nas kontaktirajte zdaj!
