Có thiết bị gì cho quá trình ép đùn và chiết xuất cám gạo?

Cám gạo là sản phẩm phụ của quá trình chế biến gạo, thường chiếm từ 4% đến 6,5% lượng gạo và 6% đến 8% lượng gạo lứt. Hàm lượng dầu trong cám gạo là 15% đến 22%, tương đương với hàm lượng dầu trong đậu nành. Dầu cám gạo là loại dầu ăn bổ dưỡng và được công nhận là loại dầu dinh dưỡng tốt cho sức khỏe trong và ngoài nước. Tuy nhiên, phần lớn nguồn cám gạo được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm, gây lãng phí tài nguyên rất lớn. Vì vậy, việc phát triển và tận dụng mạnh mẽ nguồn cám gạo có ý nghĩa thực tiễn rất quan trọng trong việc giảm bớt mâu thuẫn cung cầu dầu ăn và nâng cao giá trị gia tăng của cám gạo.

1 Tính chất vật lý của cám gạo
Cám gạo rất giàu lipid, protein, khoáng chất, vitamin, phytin, chất ức chế trypsin, lipase và phytohemagglutinin (hemagglutinin), đồng thời là nguồn dầu quý giá. Cám gạo rất dễ bị hư hỏng và có khả năng bảo quản rất kém. Nguyên nhân chính là do cám gạo chứa nhiều loại enzyme, trong đó lipase và lipoxygenase là hai enzyme chính ảnh hưởng đến độ ổn định của cám gạo. Trong điều kiện thích hợp, lipase có thể thúc đẩy quá trình phân hủy dầu trong cám gạo thành glycerol và axit béo tự do, làm tăng giá trị axit của cám gạo. Ngoài ra, lipoxygenase xúc tác quá trình oxy hóa và phân hủy các axit béo không bão hòa tự do gây ra mùi ôi thiu. Kết quả cho thấy lipase thể hiện hoạt tính mạnh ở độ ẩm 12% đến 15%, nhiệt độ 35 đến 40 độ và độ pH từ 7 đến 8. Mối quan hệ giữa độ tươi của cám gạo với hiệu suất dầu và tốc độ tinh chế được thể hiện trong Bảng 1.

Bảng 1 Mối quan hệ giữa thời gian bảo quản cám gạo và giá trị axit, hiệu suất dầu và tốc độ tinh luyện

2 Tiền xử lý ổn định cám gạo
Vì cám gạo tươi rất dễ bị oxy hóa và ôi thiu, từ đó ảnh hưởng đến giá trị sử dụng toàn diện của nó nên trước tiên nó phải được ổn định và xử lý trước để ức chế và thụ động một cách hiệu quả hoạt động của lipase trong cám gạo và giảm sự thất thoát chất dinh dưỡng. Các phương pháp xử lý ổn định của nó bao gồm làm lạnh, lò vi sóng, bức xạ, gia nhiệt điện môi, xử lý hóa học, xử lý nhiệt và thổi phồng. Theo báo cáo dữ liệu trong và ngoài nước, việc sử dụng phồng để ức chế và thụ động hóa lipase cũng như ổn định giá trị axit của cám gạo đã trở thành công nghệ công nghiệp khả thi duy nhất và có thể duy trì giá trị dinh dưỡng của nó. Thời hạn sử dụng của cám gạo được xử lý bằng phương pháp phồng có thể lên tới 1 năm. Khi bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 2 đến 3 tháng, giá trị axit (KOH) tăng không quá 3 mg/g. Khi bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 1 năm, giá trị axit (KOH) ổn định dưới 10 mg/g và hoạt tính enzyme còn lại của lipase nhỏ hơn 4%. Cám gạo→tách cám→tách từ tính→điều hòa→xông hơi→sấy khô→xưởng khử nước
Dựa trên các đặc tính vật lý của cám gạo và tính khả thi của phương pháp tiền xử lý ổn định nêu trên, lộ trình xử lý tốt nhất đã được xác định thông qua thực tiễn.
 

3 Quy trình làm phồng cám gạo và các điểm chính trong quá trình vận hành
3.1 Quy trình xử lý
3.2 Những điểm chính trong hoạt động
3.2.1 Tách cám

Cám gạo được sản xuất bởi các nhà máy gạo nói chung chứa 1% đến 4% cám. Do thành phần chính của cám là tinh bột nên nếu độ ẩm nguyên liệu cao trong quá trình lọc, nó sẽ hút nước, trương nở và dính lại với nhau trong điều kiện ấm liên tục, ảnh hưởng đến sự thẩm thấu và cho ăn của dung môi, cám hấp thụ dầu, dẫn đến dư lượng tăng lên. dầu trong bột và hiệu suất dầu giảm nên phải loại bỏ.
Sàng tách cám là phương pháp sàng lọc được sử dụng phổ biến. Nó là một thiết bị tách cám được thiết kế đặc biệt cho các đặc tính của cám gạo. Sản lượng chung của một đơn vị là 8 đến 10 tấn/ngày. Nguyên tắc chính là tận dụng sự khác biệt về kích thước hạt giữa tấm, cám gạo và cám gạo, đồng thời sử dụng chuyển động tương đối giữa cám gạo chứa cám gạo và bề mặt sàng để tách gạo tấm và cám gạo qua hai lớp sàng. bề mặt có kích thước mắt lưới khác nhau. Thông thường, bề mặt màn hình phía trên sử dụng 20 lỗ vuông lưới và bề mặt màn hình phía dưới sử dụng 28 lỗ vuông lưới. Kích thước mặt cắt ngang của bề mặt màn hình rộng 1 m và độ nghiêng là 8 độ ~ 10 độ. Lưu ý biên độ nên lớn hơn một chút để hiệu quả tách tốt hơn và hàm lượng cám gạo có thể nhỏ hơn 1%.
3.2.2 Tách từ

Trong quá trình chế biến gạo hoặc vận chuyển cám gạo, một số tạp chất kim loại như đinh sắt, ốc vít và mạt sắt thường được trộn vào. Những tạp chất sắt này sẽ gây mài mòn nghiêm trọng, thậm chí làm hỏng trục vít máy đùn trong quá trình tiếp theo, và có thể làm tắc các lỗ của lỗ khuôn xả máy đùn, khiến áp suất trong buồng ép tăng lên rất nhiều, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả ép đùn, trường hợp nghiêm trọng còn có thể gây ra tai nạn về an toàn. Do đó, tạp chất sắt phải được loại bỏ trước khi vật liệu đi vào máy đùn. Xi lanh nam châm vĩnh cửu không được cấp nguồn là nam châm vĩnh cửu có cường độ từ trường cao và hiệu quả loại bỏ sắt cao. Khi vật liệu đi vào từ cổng cấp liệu, tạp chất sắt có thể được tự động hấp phụ lên bề mặt của nam châm vĩnh cửu, nhờ đó đạt được mục đích tách. Đây là thiết bị loại bỏ sắt được ưa chuộng trong chế biến dầu hiện nay.
3.2.3 Điều hòa

Điều hòa là một quá trình quan trọng trong quá trình làm phồng cám gạo. Tại đây, cám gạo được điều chỉnh về độ ẩm và nhiệt độ thích hợp để tạo điều kiện tốt nhất cho quá trình phồng. Trong quá trình điều hòa, nên bổ sung một lượng nước nóng hoặc hơi nước thích hợp, đồng thời sử dụng phương pháp gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp để cám gạo có độ dẻo thích hợp, để có thể thiết lập áp suất thích hợp trong khoang ép đùn trong quá trình ép đùn. và thở hổn hển. Khi cám gạo được phun ra từ vòi phun, cấu trúc tế bào có thể bị phá hủy tốt hơn, dầu được giải phóng và tạo ra đủ các lỗ chân lông mịn, thuận lợi cho quá trình rửa trôi. Hiện nay, hầu hết việc điều hòa được hoàn thành bằng cách liên tụcnồi hấp nhiều lớp dạng đứng với diện tích sưởi ấm tương đối lớn. Hơi nước trực tiếp được đưa vào lớp đầu tiên và độ ẩm thường được kiểm soát ở mức khoảng 13% sau khi làm ướt. Nhiệt độ tăng lên từng lớp và nhiệt độ xả cuối cùng được kiểm soát ở mức 65 ~ 70 độ và độ ẩm khoảng 12%.

3.2.4 Đùn

Việc ép đùn cám gạo được thực hiện thông quamáy đùn. Cám gạo khi đi vào buồng máy sẽ bị đẩy về phía trước nhờ chuyển động quay của trục vít, thể tích trong buồng máy giảm đi và áp suất dần được tạo ra. Đồng thời ma sát giữa cám gạo với trục vít và thành trong buồng máy tạo ra hiệu ứng tự sinh nhiệt làm tăng nhiệt độ của nguyên liệu. Ngoài ra, tác dụng làm nóng của hơi trực tiếp làm cho nhiệt độ trong buồng máy đạt 12{2}} độ, áp suất hơi trực tiếp đạt 0,8 MPa. Cuối cùng, nó được ép ra qua lỗ khuôn của vòi phun. Do áp suất giảm đột ngột, hơi ẩm bên trong nhanh chóng bốc hơi và thoát ra khỏi các phần khác nhau của cám gạo, tạo ra vô số lỗ li ti trên cám gạo phồng lên, tạo điều kiện cho dầu thấm và thấm qua, từ đó làm tăng tốc độ lọc. và giảm lượng dầu dư trong bữa ăn. Nói chung, độ ẩm của vật liệu thải ra từ máy thổi phồng được kiểm soát ở mức 13% ~ 15%. Trước khi khởi động máy đùn mỗi lần, tốt nhất nên quay ròng rọc lớn bằng tay để lắng nghe xem có âm thanh bất thường nào không. Nếu không có gì bất thường thì khởi động máy; máy cần được làm nóng trước đến 80 ~ 120 độ trước khi cho ăn; Không thể tắt hơi nước trực tiếp trong quá trình vận hành để tránh cám gạo bị ép vào ống kim loại và làm tắc nghẽn đường dẫn hơi nước. Ngoài ra, việc cho ăn ổn định và liên tục cũng là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả ép đùn. Nếu lượng thức ăn quá nhiều, nhiệt độ ép đùn sẽ giảm, áp suất trong buồng máy tăng cao và dễ xảy ra hiện tượng tắc nghẽn. Nếu nguồn cấp dữ liệu bị cắt trong một thời gian dài trước khi cho ăn, sẽ xảy ra hiện tượng kẹt cứng hoặc thậm chí cháy động cơ, gây ra tai nạn. Nếu lượng thức ăn quá nhỏ, áp suất buồng máy không thể được hình thành đủ, dẫn đến quá trình đùn không đủ.

3.2.5 Sấy khô

Cám gạo ra khỏi máy đùn có quá nhiều độ ẩm và nhiệt độ quá cao. Độ ẩm cần được điều chỉnh ở mức 7% ~ 9% và nhiệt độ là 50 ~ 60 độ để đáp ứng yêu cầu lọc. Máy sấy phẳng hiện đang là thiết bị được sử dụng phổ biến.

4 Quy trình chiết xuất và các điểm vận hành cám gạo nở
4.1 Luồng quy trình

Quy trình và thiết bị lọc cám gạo căng phồng cũng tương tự như các loại dầu khác. Toàn bộ quá trình cũng được chia thành bốn phần chính: lọc nguyên liệu, khử dung môi bột ướt, bay hơi dầu hỗn hợp và thu hồi dung môi. Những điểm chính của mỗi phần được giải thích dưới đây.
4.2 Các điểm chính trong hoạt động
4.2.1 Phần lọc Do cám gạo căng phồng dễ dàng được nghiền bằng dây xích trong quá trình sấy và vận chuyển bằng máy cạo sau đó nên tạo ra một lượng lớn bột làm giảm đáng kể tính thấm của dung môi và làm tăng tỷ lệ dầu dư trong bột. Vì vậy, khi thiết kế mộtmáy vắt quay ngang, lưới vật liệu không được quá cao và lớp vật liệu thường được kiểm soát ở khoảng 1,3 m và thời gian lọc phải kéo dài, thường là hơn 2 giờ. Công suất xử lý được thiết kế tương đương 1,3 ~ 1,5 lần so với chế biến phôi đậu nành. Ngoài ra, trong quá trình lọc phôi, bột chắc chắn sẽ lọt vào thùng dầu qua khe hở giữa các tấm lưới. Nếu tích tụ lâu ngày sẽ khiến đường ống dẫn dầu hỗn hợp ở đầu ra dầu bị tắc, dầu hỗn hợp không thể chiết ra được, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bình thường. Để giải quyết vấn đề này, một ống giật có thể được lắp đặt trong mỗi phễu dầu của máy chiết và nối với đường ống thoát của mỗi máy bơm tuần hoàn. Trong quá trình sản xuất, van điều khiển của ống giật thường được mở để xả bột trong phễu dầu và bơm vào lớp vật liệu chiết thông qua bơm tuần hoàn cùng với dầu đã trộn. Hiệu ứng tự lọc của lớp vật liệu làm giảm lượng bột đi vào phễu dầu, từ đó đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra bình thường.

4.2.2 Phần khử dung môi

Trong trường hợp bình thường, bột ướt ra khỏi máy chiết chứa 25% đến 35% dung môi. Do hàm lượng bột trong bột cám gạo ướt lớn nên bột ướt chứa tới khoảng 40% dung môi. Ngoài ra, cám gạo còn chứa tạp chất như tinh bột. Trong quá trình khử dung môi của cám gạo ướt, tinh bột trong cám gạo sẽ hút nước và trương nở. Khi đạt nhiệt độ hồ hóa sẽ bị hồ hóa và tạo ra độ bám dính, không có lợi cho sự bay hơi của dung môi và nước, gây khó khăn trong khâu khử dung môi. Xem xét ảnh hưởng của các yếu tố trên, quá trình khử dung môi của bột ướt cám gạo áp dụng cấu trúc DT-C nhiều lớp để hoàn thành quá trình khử dung môi, sấy khô và làm mát cám gạo ướt trong một thiết bị. Khi thiết kế thiết bị cũng cần tăng sản lượng của tấm đậu nành lên gấp 13 đến 15 lần, lớp vật liệu phải mỏng hơn, điều này có lợi cho sự bay hơi của dung môi và độ hòa tan còn lại của bữa ăn có thể đáp ứng yêu cầu. . Vì hơi nước trực tiếp được thêm vào bữa ăn để khử dung môi nên độ ẩm sẽ tăng lên và cần phải gia nhiệt bằng hơi nước gián tiếp để điều chỉnh độ ẩm lên khoảng 13%. Cuối cùng, nó được làm lạnh xuống dưới 45 độ bằng không khí lạnh và có thể được gửi trực tiếp đến kho thực phẩm để đóng gói. Vì bột cám gạo có hàm lượng bột lớn nên shakron dùng để thu gom các mảnh vụn cũng phải được phóng to tương ứng để đảm bảo hiệu quả thu gom.
4.2.3 Phần bay hơi hỗn hợp dầu

Dầu hỗn hợp cô đặc cám gạo từ máy chiết thường chứa 3% đến 5% tạp chất rắn (chủ yếu là bột thô). Các tạp chất rắn này sẽ hình thành cặn bẩn trên thành ống của thiết bị bay hơi, làm giảm hiệu ứng truyền nhiệt, dễ tạo ra lượng lớn bọt trong quá trình bay hơi và tước, gây ngập úng. Đồng thời, do ảnh hưởng của nhiệt độ cao dễ bị cacbon hóa, làm cho dầu thô có màu sẫm hơn và làm giảm tốc độ tinh luyện. Vì vậy, bột bột trong dầu hỗn hợp phải được loại bỏ càng nhiều càng tốt trước khi bay hơi. Hiện nay, hai thùng dầu hỗn hợp thẳng đứng thường được nối nối tiếp và sự chênh lệch mật độ giữa bột thô và dầu hỗn hợp được tận dụng để tách chúng bằng quá trình lắng tự nhiên dưới tác dụng của trọng lực. Thời gian lắng thường lớn hơn 40 phút. Sau khi tách lắng, dầu hỗn hợp được bơm vào bộ lọc liên tục để tách tiếp, từ đó đảm bảo hàm lượng tạp chất trong dầu hỗn hợp đáp ứng yêu cầu. Do máy chiết để chiết cám gạo lớn hơn máy chiết để chế biến các loại dầu khác cùng quy mô nên thể tích tuần hoàn tương ứng cũng phải tăng lên, điều này đòi hỏi phải tăng lượng dung môi mới được phun, từ đó làm giảm nồng độ của dầu hỗn hợp tương ứng. . Vì vậy, khi thiết kế thiết bị bay hơi, diện tích của nó cũng cần được tăng lên tương ứng. Ngoài ra, điều rất quan trọng là do nồng độ của dầu hỗn hợp tương đối loãng nên khi đun nóng, dung môi sẽ bay hơi, nở ra nhanh và dâng cao nhanh chóng. Vì vậy, các ống của thiết bị bay hơi không được quá dài, thường là 4 ~ 5 m, nếu không sẽ không có lợi cho việc màng bay lên và ảnh hưởng đến hiệu ứng bay hơi. Trong quá trình bay hơi cụ thể, dòng dầu hỗn hợp liên tục và ổn định cũng phải được đảm bảo, nhiệt độ của dầu hỗn hợp đi vào thiết bị bay hơi phải gần với nhiệt độ khi sôi và bong bóng bắt đầu hình thành (tức là điểm bong bóng) , có lợi cho việc kéo màng, tăng cường hiệu ứng bay hơi và làm cho hệ thống bay hơi đạt điều kiện làm việc tốt nhất.
4.2.4 Thu hồi dung môi

Phần Thu hồi dung môi là một phần quan trọng của phân xưởng lọc. Chất lượng thu hồi dung môi không chỉ liên quan trực tiếp đến mức chi phí sản xuất mà còn có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc sản xuất an toàn của xưởng và cải thiện môi trường và vệ sinh của xưởng. Hiện nay, hầu hết các xưởng lọc đều sử dụng bình ngưng vỏ và ống, vật liệu vỏ và ống chủ yếu là hợp kim nhôm hoặc thép không gỉ. Cần lưu ý không nên sử dụng bình ngưng dạng ống và vỏ bằng thép carbon trong xưởng lọc. Chủ yếu là do: ① Khi có khí dung môi, bề mặt vỏ và thành ống bị ăn mòn nhanh chóng; ② Sau khi thành ống thép cacbon bị ăn mòn, bề mặt trở nên nhám và tạo ra rỉ sét. Bột chứa trong khí hỗn hợp của máy khử dung môi, bùn và cát cuốn vào nước làm mát, và các lớp cặn canxi và muối magie kết tủa sau khi nước làm mát chưa được làm mềm được đun nóng đều dễ lắng đọng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình truyền nhiệt tác dụng; ③ Ống thép cacbon không có khả năng chống ăn mòn. Khi lớp cặn được làm sạch bằng chất tẩy cặn sau khi đóng cặn, rất dễ gây hư hỏng thành ống. Khi chế biến cám gạo, một lượng lớn dung môi mới được thêm vào trong quá trình lọc, do đó tổng diện tích cấu hình của thiết bị ngưng tụ phải tăng từ 10% đến 15% và thể tích hiệu quả tương ứng của bể phân phối nước cũng phải tăng được tăng từ 10% đến 15%, để đảm bảo hiệu ứng ngưng tụ của dung môi và hiệu ứng phân phối nước của dung môi, đồng thời giảm thất thoát dung môi một cách hiệu quả. Theo kích thước của cân, phương pháp kết nối nước làm mát tuần hoàn có thể được chọn song song hoặc nối tiếp. Nói chung, quy mô nhỏ chủ yếu sử dụng kết nối song song và quy mô lớn chủ yếu sử dụng kết nối nối tiếp. Trong cấu hình của máy bơm nước tuần hoàn, tốc độ dòng chảy phải lớn hơn một chút và cột áp phải cao hơn một chút, để đảm bảo rằng mỗi bình ngưng được phân bổ đủ lưu lượng nước và tốc độ dòng nước cũng có thể được tăng tốc một cách thích hợp, có lợi cho việc truyền nhiệt, từ đó đạt được hiệu quả ngưng tụ tốt và đảm bảo thu hồi tối đa khí dung môi. Ngoài ra, khí tự do cũng phải được thải vào khí quyển sau khi phục hồi. Thông thường, các xưởng lọc quy mô nhỏ sử dụng nước ngầm có nhiệt độ tương đối thấp để hấp thụ trực tiếp, trong khi các xưởng lọc quy mô lớn sử dụng dầu parafin loại ăn được để hấp thụ.

5 Kết luận
Quá trình mở rộng và khai thác này được thiết kế dựa trên việc phân tích các đặc tính của cám gạo cho ra dầu thô cám gạo đạt tiêu chuẩn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đều đáp ứng yêu cầu, tạo ra lợi ích kinh tế và xã hội đáng kể cho doanh nghiệp, đồng thời đảm bảo kỹ thuật cho các doanh nghiệp chế biến dầu phát triển và tận dụng nguồn cám gạo.