U proizvodnji sojinog ulja, oko 80% proizvođača sojinog ulja u Kini koristi ekstrakciju rastvaračem, dok ova brojka dostiže 90% u razvijenim zemljama Evrope i Amerike. Ekstrakcija sojinog rastvarača je primarna metoda za proizvodnju sojinog ulja zbog visokog prinosa ulja (16%-17%, većeg od prinosa od 12%-13% presovanja) i niske cene.
Slika 1 Mlin za pahuljice
Proces ekstrakcije soje rastvaračem uključuje prvo drobljenje soje na male komadiće, a zatim upotrebumlin za ljuštenje(Slika 1)presovanjem u ljuspice ili naduvavanjem. Pahuljice se zatim dovode u kontakt sa organskim rastvaračem (obično n-heksan) uekstraktor rastvarača. Ulje se ekstrahuje korišćenjem međusobne rastvorljivosti ulja i organskog rastvarača. Otapalo se zatim uklanja zagrijavanjem i uklanjanjem kako bi se dobilo sojino ulje. U proizvodnji sojinog ulja i njegovih nusproizvoda, ekstrakcija rastvaračem je najvažniji korak. Kvalitet ekstrakcije direktno utiče na ukupni kvalitet procesa i uspeh proizvodnje. Stoga je ključna kontrola ključnih faktora koji utiču na efikasnost ekstrakcije rastvarača soje.
Faktori koji utiču na efikasnost ekstrakcije sojinog ulja uključuju proces predtretmana (sadržaj vlage u sjemenu sojinog ulja, valjanje, puhanje) i proces ekstrakcije (vrijeme ekstrakcije, temperatura ekstrakcije, omjer materijala-prema-tečnosti i visina materijala).
Slika 2 Ekstraktor rastvarača
1 Faktori koji utiču na proces predtretmana
1.1 Sadržaj vlage u sjemenu sojinog uljarica
Sadržaj vlage u embrionima soje prije ispiranja ima veliki utjecaj na proces ispiranja i u konačnici će utjecati na učinak ispiranja. Kada je sadržaj vlage u sjemenkama uljarica nizak, to će utjecati na vlaženje embriona rastvaračem, usporiti difuziju ulja iz unutrašnjosti embrija do međusloja, uzrokovati zgrušavanje embrija, uništiti kontinuitet kanala između embrija i otežati prodiranje rastvarača. Kada je sadržaj vlage previsok, fosfolipidi, škrob, proteini i druge tvari u embrionima soje će nabubriti i zalijepiti se zajedno nakon upijanja vode, omotavajući kapljice ulja, što rezultira da većina ulja ostane u embrionima, povećavajući teret naknadnog procesa rastvaranja, što dovodi do udvostručenja potrošnje energije i udvostručavanja radnog vremena. Istovremeno, visok sadržaj vlage u embrionima je sklon "premošćivanju" tokom istovara. Odgovarajuća vlaga može poboljšati plastičnost embrija i smanjiti praškastost. Prema sažetku eksperimenta i stvarnom iskustvu proizvodnje, sadržaj vlage u embrionima soje treba kontrolirati na 7% do 9%.
1.2 Debljina zametka soje
U prethodnoj obradi soje, proces valjanja je ključni proces. Proces valjanja se odnosi na proces upotrebe mehaničkog djelovanja za presovanje uljarica soje iz granula u pahuljice. Nakon procesa valjanja, embrion soje postaje embrion ploča. Ako je ploča embriona pretanka, u embrionu će biti previše praha, a penetracija rastvarača će biti slaba tokom procesa ispiranja, što ne pogoduje ispiranju ulja. Ako je ploča embrija predebela, ćelijska struktura zrna soje neće biti dovoljno oštećena, proces ekstrakcije ulja će biti dug, što ne pogoduje ispiranju, smanjenju prinosa ulja, a također povećava poteškoće desolventizacije i prilagođavanja vlage u naknadnom procesu, što utiče na učinak ispiranja. Prije predtretmana soje potrebno je valjanje. Nakon što debljina embrija u procesu predtretmana dostigne standard, može ući u sljedeći korak procesa luženja sojinog ulja. na osnovu eksperimenata i stvarnog iskustva proizvodnje izveo uticaj debljine embriona na količinu ostatka ulja u embrionima soje u procesu ispiranja. Debljinu embriona treba kontrolisati između 0,25 i 0,35 mm.
1.3 Proširenje
Proces ekspanzije se odnosi na proces u kojem se embrioni soje podvrgavaju intenzivnom miješanju, zagrijavanju, ekstruziji, želatinizaciji i želatinizaciji unutar zatvorenog prostora mašinske komore pod visokom temperaturom i parom pod visokim pritiskom, što rezultira promjenama u njihovoj strukturi tkiva. Tokom ovog procesa, nasipna gustina ekspandiranih čestica se povećava, ćelijska struktura embriona je potpuno uništena, što rezultira većom unutrašnjom poroznošću i više slobodnog ulja na površini. Veličina čestica i mehanička čvrstoća se takođe povećavaju, značajno poboljšavajući propusnost otapala za sloj materijala tokom ispiranja, povećavajući brzinu ispiranja i skraćujući vrijeme ispiranja. Stoga se učinak jedinice za ispiranje može povećati za više od 20%. Stoga je proces širenja ključan. Ako se proces ekspanzije ne izvede kako treba zbog neodgovarajućih uslova ekspanzije, to će uticati na stanje embriona koji ulaze u jedinicu za ispiranje, čime će uticati na konačni efekat ispiranja soje. Suprotno tome, ako se proces ekspanzije odvija glatko, učinak ispiranja može se znatno poboljšati.
2. Faktori koji utiču na proces ispiranja
2.1 Vrijeme luženja
Vrijeme ispiranja je vrijeme potrebno od početnog ispiranja sojinih klica do završne ekstrakcije sačme. Stoga je vrijeme ispiranja jedan od važnih faktora koji utječu na učinak ispiranja soje. Ako je vrijeme ispiranja prekratko, vrijeme kontakta između sojinih klica i organskog rastvarača (n-heksana) će biti prekratko, a vrijeme ekstrakcije će također biti prekratko, što će rezultirati niskom brzinom ekstrakcije ulja koja ne ispunjava stvarne zahtjeve sigurnosti proizvodnje. Ako je vrijeme ispiranja predugo, iako može osigurati vrijeme kontakta između sojinih klica i ekstratanta i vrijeme ekstrakcije, čime se poboljšava brzina ekstrakcije ulja, prekomjerno vrijeme će utjecati na stvarne troškove vremena i efikasnost proizvodnje. Štoviše, studije su otkrile da sadržaj ulja sojinih klica ima tendenciju da se stabilizuje kako se vrijeme ispiranja povećava. Ne postoji jedinstveni fiksni zahtjev za vrijeme luženja na osnovu standarda proizvoda i stvarnih uslova različitih proizvodnih područja. Generalno, određuje se prema standardima proizvoda i stvarnim uslovima proizvodnje. Što se tiče stvarnog efekta ispiranja soje, vrijeme ispiranja od 60-90 minuta je prikladno.
2.2 Temperatura ispiranja
Temperatura luženja se odnosi na temperaturu na kojoj se soja izlužuje. Temperatura ispiranja je važan pokazatelj procesa ispiranja i jedan od važnih faktora koji utiču na učinak ispiranja soje. Ako je temperatura ispiranja niska, energija procesa ispiranja će biti niska, molekuli ulja će biti bez aktivnosti, čime se smanjuje brzina ekstrakcije ulja i na kraju dovodi do lošeg efekta ispiranja soje; što je viša temperatura ispiranja, to je bolje smanjiti viskoznost ulja, povećati brzinu molekularne difuzije i konvekcijske difuzije i povećati brzinu ekstrakcije ulja [4], čime se poboljšava učinak ispiranja soje. Međutim, u stvarnom radu, što je temperatura procesa luženja bliža tački ključanja rastvarača (n-heksana), to je jača isparavanje frakcije rastvarača. Radi hlapljenja frakcije rastvarača i sigurnosnih razloga, temperatura procesa luženja treba da bude nešto niža od početne tačke ključanja kompozicije frakcije svežeg rastvarača i da se kontroliše na 50-60 stepeni.
2.3 Odnos materijala{1}}prema-tečnosti
Odnos materijala{0}}prema-tečnosti je omjer težine izluženog embriona prema korištenom otapalu u jedinici vremena, što je još jedan faktor koji utiče na koncentraciju miješanog ulja [5]. Nedovoljna količina rastvarača će dovesti do nepotpunog ispiranja i odmašćivanja, što će dovesti do visokog zaostalog ulja u sojinoj sačmi, što će uticati na brzinu ekstrakcije ulja i uzrokovati da indikatori povezanih proizvoda ne zadovolje standarde. Dok je veća zapremina rastvarača korisna za ispiranje sojine sačme i osigurava dobar efekat ispiranja, visoki omjer rastvarača u miješanom ulju povećat će opterećenje narednih procesa i povećati potrošnju energije. Što je veća količina otapala unesena u jedinici vremena, to je izraženija razlika u koncentraciji u miješanom ulju. Kada se otapalo poveća do određene granice, redoslijed namakanja i pražnjenja postaje nejasan, odjeljci materijala se lijepe, gradijent koncentracije između odjeljaka ulja ne može se jamčiti, a konačna koncentracija miješanog ulja postupno se smanjuje. Stoga, omjer materijala-prema-tečnosti ne smije biti prenizak ili previsok; omjer mora biti umjeren. Na osnovu relevantne literature i stvarnog iskustva u proizvodnji, optimalni omjer materijala-prema-tečnosti je kontroliran na 1:0,8–1,4 (W:W).
2.4 Visina sirovog materijala
Pod uslovom jednake proizvodnje, veća visina sirovine u rezervoaru za ekstrakciju omogućava duže vreme ekstrakcije, što je korisno za smanjenje ostatka ulja u sojinoj sačmi i povećanje prinosa ulja. Međutim, viši spremnik nije uvijek bolji. Ako je spremnik previsok, sirovina na dnu će biti podvrgnuta prekomjernoj sili i lomljenju, povećavajući praškastost. Takođe, ako je rezervoar previše pun, sirovina može biti isprana rastvaračem ili mešanim uljem iz cevi za prskanje, prelivajući se sa obe strane rezervoara u rezervoar za sakupljanje ulja. Nepravilan rad može začepiti pumpu za ulje i cijevi za prskanje. Visinu sirovine treba odabrati na osnovu proizvodnih potreba i izbora ekstraktora. Specifični zahtjev za visinu treba izračunati na osnovu stvarnih uslova i zahtjeva proizvođača.
3 Zaključak
Na osnovu gornje analize, faktori koji utiču na efekat ekstrakcije soje uključuju sadržaj vlage u sjemenkama sojinog uljarica, valjanje, napuhavanje, vrijeme ekstrakcije, temperaturu ekstrakcije, omjer materijala-u-tečnosti i visinu sirovog materijala. Svaki faktor ima značajan uticaj na efekat ispiranja. Prilikom razmatranja ovih faktora, potrebno je pratiti teoriju, a istovremeno se pridržavati stvarnog stanja. U industrijskoj primjeni tehnologije ispiranja soje, bitno je kombinirati teoriju s praksom i kontrolirati svaki faktor koji može utjecati na učinak ispiranja kako bi se proces ispiranja efikasno primijenio i osigurao da je efekat ispiranja zagarantovan.
Naši inženjeri VIC Machinery su sveobuhvatno razmotrili gore-spomenute faktore utjecaja i optimizirali dizajn prilikom kreiranja proizvodne linije i opreme za luženje, maksimizirajući ekstrakciju sojinog ulja za naše kupce. Kontaktirajte nas sada za kupovinu!