El salvado de arroz es un subproducto del procesamiento del arroz y generalmente representa del 4% al 6,5% de la cantidad de arroz y del 6% al 8% de la cantidad de arroz integral. El contenido de aceite del salvado de arroz es del 15% al 22%, lo que equivale al contenido de aceite de la soja. El aceite de salvado de arroz es un aceite comestible nutritivo y está reconocido como un aceite nutricional saludable en el país y en el extranjero. Sin embargo, la mayoría de los recursos del salvado de arroz se utilizan como alimento para el ganado y las aves de corral, lo que genera un enorme desperdicio de recursos. Por lo tanto, desarrollar y utilizar vigorosamente los recursos del salvado de arroz tiene una importancia práctica muy importante para aliviar la contradicción entre la oferta y la demanda de aceite comestible y aumentar el valor agregado del salvado de arroz.
1 Propiedades físicas del salvado de arroz
El salvado de arroz es rico en lípidos, proteínas, minerales, vitaminas, fitina, inhibidores de tripsina, lipasa y fitohemaglutinina (hemaglutinina) y es un valioso recurso petrolero. El salvado de arroz se deteriora muy fácilmente y tiene muy mala conservación. La razón principal es que el salvado de arroz contiene una variedad de enzimas, y la lipasa y la lipoxigenasa son las dos enzimas principales que afectan la estabilidad del salvado de arroz. En condiciones adecuadas, la lipasa puede promover la descomposición del aceite del salvado de arroz en glicerol y ácidos grasos libres, lo que da como resultado un aumento del valor ácido del salvado de arroz. Además, la lipoxigenasa cataliza la oxidación y el deterioro de los ácidos grasos insaturados libres, dando como resultado un olor rancio. Los resultados muestran que la lipasa exhibe una fuerte actividad con un contenido de humedad del 12% al 15%, una temperatura de 35 a 40 grados y un pH de 7 a 8. La relación entre la frescura del salvado de arroz y el rendimiento de aceite y la tasa de refinación se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1 Relación entre el tiempo de almacenamiento del salvado de arroz y el índice de acidez, el rendimiento de aceite y la tasa de refinación
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Tiempo/día de almacenamiento a temperatura ambiente |
Valor ácido (KOH)/(mg/g) |
Rendimiento de petróleo/% |
Tasa de refinación/% |
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0 |
Menor o igual a 10 |
12-14 |
84-91 |
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3-5 |
15-18 |
10-11 |
72-76 |
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7-10 |
20-25 |
8-11 |
63-70 |
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15-18 |
28-30 |
- |
56-58 |
2 Pretratamiento de estabilización del salvado de arroz.
Dado que el salvado de arroz fresco es muy fácil de oxidar y volverse rancio, lo que a su vez afecta su valor de utilización integral, primero debe estabilizarse y pretratarse para inhibir y pasivar eficazmente la actividad de la lipasa del salvado de arroz y reducir la pérdida de nutrientes. Sus métodos de tratamiento de estabilización incluyen refrigeración, microondas, radiación, calentamiento dieléctrico, tratamiento químico, tratamiento térmico e inflado. Según informes de datos nacionales y extranjeros, el uso de inflado para inhibir y pasivar la lipasa y estabilizar el valor ácido del salvado de arroz se ha convertido en la única tecnología industrial factible y puede mantener su valor nutricional. La vida útil del salvado de arroz tratado mediante inflado puede alcanzar 1 año. Cuando se almacena a temperatura ambiente durante 2 a 3 meses, el índice de acidez (KOH) aumenta no más de 3 mg/g. Cuando se almacena a temperatura ambiente durante 1 año, el índice de acidez (KOH) es estable por debajo de 10 mg/g y la actividad enzimática residual de la lipasa es inferior al 4%. Salvado de arroz → separación de salvado → separación magnética → acondicionamiento → inflado → secado → taller de lixiviación
Con base en las propiedades físicas del salvado de arroz y la viabilidad del método de pretratamiento de estabilización mencionado anteriormente, se determinó mediante la práctica la mejor ruta de proceso.
3 Proceso de inflado de salvado de arroz y puntos clave de operación.
3.1 Flujo del proceso
3.2 Puntos clave de operación
3.2.1 Separación de salvado
El salvado de arroz producido por los molinos de arroz generales contiene entre un 1% y un 4% de salvado. Dado que el componente principal del salvado es el almidón, si la humedad del material es alta durante la lixiviación, absorberá agua, se hinchará y se pegará en condiciones cálidas continuas, lo que afectará la penetración y alimentación del solvente, y el salvado absorbe aceite, lo que conduce a un aumento en el residuo. aceite en la harina y una disminución en el rendimiento de aceite, por lo que debe eliminarse.
La criba de separación de salvado es un método de cribado comúnmente utilizado. Es un equipo de separación de salvado especialmente diseñado para las características del salvado de arroz. La producción general de una sola unidad es de 8 a 10 t/d. El principio fundamental es utilizar la diferencia en el tamaño de las partículas entre el arroz partido, el salvado de arroz y el salvado de arroz, y utilizar el movimiento relativo entre el salvado de arroz que contiene salvado de arroz y la superficie de la pantalla para separar el arroz partido y el salvado de arroz a través de dos capas de pantalla. superficies con diferentes tamaños de malla. Generalmente, la superficie superior de la pantalla utiliza 20 orificios cuadrados de malla y la superficie inferior de la pantalla utiliza 28 orificios cuadrados de malla. El tamaño de la sección transversal de la superficie de la pantalla es de 1 m de ancho y la inclinación es de 8 grados a 10 grados. Tenga en cuenta que la amplitud debe ser ligeramente mayor para que el efecto de separación sea mejor y el contenido de salvado de arroz puede ser inferior al 1%.
3.2.2 Separación magnética
Durante el procesamiento del arroz o el transporte del salvado de arroz, a menudo se mezclan algunas impurezas metálicas como clavos de hierro, tornillos y limaduras de hierro. Estas impurezas de hierro causarán un desgaste grave e incluso daños al tornillo de la extrusora en el proceso posterior, y puede bloquear los poros del orificio de descarga de la extrusora, lo que hace que la presión de la cámara de prensa aumente extremadamente, afectando así el efecto de extrusión y, en casos graves, también puede provocar accidentes de seguridad. Por lo tanto, las impurezas de hierro deben eliminarse antes de que el material entre en la extrusora. El cilindro de imán permanente sin motor es un imán permanente con alta intensidad de campo magnético y alta eficiencia de eliminación de hierro. Cuando el material ingresa por el puerto de alimentación, las impurezas de hierro se pueden adsorber automáticamente en la superficie del imán permanente, logrando así el propósito de separación. Es el equipo de eliminación de hierro preferido en el procesamiento de petróleo actual.
3.2.3 Acondicionamiento
El acondicionamiento es un proceso clave en el proceso de inflado del salvado de arroz. Aquí, el salvado de arroz se ajusta a la humedad y temperatura adecuadas para proporcionar las mejores condiciones para el inflado. Durante el acondicionamiento, se debe agregar una cantidad adecuada de agua caliente o vapor, y al mismo tiempo se debe usar calentamiento indirecto con vapor para hacer que el salvado de arroz tenga la plasticidad adecuada, de modo que se pueda establecer una presión adecuada en la cavidad de extrusión durante la extrusión. y resoplando. Cuando el salvado de arroz se rocía desde la boquilla, la estructura celular se puede destruir mejor, se libera el aceite y se crean suficientes poros finos, lo que favorece la lixiviación. En la actualidad, la mayor parte del acondicionamiento se completa medianteolla de cocción al vapor vertical multicapa con áreas de calefacción relativamente grandes. Se introduce vapor directo en la primera capa y la humedad generalmente se controla en aproximadamente el 13% después de la humectación. La temperatura aumenta capa por capa y la temperatura de descarga final se controla entre 65 y 70 grados y la humedad es aproximadamente del 12 %.
3.2.4 Extrusión
La extrusión del salvado de arroz se logra mediante lamáquina extrusora. Cuando el salvado de arroz ingresa a la cámara de la máquina, es empujado hacia adelante con la rotación del eje del tornillo, y el volumen en la cámara de la máquina se reduce y se genera presión gradualmente. Al mismo tiempo, la fricción entre el salvado de arroz y el eje del tornillo y la pared interior de la cámara de la máquina produce un efecto de autocalentamiento, que aumenta la temperatura del material. Además, el efecto de calentamiento del vapor directo hace que la temperatura en la cámara de la máquina alcance los 120 grados y la presión del vapor directo alcance los 0,8 MPa. Finalmente, se exprime a través del orificio de la boquilla. Debido a la repentina disminución de la presión, la humedad interna se vaporiza rápidamente y se escapa de varias partes del salvado de arroz, lo que resulta en innumerables pequeños agujeros en el salvado de arroz inflado, lo que favorece la lixiviación y penetración del aceite, aumentando así la tasa de lixiviación. y reducir el aceite residual en la comida. Generalmente, el contenido de humedad del material descargado por la máquina infladora se controla entre 13% y 15%. Antes de encender el extrusor cada vez, es mejor girar la polea grande con la mano para escuchar cualquier sonido anormal. Si no hay ninguna anomalía, encienda la máquina; la máquina debe precalentarse a 80 ~ 120 grados antes de alimentarla; El vapor directo no se puede apagar durante el funcionamiento para evitar que el salvado de arroz se presione en la manguera de metal y bloquee el canal de vapor. Además, la alimentación estable y continua también es un factor clave para garantizar el efecto de extrusión. Si la cantidad de alimentación es excesiva, la temperatura de extrusión disminuirá, la presión en la cámara de la máquina aumentará y se producirá fácilmente un bloqueo. Si se corta la alimentación durante mucho tiempo antes de la alimentación, se producirán atascos graves o incluso quemaduras en el motor, lo que provocará accidentes. Si la cantidad de alimentación es demasiado pequeña, no se puede formar suficiente presión en la cámara de la máquina, lo que resulta en una extrusión insuficiente.
3.2.5 Secado
El salvado de arroz que sale de la extrusora tiene demasiada humedad y la temperatura es demasiado alta. La humedad debe ajustarse entre 7% y 9% y la temperatura entre 50 y 60 grados para cumplir con los requisitos de lixiviación. El secador plano es actualmente un equipo de uso común.
4 Proceso de extracción y puntos de operación del salvado de arroz expandido.
4.1 Flujo del proceso
El proceso y el equipo para lixiviar el salvado de arroz inflado son similares a los de otros aceites. Todo el proceso también se divide en cuatro secciones principales: lixiviación de material, desolventización de harina húmeda, evaporación de aceite mixto y recuperación de solvente. Los puntos clave de cada sección se explican a continuación.
4.2 Puntos clave de operación
4.2.1 Sección de lixiviación Dado que la cadena muele fácilmente el salvado de arroz inflado durante el secado y el posterior transporte por raspador, se produce una gran cantidad de polvo, lo que reduce en gran medida la permeabilidad del disolvente y aumenta la tasa de aceite residual en la harina. Por lo tanto, al diseñar unextractor rotativo horizontal, la rejilla de material no debe ser demasiado alta y la capa de material generalmente se controla a aproximadamente 1,3 m, y el tiempo de lixiviación debe extenderse, generalmente más de 2 h. La capacidad de procesamiento diseñada es equivalente a 1,3~1,5 veces la del procesamiento de espacios en blanco de soja. Además, durante el proceso de lixiviación de la pieza en bruto, el polvo inevitablemente entrará en el cubo de aceite a través del espacio entre las placas de rejilla. Si se acumula durante mucho tiempo, provocará que la tubería de aceite mezclado en la salida de aceite se bloquee y el aceite mezclado no se pueda extraer, lo que afectará la producción normal. Para solucionar este problema, se puede instalar un tubo de retroceso en cada tolva de aceite del extractor y conectarlo a la tubería de salida de cada bomba de circulación. Durante el proceso de producción, la válvula de control del tubo de retroceso a menudo se abre para lavar el polvo en la tolva de aceite y bombearlo a la capa de material extractor a través de la bomba de circulación junto con el aceite mezclado. El efecto de autofiltración de la capa de material reduce la cantidad de polvo que ingresa a la tolva de aceite, asegurando así la producción normal.
4.2.2 Sección de Desolventización
En circunstancias normales, la harina húmeda que sale del extractor contiene entre un 25 % y un 35 % de disolvente. Debido al gran contenido de polvo en la harina húmeda de salvado de arroz, la harina húmeda contiene hasta aproximadamente un 40% de disolvente. Además, el salvado de arroz contiene impurezas como el almidón. Durante el proceso de desolventización del salvado de arroz húmedo, el almidón del salvado de arroz absorberá agua y se hinchará. Cuando se alcanza la temperatura de gelatinización, se gelatinizará y producirá adhesión, lo que no favorece la volatilización del disolvente y el agua, lo que provoca dificultades en la sección de desolventización. Teniendo en cuenta la influencia de los factores anteriores, la desolventización de la harina húmeda de salvado de arroz adopta una estructura DT-C multicapa para completar la desolventización, el secado y el enfriamiento del salvado de arroz húmedo en un solo dispositivo. Al diseñar el equipo, también es necesario aumentar la producción de losas de soja de 13 a 15 veces, y la capa de material debe ser más delgada, lo que favorece la volatilización del solvente y la solubilidad residual de la harina puede cumplir con los requisitos. . Dado que se añade vapor directo a la harina para desolventizarla, el contenido de humedad aumenta y se requiere calentamiento indirecto con vapor para ajustar la humedad a aproximadamente el 13%. Finalmente, se enfría por debajo de los 45 grados mediante aire frío y se puede enviar directamente al almacén de comidas para su envasado. Dado que la harina de salvado de arroz tiene un alto grado de polvo, el shakron utilizado para recoger los trozos rotos también debe ampliarse en consecuencia para garantizar el efecto de recogida.
4.2.3 Sección de evaporación de aceite mixto
El aceite mixto concentrado de salvado de arroz del extractor generalmente contiene entre un 3% y un 5% de impurezas sólidas (principalmente harina en polvo). Estas impurezas sólidas formarán suciedad en la pared del tubo del evaporador, reducirán el efecto de transferencia de calor y generarán fácilmente una gran cantidad de espuma durante el proceso de evaporación y extracción, provocando inundaciones. Al mismo tiempo, debido al efecto de la alta temperatura, es fácil de carbonizar, lo que oscurece el petróleo crudo y reduce la tasa de refinación. Por lo tanto, el polvo de harina del aceite mezclado debe eliminarse tanto como sea posible antes de la evaporación. En la actualidad, dos tanques verticales de mezcla de aceite suelen estar conectados en serie, y la diferencia de densidad entre la harina y el aceite mezclado se utiliza para separarlos mediante sedimentación natural bajo gravedad. El tiempo de sedimentación es generalmente superior a 40 minutos. Después de la separación por sedimentación, el aceite mezclado se bombea a un filtro continuo para una mayor separación, asegurando así que el contenido de impurezas del aceite mezclado cumpla con los requisitos. Dado que el extractor para extraer salvado de arroz es más grande que el para procesar otros aceites de la misma escala, también se debe aumentar el volumen de circulación correspondiente, lo que requiere un aumento en la cantidad de solvente fresco rociado, reduciendo así la concentración del aceite mezclado en consecuencia. . Por lo tanto, al diseñar el evaporador, también se debe aumentar su área en consecuencia. Además, es muy importante que, dado que la concentración del aceite mezclado es relativamente fina, cuando se calienta, el disolvente se evaporará, se expandirá y aumentará rápidamente. Por lo tanto, los tubos del evaporador no deben ser demasiado largos, generalmente de 4 a 5 m, de lo contrario no favorecerán el ascenso de la película y afectarán el efecto de evaporación. Durante la operación de evaporación específica, también se debe garantizar el flujo continuo y estable del aceite mezclado, y la temperatura del aceite mezclado que ingresa al evaporador debe estar cerca de la temperatura cuando hierve y comienzan a formarse burbujas (es decir, el punto de burbuja). , lo que favorece la extracción de la película, mejora el efecto de evaporación y hace que el sistema de evaporación alcance las mejores condiciones de funcionamiento.
4.2.4 Recuperación de solventes
La sección La recuperación de solventes es una parte importante del taller de lixiviación. La calidad de la recuperación de solventes no solo está directamente relacionada con el nivel de costos de producción, sino que también tiene una importancia muy importante para la producción segura del taller y la mejora del medio ambiente y el saneamiento del taller. En la actualidad, la mayoría de los talleres de lixiviación utilizan condensadores de carcasa y tubos, y los materiales de la carcasa y los tubos son principalmente aleaciones de aluminio o acero inoxidable. Cabe señalar que los condensadores de carcasa y tubos de acero al carbono no deben utilizarse en talleres de lixiviación. Principalmente porque: ① En presencia de gas solvente, la superficie de la pared de la carcasa y el tubo se corroe rápidamente; ② Después de que la pared del tubo de acero al carbono se corroe, la superficie se vuelve rugosa y se genera óxido. La harina arrastrada en el gas mezclado del desolventizador, el lodo y la arena arrastrados en el agua de enfriamiento y las capas de incrustaciones de sales de calcio y magnesio precipitadas después de calentar el agua de enfriamiento sin ablandar son fáciles de depositar, lo que afecta seriamente la transferencia de calor. efecto; ③ Los tubos de acero al carbono no son resistentes a la corrosión. Cuando la capa de incrustaciones se limpia con un agente desincrustante después de la incrustación, es fácil dañar la pared del tubo. Al procesar salvado de arroz, se agrega una gran cantidad de solvente fresco durante el proceso de lixiviación, por lo que el área de configuración total del condensador debe aumentarse entre un 10% y un 15%, y también debe aumentarse el volumen efectivo correspondiente del tanque de distribución de agua. debe aumentarse entre un 10 % y un 15 % para garantizar el efecto de condensación del disolvente y el efecto de distribución de agua del disolvente, y reducir eficazmente la pérdida del disolvente. Según el tamaño de la escala, el método de conexión del agua de refrigeración en circulación se puede seleccionar en paralelo o en serie. Generalmente, los de pequeña escala utilizan principalmente conexiones en paralelo y los de gran escala utilizan principalmente conexiones en serie. En la configuración de la bomba de circulación de agua, el caudal debe ser ligeramente mayor y la altura debe ser ligeramente mayor, para garantizar que a cada condensador se le asigne suficiente flujo de agua y que el caudal de agua también se pueda acelerar adecuadamente. lo que favorece la transferencia de calor, logrando así un buen efecto de condensación y asegurando la máxima recuperación del gas disolvente. Además, el gas libre también debe descargarse a la atmósfera tras su recuperación. Generalmente, los talleres de lixiviación a pequeña escala utilizan agua subterránea con una temperatura relativamente baja para la absorción directa, mientras que los talleres de lixiviación a gran escala utilizan aceite de parafina de calidad comestible para la absorción.
5 Conclusión
Este proceso de expansión y extracción diseñado en base al análisis de las características del salvado de arroz produce aceite crudo de salvado de arroz calificado, y todos los indicadores económicos y técnicos cumplen con los requisitos, creando considerables beneficios económicos y sociales para la empresa y brindando garantía técnica para que las empresas procesadoras de aceite desarrollar y utilizar recursos de salvado de arroz.
