En la producción de aceite de soja, aproximadamente el 80% de los productores de aceite de soja en China utilizan la extracción por solventes, mientras que esta cifra alcanza el 90% en los países desarrollados de Europa y América. La extracción por solventes de soja es el método principal para la producción de aceite de soja debido a su alto rendimiento de aceite (16%-17%, superior al rendimiento del 12%-13% del prensado) y su bajo costo.
Figura 1 Molino de hojuelas
El proceso de extracción por solventes de la soja implica primero triturar la soja en trozos pequeños y luego utilizarla.molino de hojuelas(Figura 1)presionándolos en hojuelas o inflándolos. Luego, las escamas se ponen en contacto con un disolvente orgánico (normalmente n-hexano) en unextractor de solventes. El aceite se extrae utilizando la solubilidad mutua del aceite y el disolvente orgánico. Luego, el disolvente se elimina mediante calentamiento y extracción para obtener aceite de soja. En la producción de aceite de soja y sus subproductos, la extracción con solventes es el paso más crucial. La calidad de la extracción afecta directamente a la calidad general del proceso y al éxito de la producción. Por lo tanto, es esencial controlar los factores clave que influyen en la eficiencia de la extracción por solventes de la soja.
Los factores que afectan la eficiencia de extracción del aceite de soja incluyen el proceso de pretratamiento (contenido de humedad de las semillas oleaginosas de soja, laminado, inflado) y el proceso de extracción (tiempo de extracción, temperatura de extracción, relación material-a-líquido y altura del material).
Figura 2 Extractor de solvente
1 Factores que afectan el proceso de pretratamiento.
1.1 Contenido de humedad de las semillas oleaginosas de soja
El contenido de humedad de los embriones de soja antes de la lixiviación tiene una gran influencia en el proceso de lixiviación y, en última instancia, afectará el efecto de la lixiviación. Cuando el contenido de humedad de las semillas oleaginosas es bajo, afectará la humectación de los embriones por el solvente, ralentizará la difusión del aceite desde el interior de los embriones a la capa de interfaz, hará que los embriones se aglutinen, destruirá la continuidad de los canales entre los embriones y dificultará la penetración del solvente. Cuando el contenido de humedad es demasiado alto, los fosfolípidos, almidón, proteínas y otras sustancias en los embriones de soja se hincharán y se pegarán después de absorber agua, envolviendo las gotas de aceite, lo que hará que la mayor parte del aceite permanezca en los embriones, aumentando la carga del proceso de desolventización posterior, lo que lleva a duplicar el consumo de energía y el tiempo de trabajo. Al mismo tiempo, el alto contenido de humedad de los embriones es propenso a formar "puentes" durante la descarga. La humedad adecuada puede mejorar la plasticidad de los embriones y reducir el polvo. Según el resumen experimental y la experiencia de producción real, el contenido de humedad de los embriones de soja debe controlarse entre el 7% y el 9%.
1.2 Grosor del embrión de soja
En el pretratamiento de la soja, el proceso de laminación es un proceso crucial. El proceso de laminación se refiere al proceso de utilizar acción mecánica para presionar las semillas de soja oleaginosas desde los gránulos hasta convertirlas en hojuelas. Después del proceso de enrollado, el embrión de soja se convierte en una lámina embrionaria. Si la lámina del embrión es demasiado delgada, habrá demasiado polvo en el embrión y la penetración del solvente será deficiente durante el proceso de lixiviación, lo que no favorece la lixiviación del petróleo. Si la lámina embrionaria es demasiado gruesa, la estructura celular de la soja no se dañará lo suficiente y el proceso de extracción de aceite será largo, lo que no favorece la lixiviación, lo que reduce el rendimiento de aceite y también aumenta la dificultad de desolventización y ajuste de humedad en el proceso posterior, lo que afecta el efecto de lixiviación. Antes del pretratamiento de la soja, es necesario enrollarlo. Una vez que el espesor del embrión en el proceso de pretratamiento alcanza el estándar, puede pasar al siguiente paso del proceso de lixiviación del aceite de soja. derivó el efecto del espesor del embrión sobre la tasa de aceite residual en embriones de soja en el proceso de lixiviación basándose en experimentos y experiencia de producción real. El espesor del embrión debe controlarse entre 0,25 y 0,35 mm.
1.3 Expansión
El proceso de expansión se refiere al proceso en el que los embriones de soja se someten a una intensa mezcla, calentamiento, extrusión, gelatinización y gelatinización dentro de un espacio confinado de la cámara de una máquina bajo alta temperatura y vapor a alta presión, lo que resulta en cambios en la estructura de su tejido. Durante este proceso, la densidad aparente de las partículas expandidas aumenta, la estructura celular de los embriones se destruye por completo, lo que resulta en más porosidad interna y más aceite libre en la superficie. El tamaño de las partículas y la resistencia mecánica también aumentan, mejorando significativamente la permeabilidad del solvente a la capa de material durante la lixiviación, aumentando la tasa de lixiviación y acortando el tiempo de lixiviación. Por lo tanto, la producción de la unidad de lixiviación se puede incrementar en más del 20%. Por tanto, el proceso de expansión es crucial. Si el proceso de expansión no se realiza adecuadamente debido a condiciones de expansión inadecuadas, afectará el estado de los embriones que ingresan a la unidad de lixiviación, afectando así el efecto de lixiviación final de la soja. Por el contrario, si el proceso de expansión se desarrolla sin problemas, el efecto de lixiviación se puede mejorar considerablemente.
2. Factores que afectan el proceso de lixiviación
2.1 Tiempo de lixiviación
El tiempo de lixiviación es el tiempo requerido desde la lixiviación inicial del germen de soja hasta la extracción final de la harina. Por lo tanto, el tiempo de lixiviación es uno de los factores importantes que afectan el efecto de lixiviación de la soja. Si el tiempo de lixiviación es demasiado corto, el tiempo de contacto entre el germen de soja y el disolvente orgánico (n-hexano) será demasiado corto, y el tiempo de extracción también será demasiado corto, lo que dará como resultado una tasa de extracción de aceite baja que no cumple con los requisitos reales de seguridad de producción. Si el tiempo de lixiviación es demasiado largo, aunque puede garantizar el tiempo de contacto entre el germen de soja y el extractante y el tiempo de extracción, mejorando así la tasa de extracción de aceite, el tiempo excesivo afectará el costo del tiempo real y la eficiencia de producción. Además, los estudios han encontrado que el contenido de aceite del germen de soja tiende a estabilizarse a medida que aumenta el tiempo de lixiviación. No existe un requisito fijo uniforme para el tiempo de lixiviación basado en los estándares del producto y las condiciones reales de las diferentes áreas de producción. Generalmente, se determina según los estándares del producto y las condiciones de producción reales. En términos del efecto real de lixiviación de la soja, es adecuado un tiempo de lixiviación de 60 a 90 minutos.
2.2 Temperatura de lixiviación
La temperatura de lixiviación se refiere a la temperatura a la que se lixivia la soja. La temperatura de lixiviación es un indicador importante del proceso de lixiviación y uno de los factores importantes que afectan el efecto de lixiviación de la soja. Si la temperatura de lixiviación es baja, la energía del proceso de lixiviación será baja, las moléculas de aceite carecerán de actividad, lo que reducirá la tasa de extracción de aceite y, en última instancia, conducirá a un efecto de lixiviación deficiente de la soja; cuanto mayor sea la temperatura de lixiviación, mejor será reducir la viscosidad del aceite, aumentar la velocidad de difusión molecular y difusión por convección y aumentar la tasa de extracción de aceite [4], mejorando así el efecto de lixiviación de la soja. Sin embargo, en la operación real, cuanto más cerca esté la temperatura del proceso de lixiviación al punto de ebullición del solvente (n-hexano), más fuerte será la volatilización de la fracción de solvente. Por razones de volatilización de la fracción de solvente y consideraciones de seguridad, la temperatura del proceso de lixiviación debe ser ligeramente inferior al punto de ebullición inicial de la composición de la fracción de solvente fresca y controlada a 50-60 grados.
2.3 Relación material-a-líquido
La relación material-a-líquido es la relación en peso entre el embrión lixiviado y el disolvente utilizado por unidad de tiempo, que es otro factor que afecta la concentración de aceite mezclado [5]. Una cantidad insuficiente de disolvente provocará una lixiviación y desengrase incompletos, lo que provocará un alto nivel de aceite residual en la harina de soja, lo que afectará la tasa de extracción de aceite y provocará que los indicadores relacionados del producto no cumplan con los estándares. Si bien un mayor volumen de disolvente es beneficioso para la lixiviación de la harina de soja y garantiza un buen efecto de lixiviación, una alta proporción de disolvente en el aceite mezclado aumentará la carga de trabajo de los procesos posteriores y aumentará el consumo de energía. Cuanto mayor sea la cantidad de disolvente suministrada por unidad de tiempo, más pronunciada será la diferencia de concentración en el aceite mezclado. Cuando el disolvente aumenta hasta un cierto límite, la secuencia de remojo y drenaje se vuelve confusa, los compartimentos del material se pegan, no se puede garantizar el gradiente de concentración entre los compartimentos de aceite y la concentración final de aceite mezclado disminuye gradualmente. Por lo tanto, la proporción de material-a-líquido no debe ser demasiado baja ni demasiado alta; la proporción debe ser moderada. Según la literatura relevante y la experiencia de producción real, la proporción óptima de material-a-líquido se controla entre 1:0,8 y 1,4 (W:W).
2.4 Altura de la materia prima
En condiciones de producción igual, una mayor altura de la materia prima en la tolva extractora permite un tiempo de extracción más prolongado, lo que es beneficioso para reducir el aceite residual en la harina de soja y aumentar el rendimiento de aceite. Sin embargo, una tolva más alta no siempre es mejor. Si la tolva es demasiado alta, la materia prima en el fondo será sometida a una fuerza excesiva y se romperá, aumentando el polvo. Además, si la tolva está demasiado llena, la materia prima puede ser eliminada por el solvente o el aceite mezclado de los tubos de aspersión, desbordándose desde ambos lados de la tolva hacia la tolva de recolección de aceite. Una operación incorrecta puede obstruir la bomba de aceite y las tuberías de aspersión. La altura de la materia prima debe seleccionarse en función de las necesidades de producción y de la elección del extractor. El requisito de altura específico debe calcularse en función de las condiciones y requisitos reales del fabricante.
3 Conclusión
Según el análisis anterior, los factores que afectan el efecto de extracción de la soja incluyen el contenido de humedad de las semillas oleaginosas de soja, el laminado, el inflado, el tiempo de extracción, la temperatura de extracción, la relación material-a-líquido y la altura de la materia prima. Cada factor tiene un impacto significativo en el efecto de lixiviación. Al considerar estos factores, es necesario seguir la teoría y al mismo tiempo ajustarse a la situación real. En la aplicación industrial de la tecnología de lixiviación de soja, es esencial combinar la teoría con la práctica y controlar todos los factores que puedan afectar el efecto de lixiviación para poder aplicar el proceso de lixiviación de manera efectiva y garantizar que el efecto de lixiviación esté garantizado.
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