贝雷：油脂化学与工艺学

# 油脂加工工艺介绍（4）：溶剂浸出
离开预处理工序后，料坯（或膨化料粒）被送到浸出工序。因为此工序使用易燃溶剂（归类为危险的易燃环境），此工序必须与其它设备隔离，进入可控区域要受限制。有关溶剂浸出典型的单元包括浸出、蒸馏及回收溶剂。
浸出器是逆流流动的装置，其内固体物料与油和溶剂组成的浓度渐增的混合油按相反方向移动，被浸物料刚进入此装置，它就与几乎浓的混合油接触，首次进行萃取洗涤，含有25%~30%油的混合油离开浸出器，蒸馏和回收溶剂。浸出物料经不同洗涤阶段，最终与新鲜溶剂接触，经短时间沥干后被称为白坯（white flake)(湿粕）从浸出器出来送往脱溶工序。
现今出现了几种类型的浸出器，最明显的差别之一是深床还是浅床方法。平转式或深床浸出器操作大致是半连续式的，带有许多单独的浸出格，装料坯深度2~3m十分常见。格内最初装满料坯，它有一个可排液的筛底托住，以让混合油流过，但却能滞留固体物料，筛底既可转动也可固定，这取决于不同构形的浸出器。同样，格和喷洗用的导管既可转动也可固定。平转式浸出器常低速转动，当前一格刚装满时一个空格就出现在加料机旁。操作者可调整浸出器转速以保持各格尽可能装满。在浸出器内总滞留时间一般为30~45min。在最后沥干后，筛底既可落下，或在固定栅底中放置一个开孔以让固体卸料。当浸出后的物料落下后，筛底关闭，又一周期重新开始。在输往脱溶装置之前浸出后的料保持在卸料斗内，用这方式可提供一个连续的物料流给下游设备，同时由于料斗中塞满物料有利于防止蒸脱机（DT)喷射蒸汽进入浸出器之可能。
浅床浸出器床深度一般小于1m,也配置类似的排液筛，形式是有缝隙的栅条。含油物料连续输送通过浸出器内的区域，在此处进行混合油的逆流洗涤。到浸出器的卸料端，白坯（湿粕）下落入料斗并被送往脱溶系统。近几年来，浅床浸出器得到广泛流行，因为易自动控制，特别适合现代逻辑程序控制操作（PLC操作）。
浸出过程中温度的控制极为重要，高温增加了浸出率，操作者一般都想保持尽可能高的温度，只要不使溶剂急剧蒸发和浸出器内不产生超标压力。但在这种升高温度状态下，磷脂酶的活力将影响到油的质量，部分的造成非水合磷脂增多。加工田地里受损的油籽时，必须减低浸出温度，虽多少损失了残油，但结果可产生一种易于加工没有过度炼耗的油。如前所述，浸出前钝化酶的活性的几种方法已得到发展。
尽管已烷是使用至今最有效的溶剂而广为采用，但必须关注其可燃性、易爆性和对环境的影响。研究集中到寻找不同的替代溶剂，希望找到一种性能可接受而同时更为安全的溶剂。引人注目的替代溶剂有异丙醇、超临界二氧化碳及其它液体。然而无一比正己烷更为经济，只要用最有效的控制技术加强密封以限制易逃逸的己烷散发。
浸出后白坯（湿粕）含25%~35%的残余溶剂，由浸出器送到DT,在常规系统中用水蒸气逆流闪蒸出固体粕中挥发性溶剂。蒸汽相流经蒸馏系统时冷凝和收集。脱溶后的粕的尿素酶活力高（按pH上升测出），这对用作某些动物饲料是有害的。在加热，具水分及滞留时间的条件下，这种酶失活，这些变量提供了控制DT操作的基础。经脱溶段后固相物料经过一系列有蒸汽夹套加热的塔盘，塔盘提供了烘烤的必需环境。
在溶剂浸出工段DT是最大的耗能机之一，脱溶过程造成大量的溶剂分离和回收。多数DT中喷射水蒸气直接与粕接触，冷凝水无法回收，因此对这种装置操作的有效性和经济性已引起高度注意。
开展新工艺力求把喷射水蒸气的数量降至最小，应使蒸汽与粕有更多的逆流接触。一种极流行的概念叫 Schumacher DT,它提供了蒸汽与固体料流的真实的逆流接触。与其说在DT顶部区域实现彻底脱溶，毋宁说此逆流设计让蒸汽与遍及装置的整体物料实现了最有效的接触。近来改进的逆流DT包括增加DT入口前预脱溶的蒸汽加热表面作为一种花费不多的方法以改进干热喷射水蒸气的比例。
经常规DT机后，粕可能含有18%以上的水分，温度100℃或更高些。根据贸易法和实际搬运状况，不允许粕处于此状态。在储存和卸料前必须把粕干燥和冷却。传统的干燥法采用缓慢转动的带蒸汽管的窑式干燥器或靠强力通风以减少水分至适合储存的其它装置。干燥后粕仍含过量的热，靠另一回转窑除去，其中通过间接接触冷却水冷却或暴露在大量空气中冷却。这种设备不仅能耗及维修较高，还带来许多环境问题，因为即使高效的旋风除尘器还有微粒散发。可以在气流中装入湿式捕集器以收集大部分易逃逸的散发物，但在捕集器的废水中产生高的生物耗氧量（BOD值），必须用环保许可的方式再行处理。也常将此废水引入车间粕中或磨成粉的饲料流中以作卸货前水分的调整。

用逆流DT相同的观念，一体化的干燥冷却器（DC)减低了能耗，它在单独的直立的层叠式装置中联合运行。烤过的热粕进入干燥段，热空气逆流经过粕床，除去过量的水分。然后粕经过冷却段，靠逆流的新鲜空气降低温度。DT和DC的运行还能进一步在一个容器（DTDC)中一体化，不仅能减少空间和最初投资，而且也能降低能耗和操作费用。在应用任何DT时，显然要注意防止粕烘烤过度。
以致有损蛋白质在水中溶解度的问题。蛋白质水中溶解度通常用蛋白质分散指数PDI来表示，对某些食用粉及那些要求高PDI的用途，DTDC法可用闪蒸脱溶系统来替代。这些系统典型地采用过热的溶剂蒸汽来蒸发存在于新浸出后的白坯（湿粕）中的挥发物，同时使脱溶原料保持高的PDI值。
冷却后粕经筛选以分离出比规定尺寸更大的颗粒，筛既可用多层倾斜的往复式振动筛，也可用一连续刷擦的圆筒筛，大的颗粒（或球）用锤式磨磨碎，在返回混合到粕流前再筛选一次。此处增加磨碎的饲料，即壳与其它加工早期脱除的物料混合物，或者也可增加流动性的试剂（如碳酸钙），然后再进行储存。粕的储存可堆放在混凝土或钢制容器及筒仓中，当储存期较长时也可采用浅平的储存容器。
重要的是储存的粕水分要低，冷却要好。通常在筒仓内只能储存2~3天，若偶尔使粕转移或“翻动”则容许储存更长些时间。当粕装载到顾客的运输工具上时，常添加水以调整水分。粕经干燥器后也可直接经过造粒机以满足某些需要。这不仅增加物料的容积密度，减少船运费用而且免去了磨碎及筛分操作。造粒机后一般安置带式干燥器，冷却产品以供储存和船运。
混合油离开浸出器后，经过一系列蒸馏设备以分离油并回收溶剂。此过程常包括一组升膜式蒸发器和混合油走管内而蒸汽走壳程的蒸馏器。第一效蒸发器采用由DT放出的水蒸气和溶剂蒸汽加热，使混合油浓度由约28%上升到80%或更高。释放出的蒸汽冷凝后送到水－溶剂的分离器中，分出溶剂再引入浸出器。混合油进第二蒸发器，可采用常压或真空条件操作，在此处混合油浓度增加到95%~98%，最后浓混合油进汽提塔或蒸馏塔，操作可在6650Pa(或更小的）绝对压力下进行，以除尽大部分残留挥发物。此阶段离开浸出车间的油含水分及挥发物（M+V)小于0.15%，或者再进第二个油干燥器也称“超汽提塔”，可获得含水和挥发物很低的油。油冷却后送去储存。油中最终水分含量降低到最小极为重要，因为磷脂对残留水分有很大亲和力，有水分存在的毛油中它会成胶质而析出。有生产商曾设想在离开此加工设备的油中加水和较长期限的储存，基本上类似间歇式脱胶的方法，把顶部液相倾析出来作为脱胶油。长时间实践后此计划失败了。因为重相胶质很难从输送容器和储存罐中除去。长时间的沉析也遭油商船运的拒绝，残留毛油中的水分也会在某种储存条件下使游离脂肪酸增多，相应地增加中性油的损失。
近几年来某些油，特别是棉籽油的混合油精炼法大为流行。此法把碱液加入第一和第二蒸发器之间的半混合油中，把混合物离心分离，精炼后轻相混合油继续进行蒸馏，重相皂脚混回到进DT的粕的料流中。虽然设置高速离心设备有害于环境，涉及其合法性，但却有大量利益值得考虑。特别对棉籽，其主要优点是在油接触到高温蒸馏设备而“固色”前除去了生色体。不仅油具有极好的质量，而且其炼耗比常规方法大大降低。另外可免除水洗系统，皂脚处理也方便了。虽然混合油精炼一般须用浓度为含油约60%的半混合油，经过离心机时产生较高的液压负荷，但两相间的相对密度差很大，允许通过离心机时有很高的生产量。另外实行的混合油加工包括混合油脱色和分提。