低温大豆粕项目降低溶剂消耗的系统性思考及实践

国内低温大豆粕生产技术的引进较高温大豆粕晚，但随着近几年的飞速发展，低 温大豆粕技术的消化吸收速度较快，源自日本的 AB 筒闪蒸脱溶工艺技术得到大 规模推广。 产品质量已达到较高的水平，目前存在的问题主要是运行成本较国外 高， 而溶剂消耗是运行成本居高不下的主要因素，需要通过提高管理和技术改造 水平得到降低。 本文从项目工艺设计与技术装备路线论证选择开始，结合生产工 艺技术运作经验对溶剂消耗进行系统总结和探讨，供同行参考。 1 工艺设计与技术装备路线选择阶段的降溶思考 1.1 冷凝器 1.1.1 确定总冷凝面积配备 众所周知，决定溶剂消耗的一个重要因素是溶剂气体的冷凝效果，而总冷 凝面积及冷凝器的配备直接决定着冷凝效果的好坏。根据多年的经验，低温大豆 粕生产工艺所配备的冷凝器面积较大豆高温粕大得多， 我们设计的处理量与冷凝 面积之比为 1：15 以上。也就是说，日处理 300 吨大豆的低温大豆粕加工项目的 冷凝器总面积一般在 4500 ㎡以上。 1.1.2 确定各溶剂蒸发系统的冷凝面积及冷凝器配备 在确定好总冷凝面积比为 1：15 的基础上，对各溶剂蒸发系统的冷凝面积 比的确定是问题的关键。我们的分配方案如下：A 筒最高，B 筒次之，第一混合 油蒸发器第三，最后依次是第二混合油蒸发器、汽提塔、浸出器等；其详细配备 见笔者其它文章详述。 经过实践证明，效果比较明显，我们的溶耗一般在 7 ㎏/吨大豆左右，在同 行业中处于较高的水平。 如果进一步调整整个的浸出系统达到较好的平衡后，溶 耗还会进一步降低。 1.2 浸出器 一般情况下， 处理量在 300 吨/日以下规模的低温大豆粕加工厂依然选用平 转浸出器。平转浸出器具有结构简单、运转平稳、动力消耗低、混合油浓度高、 浸出效果好以及维修简单、 维护费用低等优点，得到了包括高温大豆粕在内的多 数企业广泛应用。 随着低温大豆粕应用厂家对质量要求的不断提高，以及企业出于提高经济 效益的考虑， 粕中残油尽可能的低。设备制造商一般承诺的粕中干基残油指标为 ≯1%，离市场对低温大豆粕的质量要求和企业自身的要求甚远。据我所知，目前 大多数低温大豆粕加工厂的粕中干基残油指标为 0.5-0.8%，而我们经过对平转 浸出器实施技术改造后，指标能达到 0.3-0.4%。在同行业中应属最高水准。在 实施降低粕中干基残油指标的同时，实现了大幅降低湿粕含溶率的目标，为降低 单位溶剂消耗创造了基础条件。 1.3 湿粕蒸脱设备

湿粕蒸脱系统是高低温大豆粕生产技术的关键区分标志，最大程度的决定 着产品质量和运行成本。 所以， 湿粕蒸脱设备选型是低温大豆粕加工项目工艺技 术装备的重点。我在参与 300 吨/日低温粕项目改造时就吃尽了这方面的苦头， 当时企业在缺乏基本科学论证和内部沟通的情况下就与国内一家非专业油脂设 备制造商签订了采购合同， 导致开机后湿粕蒸脱设备故障和事故频发，不得不频 频停产改造，不但损失巨大，使当时的图便宜演变成了实实在在的高价格。至今 湿粕蒸脱系统的运行不理想。 1.3.1AB 筒的选型是关键 （1）AB 筒的规格 实践证明，规模为 300 吨/日的低温大豆粕项目 AB 筒的规格最好选定￠ 2000×10000，效果较好。有的企业 AB 筒选型过小，不能满足生产工艺要求，只 能再加个 C 筒。 （2）螺旋刮板与筒壁的间隙 湿粕经封闭下料阀进入 AB 筒后， 要靠螺旋刮板的翻动达到与高温溶剂气体 的充分接触以使湿粕中的液态溶剂迅速挥发，并向前运动。可见螺旋刮板的重要 性。在此，有两个技术关键点需要低温大豆粕加工厂与设备制造商进行论证、探 讨，一是螺旋刮板的螺距大小，二是螺旋刮板所配的磷青铜、碳钢材质的刮板与 锅壁的间隙。这两个问题直接决定着湿粕脱溶效果、干粕残溶，也影响着低温粕 的破碎度以及色泽。关键是前者，螺距一旦确定是不可调整的，后者可以根据经 验自由调整。 根据经验，规模为 300 吨/日的低温大豆粕项目 AB 筒螺旋刮板的螺距以正 常螺距范围为宜，磷青铜、碳钢材质的刮板与锅壁的间隙分别以 3-5 ㎜、30-50 ㎜较为恰当。 （3）AB 筒的传动应配备变频装置，使转速可调。 由于 AB 筒内螺旋刮板的转速直接决定着产量、脱溶效果、低温粕的破碎度 及色泽，所以，AB 筒的转速确定是非常重要的。一般情况下，AB 筒的传动应配 备变频装置，使转速可调，试生产阶段，可根据产量的大小进行调整，当产量达 标后就应该确定一个效果最佳的标准转速，无特殊原因，不可随意调整。 实践证明， 规模为 300 吨/日的低温大豆粕项目 AB 筒的转速可确定如下：A 筒 7-8 转/分钟，B 筒 6-7 转/分钟较为适宜。 1.3.2 旋风除尘器的除尘效果直接决定着冷凝效果和溶耗 溶剂气体由风机吸出经旋风除尘器分离除尘后，"净气"一部分进入加热器 加温后用于循环脱溶，另一部分经沉降箱进一步除尘后进入冷凝系统。"净气" 是否净关键在于旋风除尘器的除尘效果，也就是在于旋风除尘器的适配性。 如果旋风除尘器的除尘效果良好，粉尘则沉降下来后回到 A 筒、B 筒，成 为产品的一部分。否则，经旋风除尘器分离除尘后的"净气"不净，一部分堵塞溶

剂加热器， 开机 3 天后溶剂温度就很难达到工艺要求，这也是粕中残溶高的原因 之一。另外，由于进入冷凝系统前的沉降箱沉降作用的局限性，大部分粕粉进入 气提塔、水洗器，其危害极大。最主要的危害就是部分溶剂随尘而去，致使溶耗 大大增加， 也是溶耗过高企业的主要因素之一，从而造成水洗器排放的废水泡沫 过多，易造成环境污染。同时，进入冷凝系统的粕粉粘黏在冷凝器壁上，降低传 热效率，增加后续冷凝设备的压力，大大影响冷凝系统整体的运行效果，致使溶 耗大大增加。 1.3.3 加热器、正己烷风机、汽提塔以及水洗器的配套 根据目前的情况来看， 溶剂加热器、汽提塔以及水洗器的配套没有太大的 问题，关键是正己烷风机的配置过大，属于严重的大马拉小车现象。新建或改扩 建项目在项目论证阶段可与特种风机制造商以及成套设备提供商进行深度沟通 探讨， 设计适合于项目规模略有余量的正己烷风机，以免固定资产投资浪费和运 行成本加大。 1.4 尾气回收系统 尾气回收系统设备选择和配置较为重要，一是固定资产问题，二是运行成 本及效果。经过我们多年的实践证明，冷冻回收方式要优于石蜡回收，不但固定 资产投资大大降低，前者仅为后者的 1/10，其运行成本同样具有优势，且操作 简单，维护费用低。 根据实践经验，规模为 300 吨/日低温大豆粕项目配置两台尾气处理量为 16 立方米/小时的冷冻机组效果就比较好，固定资产投资仅为 10 万元。 1.5 整个浸出系统的平衡 保持整个浸出系统的平衡是降低溶耗的重要环节， 使整个系统均在微负压 下运行，在项目论证阶段的工作很关键，主要做好以下几个方面的工作：总冷凝 面积以及各溶剂蒸发系统的冷凝面积及冷凝器配备； 正己烷旋风除尘器、 加热器、 正己烷风机、汽提塔以及水洗器的配套；尾气风机的配置等。 我建议选择专业油脂设备制造商的低温脱溶设备较为可靠， 即使低温脱溶 设备制造技术的引进吸收不甚成熟，选择专业厂家总比非专业厂家要可靠的多。 根据目前国内的情况来说，吉林松花湖、济宁黄淮等企业的经验较丰富。最值得 企业重视的是一定要有自己经验丰富的专业技术人员共同参与论证， 与制造商一 道在项目论证阶段尽可能规避一些风险。 2 生产过程中降低溶耗的措施 2.1 现状分析 从生产成本的宏观角度讲，溶剂消耗是大项。从目前的情况来看，国内低 温大豆粕生产企业的溶耗偏高， 有的企业溶耗高达 12 ㎏/吨大豆，一般在 10 ㎏/ 吨大豆左右。降低溶耗已成为企业的重点任务，并且降低的空间极大。 从生产实践存在的弊端分析，目前溶剂消耗的主要方面： 2.1.1 尾气排放

由于低温脱溶系统失衡，使带有大量粕粉的溶剂气体进入冷凝系统，导致 与低温脱溶系统配套的冷凝器传热效率降低，给后续冷凝器加大了压力，致使尾 气量大大提高，尾气回收系统不能消化，最终尾气被迫排空。 2.1.2 粕中残溶 根据干粕残溶超标（闪爆试验不合格）这一现状来看，粕中残溶是溶耗过 大的主要因素， 这同样源于低温脱溶系统的失衡，如何解决低温脱溶系统的平衡 是已成为新建、改扩建以及正在运行中的低温粕生产企业的一大难题。 2.1.3 随分水箱的废水排放 分水箱的正常废水排放带走的溶剂量很小，溶剂非正常带走的问题出在两 方面，一是由于低温脱溶系统的失衡，导致带有大量溶剂的凝絮物进入分水箱， 因其紧密结合的结构难以在分水箱中破坏，所以被迫排出。二是操作失误造成的 溶剂非正常带走。 2.1.4 混合油蒸发系统带走的溶剂 由于混合油蒸发系统不能严格按工艺规程要求进行操作，直接导致毛油残 溶超标， 随毛油带走部分溶剂。 另外， 汽提塔碟盘需要定期清洗以提高传热效率， 降低毛油残溶。 2.1.5 跑冒滴漏 降低因跑冒滴漏造成的溶剂消耗也是企业的一项系统工程，但由于油脂业 属于传统行业，企业管理水平普遍较差，对跑冒滴漏也见怪不怪了，提高企业系 统能力， 对油脂业将是未来的挑战。 解决跑冒滴漏问题， 需要企业做好以下工作： 保持整个浸出系统的平衡， 使其均在微负压下运行；提高干部的管理能力和员工 的操作技能，从管理上避免非正常停产造成的跑冒滴漏相当关键。 2.2 生产过程中应采取的措施 2.2.1 实施设备全面预防性管理（TPM）模式，降低设备故障率。 从实践来看，大量的溶剂跑冒滴漏主要源于设备故障造成的非正常停机， 非正常扒料以及非正常打开系统，使溶剂大量挥发，不但造成损失，爆炸的危险 性同时几何倍数的加大。所以，提高设备管理水平已成当务之急。 设备的全面预防性管理（TPM）模式是设备管理理念的最高标准，它的优点 在于自上而下、自下而上相结合的全员参与性，预防思想以及"零损耗"的追求。 实施设备全面预防性管理（TPM）模式，将彻底转变"买了就用，坏了就修，修了 就用"的传统被动管理思想，大大降低设备故障率。 2.2.2 持续实施员工能力提升的培训计划 （1）现场培训 油脂业一线员工的文化水平和专业知识有限，所以，面对设备和运行中的 物料进行现场培训，主要培训设备结构及其作用、如何操作、遵守工艺操作规程 能够生产出什么样的过程产品和最终产品等等， 笔者在长期实践中尝到了现场培 训带来的即时受益的甜头。 （2）课堂培训 现场培训的长期效果最终还要靠理论知识的支持，因此生产技术管理人员 应该善于分析、 总结生产中的经验，然后结合理论知识开发出理论与实践紧密结 合的培训教程，以课堂讲授的方式提升干部员工的理论素养。 如此，通过长期的现场、课堂相结合的培训组合，各级干部员工的理论素 质不断得到提升，操作技能大大提高。 2.2.3 提高生产管理流程的执行力度，搞好各环节的衔接与配合，降低因

此而导致的非正常停机事故。 2.2.4 降低跑冒滴漏的机会和频率 跑冒滴漏属于员工操作技能和管理能力范畴。所以，以下途径是解决的正 途： （1）先"救火" 解决"跑冒滴漏"是途径之一，也是日常管理的重点。特别是故障率高引起 的大量被动跑冒滴漏。 （2）后"防火" ①教训总结，员工培训 对于日常管理过程中"跑冒滴漏"的"救火"经验要总结、升华，形成教材， 并对员工进行培训，达到两个效果：一是能避免的"跑冒滴漏"不能二次发生；二 是不可避免的"跑冒滴漏"发生后要安全、迅速的解决。 ②提高企业管理能力 通过培训、学习等各种途径，提升企业的总体管理能力，最大限度降低因 故障率引起的大量被动跑冒滴漏。 此处也不是本文论述的重点。 2.2.5 降低随废水排放的溶剂消耗 （1）减少废水排放量 ①通过湿粕刮板沥干装置的技术改造的实施，降低溶剂蒸发量，从根源上 降低分水压力和废水的排放量。 ②规范操作、强化工艺纪律，使浸出系统保持运行平稳，分水箱中不出现 絮凝状溶剂、水的混合物，如果出现絮凝物，必须蒸煮后排放。保证分水效果。 （2）废水中溶剂的回收 建议分水箱后加设废水蒸煮罐，一是回收废水中溶剂，二是增加安全性， 防止溶剂非正常排入露天水封池，造成安全隐患。当然，也有其副作用--增加冷 凝负担和分水负担。 3 通过技术改造和技术升级从根本上降低溶耗
3.1 从技改角度探讨降低溶耗的途径 
3.1.1 改善尾气排放效果 尾气在 24 小时不间断地排放，所以，这是最大的一项消耗。因为只有整 个浸出系统稳定、平衡，各个冷凝器能够按照最初设计的冷凝面积分配运行，才 会达到尾气排放的最佳化， 但同时也是理想化的。增加冷凝面积只是最简单的外 延扩大法，因为冷凝面积比也是有一定限度的，再说需要加大固定资产投资。那 么，什么途径才是降低溶耗的正途呢？ 我认为降低溶剂的蒸发量， 即减少进入溶剂冷凝系统的溶剂气量才是治本 之路。 经初步粗略核算，若能将湿粕在进入 A 筒之前降低 5%的湿粕含溶，就相 当于 1/15 的湿粕残溶（近 3 吨/日）不用进入湿粕蒸脱；相当于湿粕脱溶配套的 冷凝系统新增 1/15 的能力，甚至整个冷凝系统的能力都会发生质的变化；相当 于节省了湿粕蒸脱系统 1/15 的蒸汽消耗；干粕残溶或闪爆试验自然会合格…… 可以这样说， 降低进 A 筒前的湿粕残溶量的思维方式和思路，不用新增任 何动力和电煤耗用，并且有百利而无一害，不会有任何副作用。
也就是说， 在溶剂比一定和目前设备的实际情况下，降低进 A 筒前的湿粕 残溶量是最经济、科学的办法。此法能达到"一箭多雕"的效果： ①降低 AB 筒的负担，同时大大降低蒸汽消耗（煤耗）； ②大大减轻冷凝系统的负担，降低尾气量和尾气含溶，从而改善尾气排放 效果，从根本上降低溶剂消耗； ③降低粕中残溶量， 并使闪爆试验达到合格，从而也将从根本上降低溶剂 消耗； ④降低分水箱的分水压力，降低废水排放量，也是从根本上降低溶剂消耗 途径。 这是本文探讨的重点。 
 3.1.2 降低粕中残溶 粕中残溶同样是 24 小时不间断地发生，只要闪爆试验不合格，溶剂就会 不停的消耗。 我们的闪爆试验不合格， 粕中残溶超标的主要原因可能有以下方面： ①浸出器的结构和工作原理的限制 由于浸出器结构和工作原理（集喷淋、浸泡和沥干兼有的混合式浸出器） 的决定，同时，受原料（料胚）和溶剂性质差异的影响，浸出后的湿粕会存在湿 粕残溶量大的弊端， 甚至产生不稳定的现象。如由渗透效果不佳导致的湿粕残溶 高等现象有时是较难人为控制的。 即使浸出器运行正常，湿粕中的溶剂含量也很大（一般为 35-40%）。 ②AB 筒的结构性缺陷 由于 AB 筒引进技术消化能力不足，加之加工粗糙，不可避免会存在结构 性的缺陷，靠改造 AB 筒的结构来达到闪爆试验合格和粕中残溶达标的风险性较 大。即使经过多次的改造产生效果，但由于湿粕残溶量未得到实质性降低，AB 筒的脱溶压力、蒸汽耗用及冷凝器的负担均不会得到任何降低。 当然，AB 筒结构性缺陷的改造也是未来技术改进的正确方向。 ③AB 筒的处理能力可能存在问题 再一种简单猜测就是配套的 AB 筒处理能力可能偏小，同样会导致干粕残 溶超标。 
 3.1.3 跑冒滴漏 跑冒滴漏属于员工操作技能和管理能力范畴。 解决"跑冒滴漏"是途径之一，也是日常管理的重点。特别是故障率高引发 的大量被动跑冒滴漏。 
 3.1.4 随分水箱的废水排放 废水排放也属于 24 小时不间断性，只要有废水排放，就会有溶剂消耗发 生。实现这一途径溶耗降低的思路有两条：一是减少废水量，二是废水中溶剂的 回收。 综上所述， 降低进 A 筒前的湿粕残溶量是从根本上降低溶耗的最科学的办法，能 连带解决（1）、（2）、（3）、（4）的问题，达到"一箭多雕"的效果一点都不 夸张，是真正的"治本之路"。