油料常壓浸出與負(fù)壓浸出的區(qū)別

一、基本原理

（一）常壓浸出

? 常壓浸出是在接近一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的條件下，利用溶劑將油料中的油脂溶解出來的過程。其原理主要基于相似相溶原理，例如，植物油料中的油脂大多為非極性或弱極性的有機(jī)化合物，常用的有機(jī)溶劑如己烷，也是非極性溶劑，油脂能夠在己烷中很好地溶解。在浸出過程中，溶劑分子通過擴(kuò)散作用進(jìn)入油料細(xì)胞內(nèi)部，與油脂分子接觸并將其帶出細(xì)胞，這個過程是一個物理擴(kuò)散過程。

? 以大豆浸出為例，大豆中的油脂存在于細(xì)胞內(nèi)，當(dāng)大豆與溶劑接觸后，溶劑在濃度差的驅(qū)動下逐漸滲透進(jìn)大豆細(xì)胞。在常壓下，這個滲透過程相對穩(wěn)定，溶劑與油脂混合形成混合油，然后通過后續(xù)的分離操作將油脂從混合油中分離出來。

（二）負(fù)壓浸出

? 負(fù)壓浸出是在低于大氣壓的環(huán)境下進(jìn)行浸出操作。除了利用相似相溶原理外，負(fù)壓環(huán)境對整個浸出過程產(chǎn)生了重要的影響。負(fù)壓使得溶劑的沸點(diǎn)降低，例如，在負(fù)壓狀態(tài)下，己烷的沸點(diǎn)會xian著低于在常壓下的沸點(diǎn)。這就使得溶劑在較低溫度下更容易汽化，汽化后的溶劑分子運(yùn)動速度加快，能夠更迅速地滲透到油料細(xì)胞內(nèi)部。

? 同時，負(fù)壓有利于將浸出過程中產(chǎn)生的一些揮發(fā)性雜質(zhì)或者空氣等從浸出體系中抽出，減少了這些物質(zhì)對浸出過程的干擾。并且，在負(fù)壓下，細(xì)胞內(nèi)的油脂更容易被帶出，因為細(xì)胞內(nèi)外的壓力差會促使油脂向溶劑中擴(kuò)散。

二、設(shè)備要求

（一）常壓浸出

? 浸出器：常見的常壓浸出器有平轉(zhuǎn)浸出器和拖鏈浸出器。平轉(zhuǎn)浸出器結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由轉(zhuǎn)動體、混合油循環(huán)系統(tǒng)和進(jìn)料、出料裝置等組成。它通過水平旋轉(zhuǎn)使油料與溶劑充分接觸，浸出過程比較穩(wěn)定。拖鏈浸出器則是通過刮板鏈條的拖動，讓油料在浸出器內(nèi)緩慢移動，與溶劑進(jìn)行充分的混合浸出。這些浸出器的外殼一般不需要承受過高的壓力，材質(zhì)通常為碳鋼等普通金屬材料，制造工藝相對簡單。

? 溶劑回收裝置：主要包括蒸發(fā)器和汽提塔。蒸發(fā)器用于將混合油中的溶劑蒸發(fā)出來，通常采用間接加熱的方式，如通過蒸汽加熱，使混合油中的溶劑汽化，然后通過冷凝回收。汽提塔則是進(jìn)一步去除混合油中殘留的少量溶劑，提高油脂的純度。這些設(shè)備的操作壓力接近常壓，對密封要求不是特別高。

? 輸送設(shè)備：用于輸送油料和混合油等物料，如離心泵、管道等。由于是在常壓下輸送，對管道的耐壓要求較低，一般的金屬管道或塑料管道都可以滿足要求。

（二）負(fù)壓浸出

? 浸出器：負(fù)壓浸出器需要有良好的密封性能，以維持浸出過程中的負(fù)壓環(huán)境。

? 真空系統(tǒng)：這是負(fù)壓浸出設(shè)備的關(guān)鍵部分。包括真空泵、真空管道和真空測量儀表等。真空泵要根據(jù)浸出工藝的要求選擇合適的類型。真空管道需要有足夠的強(qiáng)度和良好的密封性，并且要盡量短而粗，以減少氣體流動阻力。真空測量儀表用于精確控制浸出器內(nèi)的真空度。

? 冷凝器和溶劑回收系統(tǒng)：由于負(fù)壓下溶劑的沸點(diǎn)降低，溶劑更容易汽化，所以冷凝器的負(fù)荷較大。冷凝器一般采用高效的列管式冷凝器或板式冷凝器，以確保能夠快速將汽化的溶劑冷凝回收。溶劑回收系統(tǒng)還包括溶劑儲罐等，要注意防止溶劑在回收過程中的泄漏。

三、操作條件

（一）常壓浸出

? 溫度：操作溫度通常根據(jù)溶劑的沸點(diǎn)來確定。以己烷為例，在常壓下沸點(diǎn)為69℃左右，浸出溫度一般控制在略高于溶劑沸點(diǎn)的溫度，這樣可以保證溶劑有較好的流動性和溶解性。溫度過高可能導(dǎo)致溶劑揮發(fā)過快，造成安全隱患和溶劑損失；溫度過低則會影響浸出效率。

? 時間：浸出時間相對較長，因為在常壓下溶劑擴(kuò)散速度相對較慢。例如，對于大豆浸出，常壓浸出時間可能需要數(shù)小時，具體時間取決于油料的品種、顆粒大小、溶劑的性質(zhì)等因素。在浸出過程中，需要保證油料與溶劑有足夠的接觸時間，以提高浸出率。

? 物料和溶劑的比例：需要根據(jù)油料中油脂的含量和溶劑的溶解能力來確定合適的比例。一般來說，溶劑的用量要保證能夠充分浸沒油料，并且在浸出過程中有足夠的溶劑與油脂接觸。如果溶劑用量過少，浸出率會降低；如果溶劑用量過多，則會增加后續(xù)溶劑回收的成本。

（二）負(fù)壓浸出

? 溫度：由于負(fù)壓降低了溶劑的沸點(diǎn)，所以可以在較低的溫度下進(jìn)行浸出操作。例如，在一定的負(fù)壓條件下，己烷的沸點(diǎn)可能降低到40 - 50℃，這樣可以在較低溫度下實現(xiàn)油脂的浸出，對于一些熱敏性油脂的提取非常有利。但是，溫度也不能過低，否則溶劑的流動性和溶解能力會下降，影響浸出效率。

? 時間：負(fù)壓浸出時間相對較短，因為負(fù)壓環(huán)境加速了溶劑的擴(kuò)散和油脂的溶出。一般情況下，在合適的負(fù)壓和溫度條件下，浸出時間可以縮短到常壓浸出時間的一半左右。但是，時間的縮短也要根據(jù)實際的浸出效果來調(diào)整，確保油脂的浸出率達(dá)到要求。

? 物料和溶劑的比例：與常壓浸出類似，要考慮油料和溶劑的比例。不過，在負(fù)壓浸出時，由于溶劑的汽化和循環(huán)情況不同，需要更加精確地控制比例。在保證浸出率的前提下，可適當(dāng)減少溶劑的用量。

四、浸出效率

（一）常壓浸出

? 浸出效率相對較低。這主要是因為在常壓下，溶劑的擴(kuò)散速度有限，溶劑分子需要克服一定的阻力才能進(jìn)入油料細(xì)胞內(nèi)部與油脂結(jié)合。而且，在浸出過程中，隨著油脂在溶劑中的溶解，細(xì)胞內(nèi)外的濃度差逐漸減小，溶劑進(jìn)一步擴(kuò)散的動力也隨之減弱，從而導(dǎo)致浸出速度逐漸變慢。

? 例如，在油菜籽的常壓浸出中，浸出初期，由于細(xì)胞內(nèi)外油脂濃度差較大，浸出速度相對較快，但隨著時間的推移，浸出速度會明顯下降，蕞終需要較長的時間才能達(dá)到較高的浸出率。一般來說，常壓浸出的油脂浸出率可以達(dá)到90% - 95%左右。

（二）負(fù)壓浸出

? 負(fù)壓浸出效率較高。負(fù)壓環(huán)境下，溶劑的沸點(diǎn)降低，汽化后的溶劑分子運(yùn)動速度加快，能夠更迅速地滲透到油料細(xì)胞內(nèi)部。同時，細(xì)胞內(nèi)外的壓力差有利于油脂的溶出，使得浸出過程能夠更快地進(jìn)行。

? 例如，在對一些含油率較高的油料如花生進(jìn)行負(fù)壓浸出時，在較短的時間內(nèi)就能獲得較高的浸出率。一般情況下，負(fù)壓浸出的油脂浸出率可以達(dá)到95% - 98%左右，并且能夠更好地提取一些在常壓浸出中難以溶出的油脂成分。

五、油脂品質(zhì)

（一）常壓浸出

? 由于常壓浸出時間較長，溫度相對較高，油脂在浸出過程中可能會受到一些熱和氧化因素的影響。例如，油脂中的不飽和脂肪酸可能會發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致油脂的酸值升高，色澤變深。而且，在較長時間的浸出過程中，油脂可能會吸收一些來自油料中的雜質(zhì)，如蛋白質(zhì)、磷脂等，影響油脂的純度。

（二）負(fù)壓浸出

? 負(fù)壓浸出在較低溫度下進(jìn)行，對油脂的熱損傷較小。因為可以在較低的溫度下將油脂溶出，所以油脂中的不飽和脂肪酸等熱敏性成分能夠得到較好的保護(hù)，油脂的營養(yǎng)成分保留得相對完整。同時，由于負(fù)壓有利于去除揮發(fā)性雜質(zhì)，油脂的純度相對較高，色澤和氣味也較好。

? 例如，在提取一些gao檔食用油如橄欖油時，負(fù)壓浸出能夠更好地保持橄欖油的天然風(fēng)味和營養(yǎng)成分，使其品質(zhì)優(yōu)于常壓浸出得到的油脂。

六、能耗與成本

（一）常壓浸出

? 能耗方面：主要能耗在于加熱混合油以蒸發(fā)溶劑。在常壓下，加熱溫度相對較高，需要消耗較多的蒸汽或電能來維持加熱過程。同時，浸出時間較長，攪拌等輔助設(shè)備的運(yùn)行時間也較長，也會增加一定的能耗。不過，由于設(shè)備相對簡單，不需要真空泵等負(fù)壓設(shè)備，所以在真空系統(tǒng)方面沒有能耗。

? 成本方面：設(shè)備成本較低，因為常壓浸出設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，制造和維護(hù)成本都不高。由于浸出效率相對較低，在大規(guī)模生產(chǎn)時，可能需要更多的油料和溶劑來達(dá)到一定的產(chǎn)量，這會增加原料成本。

（二）負(fù)壓浸出

? 能耗方面：除了加熱混合油的能耗外，還需要消耗大量的能量來維持真空系統(tǒng)。由于負(fù)壓下溶劑的沸點(diǎn)降低，冷凝器需要消耗更多的能量來冷卻和回收溶劑。不過，浸出時間較短，可以在一定程度上減少其他輔助設(shè)備的運(yùn)行時間和能耗。

? 成本方面：設(shè)備成本較高，因為負(fù)壓浸出設(shè)備需要高質(zhì)量的密封設(shè)備、真空泵和高效的冷凝器等，這些設(shè)備的購買和維護(hù)成本都較高。由于浸出效率高，可以在一定程度上減少油料和溶劑的用量，降低原料成本。

七、安全與環(huán)保

（一）常壓浸出

? 在安全方面，由于是在常壓下操作，溶劑的揮發(fā)存在安全隱患，如溶劑泄漏可能會導(dǎo)致火災(zāi)或中毒事故。因此，需要加強(qiáng)設(shè)備的密封性和通風(fēng)設(shè)施的建設(shè)。

? 在環(huán)保方面，常壓浸出過程中溶劑的揮發(fā)會對環(huán)境造成一定的污染。不過，通過良好的溶劑回收系統(tǒng)，可以將大部分溶劑回收利用，減少溶劑的排放。同時，對于浸出后的廢渣等固體廢棄物，需要進(jìn)行合理的處理，如用于飼料生產(chǎn)或肥料制作等。

（二）負(fù)壓浸出

? 安全方面，由于設(shè)備處于負(fù)壓狀態(tài)，對設(shè)備的密封性要求較高。如果設(shè)備密封良好，一般不會出現(xiàn)溶劑蒸汽外泄引起的燃燒或暴炸等事故。

? 環(huán)保方面，負(fù)壓浸出可以更好地回收溶劑，減少溶劑的揮發(fā)，降低了危險性的發(fā)生。

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