我國目前使用的浸出器主要有平轉式、環型、罐組式和履帶式浸出器等。
一、平轉式浸出器
平轉式浸出器是目前國內比較先進的一種連續式油脂浸出設備。其特點是:傳動平穩,運7虧可靠,動力消耗低,混合油濃度高,應用十分廣泛。
(一)結構
平轉式浸出器由進料、轉格、混合油格、出粕斗、傳動機構、殼體及撐腳等部分構成。
1.進料部分
平轉浸出器的進料部分由存料箱、封閉絞龍和混合絞龍組成。存料箱的作用一是存料,保證浸出器連續進料,二是料封,防止浸出器的溶劑蒸汽倒回預處理車間。封閉絞龍內有一料封段,其作用也是防止倒氣。混合絞龍的作用是讓料胚與混合油在其內混合均勻,防止溶劑短路。
2.轉格
轉格又稱料格,是盛裝浸出料胚的部分。它中部通過桁架與軸套聯接,轉軸穿過軸套并與之緊固,轉軸上端穿入上蓋中心位置的軸承盒。下端則伸入位于浸出器中部托盤內的軸承座內。這樣,整體轉格則可繞軸轉動。
轉格由內、外兩個筒體和若干塊徑向隔板組成。轉格內、外筒體的環形空間被徑向隔板分割成為若干等份,每一等份即為一個料格。其格數多少,根據處理量的大小而定,一般為12—18格。轉格的底部,大都做成活動假底(又稱活絡篩扳)。假底每格一個,呈扇形,它的一邊用絞鏈軸聯接于隔板底邊。扇形假底的可開啟一邊的軸上,兩端裝有銅制滾輪,當假底閉合時,該滾輪沿焊接于殼體壁上的內外兩條軌道慢慢滾動。假底由加強筋、篩框和篩網(一般用30%—50%目,英寸銅絲布或不銹鋼絲布)構成。轉格盛裝料胚后,從料層滲透下來的混合油可穿過假底,流入轉格下面固定不轉的混合油格內。轉格內的徑向隔板上厚下薄,轉格內筒上大下小,轉格外筒上小下大,這樣使料格空間上小下大,以便當假底開啟后,濕粕能順利地落下。
這種帶假底的轉格,由于假底關閉不嚴或軌道不平會產生漏料現象,致使混合油中的粕末增加。為了改善這種狀況,現在有的平轉式浸出器轉格底部,已制成同心圓固定柵底結構,不再與轉格底部相接。這種柵底用不銹鋼材料制作,柵條與柵條之間的縫隙為0.8-1.0毫米,柵條截面為梯形,下縫口大于上縫口,以便細小粉粒下漏時不致堵塞縫隙。這種同心圓柵底由焊接成的若干塊扇形柵板用螺栓聯接而成。柵板拼裝成320o-340o,留一缺口,供濕粕下落。
同心圓固定柵底工作面宜比轉格底面寬些,才可防止漏料落入混合油格。為防止轉格轉動時直接與柵底產生摩擦,其安裝時應留有2—4毫米的間隙。
3.混合油格
混合油格的作用是收集由假底或固定柵底滲濾下來的混合油。它焊于浸出器底部,外圍即是浸出器底部外殼,此處殼壁上裝有視鏡(也兼有手孔的作用)。混合油格的底部不是水平的,而是由里向外傾斜,以便于循環泵抽凈在最低處積存的混合油,打入轉格上部空間對應的噴管。混合油格的體積大小不等,從進料端到出粕端逐漸增大,滴干格最大。以便收集不同濃度的混合油。
工作時,從混合油格內抽出的混合油噴向轉格內的料胚面層時總是遵循以下原則:等待噴淋的料胚內所殘存的混合油濃度總是高于即將噴下的混合油的濃度。換句話說,從料格中滲漏下來的混合油濃度總是高于剛噴入料格的混合油的濃度。或者說,相鄰兩噴管對應轉格下面的混合油格內所存的混合油,具有一定的濃度差。混合油濃度沿著轉格轉動方向,從料胚投入到濕粕卸出順次降低。
混合油格隔板上開有溢流口,該格混合油裝滿后可從低濃度格向高濃度格溢流。且濃度越低的混合油格的隔板越高,從而保證浸出過程始終按逆流方向進行,使混合油不倒流,以致溢流到出粕斗。另外,為了便從第Ⅱ油格抽出的濃混合油更純凈,通常在該混合油格與轉格底部之間的空間裝有“人”字形的帳篷過濾器。將該格隨混合油滲漏下的粕末傾落于相鄰混合油格內。
混合油格與轉格的對應關系是這樣的:第I格的混合油抽出后噴向剛進料的轉格。第D格的混合油噴向混合絞龍預浸料胚。第II格的混合油噴向3、4格。第ш格的混合油噴向5、6格。新鮮溶劑噴向7、8格。每艾噴淋管后部位置都留有一定長度的瀝干段。轉格轉到V位置時,即自動打開假底,落放濕粕。從圖中可以看出,從新鮮溶劑投放,到最終得到濃混合油,都是每經過一次噴淋滲濾之后,混合油向前推進一格,濃度提高一次。如圖中所示,包括預浸,先后共噴淋5次。最后得到的濃混合油從第H格抽出,泵入浸出器頂蓋上的過濾器等設備凈化,分離出來的粕末排入浸出器料格繼續浸出,凈化后的混合油則放入混合油罐處理(濃混合油抽出后凈化及流向圖中未畫)。
4.出粕斗
出粕斗橫截面呈扇形。扇形兩徑邊與混合油斗相鄰。長弧邊與浸出器外殼平齊,弧面上設有人孔、觀察窗、檢修孔等。內側短弧邊與中部托盤相接。出粕斗下部出粕口與刮板輸送機進料口對接。為了幫助斗內濕粕順利落入輸送機械并保證料封作用,出粕斗下方還裝有相向運轉的可調速雙絞龍。在出粕斗內壁上還焊接有兩組彎曲軌道,以供活絡篩板的銅滾輪經過此處時下行與上行,實現活絡篩板的自動開啟卸粕和自動關閉。對于同心圓固定柵底的出粕斗,其位置正好銜接于柵底所留的缺口處。
5.傳動機構
平轉式浸出器的傳動機構位于其殼體中部外壁處。傳動機構由電動機、減速器、齒輪箱、鏈條、鏈軌和鏈齒組成。齒輪箱焊于殼壁,該處開口便與器內相通。齒輪箱的輸入軸通過聯軸器與減速器相聯接。減速器的輸入鏈輪由電動機帶動運轉。齒輪箱內有三個鏈輪,其中兩個壓緊輪,一個主鏈輪。主鏈輪上套的鏈條穿過開口,伸入器內,環抱于轉格外圍。為使鏈條在運轉中保持平穩,在轉格外圍中部焊有一圈鏈條就位軌道。在一圈軌道的兩處對稱位置,還焊有僅有幾齒的鏈齒,以使鏈條與之嚙合,通過鏈條帶動轉格運轉。
工作時,電動機通過減速器帶動齒輪箱主軸旋轉,該軸再通過主鏈輪上所套鏈條帶動轉格慢速轉動,其轉速慢至2小時左右轉一周。
6.殼體與撐腳
平轉式浸出器的殼體為鋼板卷成的圓筒體,上緣通過法蘭與上蓋聯接。為便于觀察,頂蓋上裝有若干視鏡和照明燈。殼體下部即為混合油格和出粕斗外壁。為便于操作與維修,在殼體對應于轉格鏈軌處、活絡篩板絞鏈軸心、混合油格底部等處裝置有若干手孔。
平轉式浸出器的若干支撐腳可用槽鋼制作,通過方法蘭,等距離聯接于混合油格底部邊緣。
(二)工作過程
弄清平轉式浸出器的結構以后,再來敘述它的工作過程。平轉式浸出器工作時,料胚通過封閉絞龍送入混合絞龍在此接受混合油的預浸,之后濕料落入浸出器轉格。由于料胚為濕料可避免為干料時的粉末在器內飛揚。隨著轉格的慢慢運轉,格內料胚轉至噴淋管位置時,即受到噴出的混合油的噴淋浸出。由于新鮮溶劑和混合油的噴淋與料胚走向是采用的逆向路線,所以剛投入料胚的料格浸出后滲漏于混合油格里的混合油濃度最高,該混合油溢流至第II混合油格,與第II格對應料格滲漏下來的混合油經帳篷過濾器。過濾后的濃混合油即從此格被抽出。接著,料格接受從下一個混合油格泵出的混合油的噴淋,料格繼續旋轉,格內的料胚再經受一次次泵入混合油的噴淋浸出,這些混合油的濃度一次比一次稀薄。最后經受新鮮溶劑噴淋浸出,對應的混合油格里收集到最稀的混合油。其間,泵入混合絞龍的混合油,是從第II混合油格抽出的。料格經過一段時間瀝干后,已轉到落粕處。這時轉格下部為假底者,銅滾輪沿下行軌道下滑,假底自動打開,落放濕粕。轉格下部為固定柵底者,濕粕則被轉格刮到缺口處而下落。落放于出粕斗內的濕粕接著被承接于下目的刮板輸送機送往蒸烘機處理。抽出的濃混合油經過濾后,放入混合油罐處理;放空濕粕后的料格,其假底上的銅滾輪隨著轉格旋轉,沿上行軌道逐漸拉平,便假底關嚴,或經過柵底缺口,轉至固定柵底初始處,這時正好對準進料口,接受來料;于是進入下一圈的連續運行,形成連續生產。
(四)生產能力計算
平轉式浸出器的生產能力可按下式計算:
G=24×6O×n[(D2-d2)-L·b·m]h·γ·φ
式中:G——浸出器的生產能力(t/d);
n——浸出器轉格轉速(r/min),一般可取n=l/120一1/90;
D——轉格外徑(m);
d——轉格內徑(m);
h ——浸出格高度(m);
γ——料胚或榨餅的容量(t/m,);
L——轉格內的隔板寬(m),L=(D-d);
b ——隔板厚度(m);
m ——隔板塊數;
φ——裝滿系數,一般取φ=0.85左右。
從上式可以看出,在浸出生產中,平轉浸出器轉格的幾何尺寸是固定的,在它浸出某種料胚的情況下,影響其生產能力的因素只有轉速n和裝滿系數+。可見,在生產實踐中,可以根據對粕中殘油率指標的具體要求,適當地調整浸出器轉格的轉速和裝滿系數來調節浸出器的生產能力。
(五)平轉浸出器的操作
1.開車
(1)開車前必須對浸出器及其附屬設備進行嚴格的檢查,例如有無遺留工具、雜物;設備和管道是否密閉,各管道是否暢通,閥門是否正確開閉;法蘭間放置的盲板是否取出;設備及泵的壓力表、溫度表等是否完好靈敏;溶劑循環庫里的積水是否泵入分水器分離干凈;轉動部分是否靈活等。當檢查完畢,一切正常后方可開車。
(2)平轉浸出器開車前,應將所有冷凝器進水閥門調節適當,并將浸出器和蒸烘機的料封絞龍填滿料胚,以免溶劑串入預處理車間和蒸烘機。
(3)開車時,首先從室外大溶劑庫將溶劑用泵打入室內循環溶劑庫,并對溶劑進行檢查,如發現溶劑申有油脂或水分,須處理后才能作為新鮮溶劑使用。
(4)將新鮮溶劑泵入浸出器,經新鮮溶劑噴淋管進入最后一格混合油收集格,由于溶劑不斷泵入,此收集格充滿后再從溢流口進入前一收集格,依次類推,最后便所有的混合油收集格內都充滿溶劑。
(5)開動1號泵將溶劑抽出泵入進料口,同時開動進料部分,使料胚(或預榨餅)進入料封絞龍,向浸出器進料。同時,開動轉動體,浸出格開始慢慢運轉,當裝滿料的浸出格運轉到第2個噴淋位置時,開始出現混合油,此時將所有的循環泵打開,并調節各噴淋管的噴淋量。
2.正常操作
(1)開始進料時,應接物料流向逆程序開啟運轉設備,先開浸出器,然后依次開料封絞龍、刮板輸送機、料封絞龍噴頭以及各循環溶劑泵。
(2)當物料進入浸出器時,即開溶劑噴頭使溶劑與料胚或預榨餅一起落到浸出格中去。
(3)當第一個裝滿料胚的浸出格轉到某一噴淋管下面時就立即打開這個噴淋管道上閥門,開動循環油泵,將混合油噴淋在料層上面,直到溶劑泵開齊為止。
(4)循環混合油的噴淋量可以根據料胚的滲透性盡可能增大,直至料層上面有10一2Omm的浮油為止;噴淋量大小的調節由噴淋管管道上的閥門控制。
(5)存料箱內應保存一定數量的入浸物料,以保證浸出生產能在流量均勻的情況下連續進行,存料量不小于一個浸出格存料量的1.5倍,存料高度不小于1.4m。
(6)在操作過程中,操作人員必須經常注意溶劑和混合油的流量,觀察進料、出粕是否正常,檢查各設備管道有無滲漏。
(7)溶劑比視油料品種而定,如大豆、米糠一次性浸出為1:1一1:1.2;菜籽餅一般為1:0.8。
(8)進入平轉浸出器內的新鮮溶劑流量除應按溶劑比控制外,還須視混合油濃度和粕中殘油率適當調整。總的來說,混合油濃度力求提高,粕中殘油率力求降低,在保證粕中殘油率達到規定的前提下,盡可能減少浸出器內新鮮溶劑流量,從而可進一步降低溶劑和燃料的損耗。
(9)浸出器的運轉周期一般每轉一圈為90-120分鐘。
3.停車
(1)通知預處理工段停止進料,依次停止各輸送設備。
(2)關閉料封絞龍噴頭,然后停止封閉絞龍運轉。
(3)浸出器每走空一格,停一只混合油噴頭,開一只混合油格底部旁路閥門,把剩余混合油全部放入混合油罐。其余依次類推,當溶劑泵的閥門全部關閉后,停止該泵運轉。
(4)當浸出器內只剩下兩格存料時,停止進入新鮮溶劑、關閉新鮮溶劑泵,料走空后關停浸出器。
(5)待浸出器和副板輸送機內料全部走空后停止刮板輸送機。
(6)如系短期停車,應注意以下幾點:
1將浸出器集油格中的混合油放入安全暫存罐。并且存料箱中仍應保留1·4m高度的料封。
2停止進新鮮溶劑,并打開混合油罐閥門,以免浸出器申混合油溢入刮板輸送機,造成事故。
3依次停止進料輸送機、浸出器、刮板輸送機等。
(六)維護保養要點
1.浸出器應有專職人員進行操作,做到設備運轉后隨時有人員對其管理。
2.浸出器傳動部分的擺線針輪減速器軸封需定期更換潤滑油,其中雙線減速器應3個月更換一次,單線減速器可六個月更換一次。
3.每年應對平轉浸出器作一次大修,更換假底、滾輪、轉動體四周所粘接的海綿及視鏡等密封部分。橡皮墊片及海綿的粘接劑一般用401、402粘接劑,或用T17樹脂膠水。
4.平轉浸出器主軸軸承的潤滑脂一般每三個月檢查一次,六個月更換一次。
5.平轉浸出器消溶后其傳動鏈條應及時卸下,放入機油中以防止生銹,一般二年更換一條。
6.停車時間一個月以上,浸出車間全部設備、管道內的存料、存油、存水必須放空出清,浸出器用水蒸汽熏蒸48小時,清除死角,做到殘存溶劑必須蒸凈,然后打開人孔等開口自然涼24小時。
二、環型浸出器
環型浸出器是一種噴淋浸泡混合式連續浸出設備,這種浸出設備國內使用的廠家不多。下面進行簡要介紹。
(一)結構
環型浸出器由7段殼體、拖鏈、傳動機構、滲濾柵板、混合油循環噴淋裝置、出粕口等部件組成。
環型浸出器的殼體是組成骨架的定型部件,各段采用法蘭聯接。其中進料段和彎曲段還要承擔構形、承重和對料胚的流動態浸出。為了便于觀察和操作,殼體上若干部位還裝有觀察視鏡和手孔。在水平段殼體內設置有水平噴淋段,在其噴淋室內間隔一定距離裝置有若干支噴淋管。其下部混合油斗,用隔板分成6格,可以自然溢流。濃混合油仍然是從第U格抽出的。為操作方便;在噴淋室裝置有視鏡的殼體對應部位,還裝設有照明燈。上部微斜段殼體內設置有上浸段,該段具有3o—6o的傾斜角度,以便料胚在被拖鏈刮板拖移過程中受到擠壓,以利稀混合油的瀝干。此段滲濾下來的稀混合油收集于底部斜槽,然后經聯通管流放于水平段混合油斗內。
水平段和上浸段是該浸出器的主要工作段。其承載料胚并滲濾混合油的工作面制成V型自清濾板。該濾板分段制作,組裝而成。
在殼體的進料段,接有具備料封作用的進料裝置。在上浸段尾部還接有出粕口,下接出粕斗。
拖鏈刮板是料胚在環型浸出器內進行動態浸出的運載構件。它類似埋刮板輸送機模鍛鏈結構,為精密鑄造,節距略大,為使拖行穩定,制成雙排。刮板采用扁鋼制成框后,再點焊成長眼網板。為了減小對殼體的摩擦,在鏈條兩端套有兩只滾輪,由一芯軸連接。為保護芯軸不致磨損,其內加有軸套。
噴淋裝置采用齒板式單邊溢流方式,用不銹鋼薄板制作成噴淋槽。
傳動裝置置于浸出器頭部。由電動機用鏈輪帶動雙級蝸輪減速器,然后通過套筒滾子鏈帶動浸出器主軸,再帶動傳動鏈輪而使拖鏈緩慢拖行。
(二)工作過程
料胚從進料口進入浸出器后,首先受到濃混合油的噴淋,在拖進過程中進行浸出。當料胚被拖鏈刮板沿反時針方向(見圖7-6)拖到水平段時,已被翻面,并逐次受到噴淋浸出。此間料胚的拖向與混合油的噴淋路線同樣是逆流方向。經柵板濾下的混合油匯集入混合油軋濃混合油從第「混合油格抽出,經旋液分離器凈化后送往混合油罐處理。料胚經水平段噴淋浸出后,已到達彎曲段,并逐漸上行。到達上浸段后接受新解溶劑的最后噴淋浸出。經柵板濾下的稀混合油流入混合油斜槽,并經斜槽最低位置處的接管直接流入水平段稀混合油軋滴濾出大部分稀混合油的濕粕到達落粕口時,自動落入銜接的輸送機械送走。卸空濕粕的拖鏈刮板繼續向前拖進,再次接受連續投入的料胚。于是,新的浸出周期開始。
(三)環型浸出器的特點
1.優點
環型浸出器結構緊湊,占地面積小,造型美觀。可分段制造(到現場組裝),裝卸運輸方便。該機因拖鏈線速可以調節,且調整幅度較大,故生產能力相應也可得到調整,且配套的其他工藝參數也易于調整。該機工作過程申料層薄,滲透性好,料層在動態中浸出,且能自動翻面,有利浸出。且浸出時間短,濕粕殘溶量低,可減少蒸烘機的工作負荷。該機操作方便,易于維修。
2.缺點
環型浸出器零部件多,制造難度大。它對粉末度大的油料較難浸出(比如末預先成型的米糠)。由于采用V型自清過濾柵板,漏渣多,混合油中粕末增多后,容易造成管路堵塞以致停車。
三、其他浸出器
其他形式的浸出器很多,這里主要介紹罐組式浸出器、履帶式浸出器、履帶—框式浸出器和拖鏈式浸出器。
(一)罐組式浸出器
罐組式浸出器在我國應用浸出法初期用的較多,它在國內浸出法制油史上占有一定的位置。現為部分小型油廠使用。罐組式浸出器由若干個浸出罐組成一組進行工作,并由此而得名。其浸出罐個數為3-8個不等。
1.浸出罐的結構
浸出罐由圓柱形罐體、進料門、出粕門、假底等部件組成。
罐體用鋼板卷制焊接而成,上下封頭與罐體最好直接焊接,一般不用法蘭聯接,以防止溶劑滲漏。
假底支撐于底部,用兩層篩板中間夾篩網制作而成,用角鋼等型材支撐,分制成3-4塊,裝合成一個整圓。這樣,在檢修時便于將其從出粕門取出。
進料門和出粕門都用易于裝卸的活接螺絲緊固、密封。
罐體頂部裝置有一組接管,用于投入溶劑和稀混合油、通入水蒸氣、排放自由氣體,裝置壓力表、安全閥以及氣體取樣等。罐體底部裝置有兩根接管,一根是蒸氣通入管,另一根為混合油出口管。
2.工作過程
每個浸出罐的工作都依次按裝料、浸出、下壓、上蒸和出粕的順序進行。
(1)裝料。裝料前,先將出粕門密閉,然后料胚通過螺旋輸送機經進料管放入罐內。裝料不宜太滿,以裝平圓柱上緣部位為好。裝料時讓其自然下落,呈疏松狀,面層耙平。最后關嚴進料口,打開壓力表、自由氣體管、溶劑或混合油進口管閥門,關閉蒸氣管、混合油出口管閥門。
(2)浸出。將混合油打入罐內,使其浸沒料層,若上一罐的混合油不夠,可用新鮮溶劑補充。罐內液體是否達到液位要求,可觀察液位管。接著開啟罐體底部混合油出口管閥門,用泵抽吸經假底濾下的混合油,泵入定量儲罐,供下一罐浸出使用。然后再放入稀混合油進行浸出,浸出后同樣用泵打入混合油定量儲罐(已空),根據具體情況,連續一次次用更稀混合油進行浸出,最后用新鮮溶劑浸出一次,泵出最稀混合油。
(3)下壓。為了充分收凈濕粕中殘留的稀混合油,在浸出階段抽出最稀混合油以后,需用蒸氣盡可能壓凈粕中殘溶,習慣上將該工序稱為下壓。操作時,關閉自由氣體管,開通混合油出口管,使之與下一罐混合油進口管相通。這時打開上部蒸氣通入管閥門,通入蒸氣,汽壓達0.1MPa。通汽時可以清楚地看到,混合油經出口管的視鏡處通過。當罐底發燙,視鏡有蒸氣通過時,混合油已基本壓凈,此時即可停止下壓操作。這時先關汽,接著關混合油出口管閥門。
浸出罐的下壓工序,能使濕粕中的混合油含量從30%左右降低到5%左右。這對于降低粕中殘油率和對濕粕中溶劑的蒸脫和回收都有利。罐組式浸出器所表現出來的這一優點,是連續式浸出器所做不到的。
(4)上蒸。蒸粕時,只開底部水蒸氣閥門及頂部混合蒸氣出口閥門。由于水蒸氣是從罐底通入,混合蒸氣從上部排出,因而有“上蒸”之稱。上蒸時,蒸氣壓力不得超過5OkPa,否則會便混合氣體夾帶過多粕末,給冷凝帶來麻煩。蒸粕時間,一般約為1小時左右,濕粕是否已經蒸好,需要檢汽后方可確定。
(5)卸粕。蒸粕工序完成后,經檢汽合格,即可卸粕。操作時,先關閉直接蒸氣閥門,讓混合氣體出口閥門仍保持暢通,待壓力表讀數<2OkPa時,才能關閉上部混合氣體閥門,打開頂蓋放空閥,要在罐內壓力接近外壓時,才能打開出粕門,卸出于粕。否則,易發生沖汽沖料事故,以致傷人。