食用油精煉過程常用的真空泵和真空系統(tǒng)
食用油在精煉過程中需要真空泵抽走的絕大部分是水蒸氣,因此選用的真空泵必須能抽出水蒸氣。能抽出水蒸氣的真空泵主要有:水噴射泵、水環(huán)泵、濕式羅茨泵、水蒸氣噴射泵和低溫冷凝泵。在旋片泵、往復(fù)泵、滑閥泵、羅茨泵、干式泵等前面配置水汽凝結(jié)器(冷阱、捕水器、冷凝泵),也可以抽出一定量的水蒸氣。不論哪一種真空泵都不能單獨達到食用油精煉所需要的真空度,需要配成真空系統(tǒng)。
目前常用于食用油精煉蒸餾脫臭的真空系統(tǒng)主要有:①多級射流式真空泵(即3~4 級水蒸汽噴射泵,2~3 級水蒸汽噴射泵+ 水噴射泵);②多級容積式真空泵(即2~3 級羅茨式真空泵+ 旋片式真空泵,2~3 級羅茨式真空泵+ 水環(huán)式真空泵);③射流式真空泵與容積式真空泵組合(即雙級羅茨式真空泵+ 水噴射泵,水蒸汽噴射泵+ 水噴射泵,2~3 級蒸汽噴射泵+ 水環(huán)式真空泵)。
這里簡單介紹以下3 種:
1、多級水蒸氣噴射泵真空系統(tǒng)
該系統(tǒng)由四級水蒸氣噴射泵和兩級大氣冷凝器組成,如圖2 所示[2]。這是食用油精煉工藝中傳統(tǒng)脫臭工序最常用的真空系統(tǒng)。它的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、抽氣能力大、對粉塵不敏感等;其主要缺點是需要消耗大量工作蒸汽和冷卻水,脫臭工序消耗的蒸汽量占整個精煉工藝汽耗量的60%以上,需要配置鍋爐系統(tǒng),因此耗能高、成本高,而且工作蒸汽與被抽臭味組分直接接觸冷凝,流入水池,產(chǎn)生大量廢水,廢水揮發(fā)造成大氣污染,又需要處理廢水,其成本也比較大,高架式水噴射泵占地面積和空間較大,維修不方便。很顯然該系統(tǒng)的缺點比較多,正在被逐漸淘汰。
圖2 油脂脫臭傳統(tǒng)蒸汽噴射真空系統(tǒng)圖
2、水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵組成的真空系統(tǒng)
水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵組成的真空系統(tǒng)如圖3 所示。在多級水蒸氣噴射泵中,用水環(huán)泵代替最后一級水蒸氣噴射泵或最后的兩級水蒸氣噴射泵,組成水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵機組。該系統(tǒng)能充分利用高真空下水蒸氣噴射泵較高的抽氣能力和低真空下水環(huán)泵較高的抽氣效率,并能減少蒸汽和噴淋水的消耗量,節(jié)約能源。同時由于水環(huán)泵可以做成閉式循環(huán)系統(tǒng),工作液通過換熱器冷卻后循環(huán)利用,避免了工藝液體的排放,污水產(chǎn)生量少,有利于環(huán)境保護。而且整套系統(tǒng)無需啟動泵,能實現(xiàn)迅速啟動,并能實現(xiàn)真空系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
圖3 水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵系統(tǒng)
3、羅茨—水環(huán)泵機組
羅茨—水環(huán)真空機組如圖4 所示[3],該機組的特點主要有:
?、贆C組中羅茨泵轉(zhuǎn)子與泵腔、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間有一定的間隙,互不接觸,不需要用油潤滑;
?、诹_茨泵轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對稱性,可以提高轉(zhuǎn)速,從而能夠制造出結(jié)構(gòu)緊湊的大抽速泵;
③機組工作時振動小,容積大;
④在羅茨泵腔內(nèi)不發(fā)生像機械真空泵那樣的壓縮現(xiàn)象,因此它不需要排氣閥。也正因如此,可抽除可凝性的脂肪酸蒸汽;
?、輪涌?,能夠在短時間內(nèi)達到極限真空,消耗功率小,運轉(zhuǎn)維護費用低;
?、蘖_茨泵在很寬的壓力范圍內(nèi)(1 Pa~1000 Pa)有很大的抽速,能迅速排出被蒸餾的氣體。
目前常用于食用油精煉蒸餾脫臭的真空系統(tǒng)主要有:①多級射流式真空泵(即3~4 級水蒸汽噴射泵,2~3 級水蒸汽噴射泵+ 水噴射泵);②多級容積式真空泵(即2~3 級羅茨式真空泵+ 旋片式真空泵,2~3 級羅茨式真空泵+ 水環(huán)式真空泵);③射流式真空泵與容積式真空泵組合(即雙級羅茨式真空泵+ 水噴射泵,水蒸汽噴射泵+ 水噴射泵,2~3 級蒸汽噴射泵+ 水環(huán)式真空泵)。
這里簡單介紹以下3 種:
1、多級水蒸氣噴射泵真空系統(tǒng)
該系統(tǒng)由四級水蒸氣噴射泵和兩級大氣冷凝器組成,如圖2 所示[2]。這是食用油精煉工藝中傳統(tǒng)脫臭工序最常用的真空系統(tǒng)。它的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長、抽氣能力大、對粉塵不敏感等;其主要缺點是需要消耗大量工作蒸汽和冷卻水,脫臭工序消耗的蒸汽量占整個精煉工藝汽耗量的60%以上,需要配置鍋爐系統(tǒng),因此耗能高、成本高,而且工作蒸汽與被抽臭味組分直接接觸冷凝,流入水池,產(chǎn)生大量廢水,廢水揮發(fā)造成大氣污染,又需要處理廢水,其成本也比較大,高架式水噴射泵占地面積和空間較大,維修不方便。很顯然該系統(tǒng)的缺點比較多,正在被逐漸淘汰。
圖2 油脂脫臭傳統(tǒng)蒸汽噴射真空系統(tǒng)圖
2、水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵組成的真空系統(tǒng)
水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵組成的真空系統(tǒng)如圖3 所示。在多級水蒸氣噴射泵中,用水環(huán)泵代替最后一級水蒸氣噴射泵或最后的兩級水蒸氣噴射泵,組成水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵機組。該系統(tǒng)能充分利用高真空下水蒸氣噴射泵較高的抽氣能力和低真空下水環(huán)泵較高的抽氣效率,并能減少蒸汽和噴淋水的消耗量,節(jié)約能源。同時由于水環(huán)泵可以做成閉式循環(huán)系統(tǒng),工作液通過換熱器冷卻后循環(huán)利用,避免了工藝液體的排放,污水產(chǎn)生量少,有利于環(huán)境保護。而且整套系統(tǒng)無需啟動泵,能實現(xiàn)迅速啟動,并能實現(xiàn)真空系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
圖3 水蒸氣噴射泵與水環(huán)泵系統(tǒng)
3、羅茨—水環(huán)泵機組
羅茨—水環(huán)真空機組如圖4 所示[3],該機組的特點主要有:
?、贆C組中羅茨泵轉(zhuǎn)子與泵腔、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間有一定的間隙,互不接觸,不需要用油潤滑;
?、诹_茨泵轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對稱性,可以提高轉(zhuǎn)速,從而能夠制造出結(jié)構(gòu)緊湊的大抽速泵;
③機組工作時振動小,容積大;
④在羅茨泵腔內(nèi)不發(fā)生像機械真空泵那樣的壓縮現(xiàn)象,因此它不需要排氣閥。也正因如此,可抽除可凝性的脂肪酸蒸汽;
?、輪涌?,能夠在短時間內(nèi)達到極限真空,消耗功率小,運轉(zhuǎn)維護費用低;
?、蘖_茨泵在很寬的壓力范圍內(nèi)(1 Pa~1000 Pa)有很大的抽速,能迅速排出被蒸餾的氣體。
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