不浪费一滴油--近红外光谱分析仪实现了榨油厂的在线监控

作者:Sibylle Hofmeyer 文章来源:PROCESS德文版 发布时间:2013-09-25

在用油菜籽榨油过程中,出油率越高企业的利润也就越高。但什么时候榨出的是最后一滴油?这一直是困扰Bunge公司的难题,该公司在其榨油生产过程中使用了近红外光谱分析仪,以便能够获得最大的经济效益。

Bunge公司位于曼海姆市生产厂的两条相同的榨油生产线每天可以加工3500t油菜籽。榨油后,这些设备会产生大约2000t可以当作饲料使用的菜籽粕和1500t可以提炼出生物柴油或者精炼成食用油的菜籽原油。在榨油过程中,首先压榨油菜籽,压榨之后产生的是滤饼和菜籽原油,这一步的经济效益占了整个种子榨油经济效益的2/3。为了获得另外1/3的经济效益,油菜籽的滤饼还需要在一个封闭的设备中进一步提炼。在这一提炼过程中,油菜籽滤饼的出油率与所消耗的时间和能源不成比例,每一颗油菜籽中最后都会残留一定的植物油,榨油厂会对这百分比的大小做出规定。


图1 Bunge公司位于曼海姆市的榨油厂每年可以压榨110万t的油菜籽,是欧洲最大的榨油厂

但是,出油率最大时最合适的百分比到底是多少呢?Bunge公司的产品经理Moritz Lücke先生解释说道:“我们之前没有得到一个令人满意的答案。因为我们的生产过程监控受到了核磁共振以及其他实验室检测分析方法的限制。而这些方法是非连续的点检测方法,时间上非常滞后,不能及时反映产品质量。即便是有提高出油率的空间也几乎不能及时采取措施。”在使用了近红外光谱分析仪之后,这种状况发生了彻底的改观。NIR-Online公司研发生产了手持式分析仪,榨油厂的员工可以直接拿在手里,随时在榨油机和提炼机的出口对菜籽滤饼的含油量进行检测。检测时,工业光谱仪向输送带上的每个滤饼发射近红外射线(NIR)。二极管阵列光谱仪接收、分析反射回来的光谱数据。根据滤饼的湿度和含油量不同,滤饼吸收近红外光的程度不同,反射回来的近红外光也会有所不同。

及时响应

工业光谱仪中内置的分析软件对接收到的光谱数据进行分析,并将分析结果绘制成一条曲线显示在控制室的屏幕上,操作者可以根据数据及时做出准确的判断和反应。另外,检测的数据也可以直接汇总到曼海姆榨油厂的过程控制系统中去。“榨油后的菜籽湿度较高时,操作者可以在控制室中马上采取相应的措施,提高上游油菜籽的加热温度,让它们更加干燥一些。”Bunge公司产品副经理Roland Bauer先生说道。因为榨油后菜籽滤饼的湿度越高就意味着滤饼中残留的油越高,还可以榨出更多的油来。在菜籽油提炼设备出口处的第二台NIR-Online近红外光谱检测仪对菜籽滤饼的检测数据直接决定了最终的产量。


图2 在榨油设备的出口处近红外光谱仪对菜籽滤饼的含油量和湿度进行检测

NIR-Online公司推出的这种工业光谱检测仪可以在有易燃易爆气体的生产环境中使用。因为在提炼菜籽油时使用了特殊的溶剂,会产生易燃易爆的乙烷气体。Bunge公司实验室负责人Klaus Klawun先生说:“其他检测分析仪并不具有抗震动的性能,也没有经过Axte气体防爆认证。这些仪器都要在隔爆壳的保护下使用,需要用光纤连接到检测地点。而NIR-Online仪器省去了这些麻烦,而且提供的检测信号和检测结果也更加准确。”另外,检测仪配套的软件使用起来也非常容易,使实验室人员受益匪浅,油菜籽榨油的连续生产过程中已经使用了这种光谱仪提供的生产过程参数。

快速检测

新的检测分析技术提供了对整个榨油生产过程进行控制的可能性,从油菜籽的压榨到菜籽滤饼的提炼。由于完成这一生产过程大约需要2h,因此最多两个小时之后操作者就可以知道榨油过程是否为最佳的生产过程,是否达到了最高的出油率。若没有达到,就可以在控制室采取相应的措施。“传统的实验室分析往往在一天之后才能得到结果,因此我们无法说明过去的抽样检查是一个特例还是整个生产过程的普遍情况,很多时候可能出现错误判断。在以前的生产过程中我们很难得到准确的生产过程参数。”

榨油生产过程中实时监控带来的收益非常明显,Bunge公司计划2013年在其他的榨油生产线中也引进NIR-Online光谱检测仪。例如在榨油的脱胶和中和过程中使用这种光谱仪来检测含硫量和游离脂肪酸。利用不间断的在线检测方法极大地改善了Bunge公司的生产过程,榨油厂榨出1500t菜籽原油,70%供生物柴油企业使用,30%在Bunge公司曼海姆生产厂中加工成食用油。

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