کندانسور روغن پالم چیست: سیستم‌های خلاء، انواع و کاربردهای آسیاب

پاسخ به سوال اصلی:کندانسور روغن پالم چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟ کندانسور روغن پالم دستگاه انتقال حرارت و ایجاد خلاء است که جریان بخار کشیده شده از یک دستگاه بو زدایی، خشک کن خلاء یا اواپراتور را متراکم می‌کند تا فرآیند تحت خلاء نگه داشته شود و مواد فرار قابل بازیابی باشند. در تصفیه فیزیکی، بو زدایی اسیدهای چرب آزاد و ترکیبات بو را از روغن در دمای ۲۴۰-۲۷۰ درجه سانتیگراد تحت فشار مطلق ۲-۶ میلی بار، با استفاده از ۵-۱۵ کیلوگرم بخار تزریقی در هر تن روغن جدا می‌کند. بخار خروجی از دستگاه بو زدایی عمدتاً بخار آب است که ۲-۵٪ خوراک را به صورت تقطیر اسید چرب به همراه توکوفرول‌ها، استرول‌ها و اسکوالن حمل می‌کند. کندانسور باید این بار بخار را متراکم کند، معمولاً با آب خنک کننده در دمای ۳۰-۳۵ درجه سانتیگراد، در حالی که انژکتورهای بخار پایین دستی یا پمپ‌های حلقه مایع فقط بخش غیرقابل تراکم را حذف می‌کنند. درست انجام دادن این کار باعث حفظ خلاء می‌شود: یک کندانسور کوچک یا کثیف فشار مطلق را افزایش می‌دهد و مستقیماً اسید چرب باقی مانده و رنگ روغن نهایی را افزایش می‌دهد.

۱. موقعیت‌های وظیفه برای کندانسور در پردازش روغن پالم

یک آسیاب و پالایشگاه روغن پالم شامل چندین وظیفه کندانسینگ متمایز است که هر کدام پروفایل فشار و گرفتگی مخصوص به خود را دارند:

• کندانسور خلاء بو زدایی: این پرتقاضاترین و با ارزش‌ترین وظیفه در یک پالایشگاه فیزیکی است. بخار در دمای ۲۴۰-۲۷۰ درجه سانتیگراد و ۲-۶ میلی بار از دستگاه بو زدایی خارج می‌شود و کندانسور باید بار نهان بخار تزریقی به علاوه بخار تقطیر اسید چرب را حذف کند. اکثر پالایشگاه‌ها از کندانسور بارومتریک یا تماس مستقیم در اینجا استفاده می‌کنند، زیرا نزدیکی می‌تواند نزدیک به صفر باشد، هزینه سرمایه کم است و کندانس یک مخلوط دو فازی است که به راحتی در یک مخزن داغ جدا می‌شود. تقطیر اسید چرب شناور می‌شود و برای فروش یا پردازش بیشتر جمع‌آوری می‌شود، در حالی که آب به سمت تصفیه فاضلاب می‌رود. جایگزین پوسته و لوله زمانی انتخاب می‌شود که بازیابی کندانس یا صرفه‌جویی در آب مهم باشد، اما نیاز به سطح کافی و تخلیه دقیق دارد و مستعد گرفتگی توسط رسوبات آلی است.
• کندانسور خشک کن خلاء: پس از شستشو و قبل از سفید کردن، و دوباره قبل از بو زدایی، روغن باید تا زیر ۰.۰۵-۰.۱٪ رطوبت خشک شود. این کار در یک خشک کن خلاء در دمای ۶۰-۹۰ درجه سانتیگراد و ۴۰-۸۰ میلی بار انجام می‌شود، که در آن تبخیر آب باقی مانده خود بخشی از خشک کردن را فراهم می‌کند. کندانسور در اینجا بار بسیار کوچکتر و تمیزتری را مدیریت می‌کند، عمدتاً بخار آب با مقادیر کمی روغن، بنابراین یک واحد پوسته و لوله با آب در سمت لوله استاندارد است و فشار قابل دستیابی توسط دمای آب خنک کننده محدود می‌شود: با آب در دمای ۳۰-۳۵ درجه سانتیگراد، فشار بخار آب یک کف عملی حدود ۴۵-۵۵ میلی بار را تعیین می‌کند، به همین دلیل برخی از کارخانه‌ها یک تریم آب سرد یا یک انژکتور کوچک تقویتی برای کاهش بیشتر اضافه می‌کنند. از آنجایی که خشک کن به طور متناوب با چرخه‌های شارژ بچ کار می‌کند، کندانسور باید بارهای چرخه‌ای را تحمل کند.
• کندانسور تهویه استریلیزر: در آسیاب، خوشه‌های میوه تازه با بخار در دمای ۱۳۰-۱۵۰ درجه سانتیگراد به مدت ۶۰-۹۰ دقیقه استریل می‌شوند تا فعالیت آنزیمی لیپاز متوقف شود و میوه شل شود. بخار مازاد تهویه شده ترکیبات آلی فرار و بو را حمل می‌کند و معمولاً قبل از انتشار از طریق یک کندانسور یا اسکرابر عبور داده می‌شود. وظیفه بزرگ است و در فشار اتمسفریک اساساً، بنابراین یک کندانسور تماس مستقیم یا اسپری با کندانس هدایت شده به سیستم فاضلاب آسیاب ساده‌ترین پاسخ است. در مواردی که کنترل بو تنظیم شده است، از یک رویکرد دو مرحله‌ای استفاده می‌شود: متراکم کردن بخش عمده بخار برای کاهش بار، سپس عبور دادن گازهای غیرقابل تراکم باقی مانده از طریق یک فیلتر زیستی یا یک اسکرابر شیمیایی.
• کندانسورهای خلاء اواپراتور و فاضلاب: آسیاب‌های روغن پالم به طور فزاینده‌ای بیوگاز را از فاضلاب آسیاب روغن پالم بازیابی می‌کنند و برخی از اواپراتورهای چند اثره برای تصفیه کندانس یا تغلیظ محصولات جانبی استفاده می‌کنند. در هر مورد، آخرین اثر تحت خلاء عمل می‌کند و کندانسور فشار قابل دستیابی را تعیین می‌کند، که به نوبه خود اختلاف دمای موجود برای کل قطار را تعیین می‌کند. در این سرویس‌ها بخار حاوی اسیدهای چرب فرار، سولفید هیدروژن و آمونیاک ناشی از تخریب بی‌هوازی است، بنابراین کندانس در pH ۴-۶ خورنده است و مواد کندانسور باید آن را در نظر بگیرند، با فولاد ضد زنگ ۳۱۶L یا فولاد ضد زنگ دوقلو ترجیح داده شده بر فولاد کربن. گازهای غیرقابل تراکم غنی از دی‌اکسید کربن و سولفید هیدروژن باید به جای خروجی پمپ خلاء به یک اسکرابر یا مشعل تخلیه شوند.

۲. مهندسی کندانسور روغن پالم برای خلاء پایدار

سه تصمیم مهندسی تعیین می‌کند که آیا خلاء در طول یک هفته تولید کامل حفظ می‌شود:

• نوع کندانسور و تولید خلاء: کندانسور و دستگاه خلاء باید با هم طراحی شوند نه جداگانه، زیرا کندانسور بار قابل تراکم را حذف می‌کند و دستگاه خلاء فقط آنچه را که باقی می‌ماند مدیریت می‌کند. یک سیستم انژکتور بخار سه مرحله‌ای با کندانسورهای میانی می‌تواند به ۲-۴ میلی بار در یک دستگاه بو زدایی برسد و هر کندانسور میانی بار مرحله بعدی را کاهش می‌دهد، که باعث می‌شود خلاء عمیق مقرون به صرفه باشد. یک پمپ حلقه مایع ساده‌تر و ارزان‌تر است اما توسط فشار بخار آب مهر و موم خود محدود می‌شود که در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد حدود ۳۲ میلی بار است و با دما به شدت افزایش می‌یابد، بنابراین نمی‌تواند به تنهایی به خلاء بو زدایی برسد و با یک حلقه آب مهر و موم سرد یا به عنوان پمپ پشتیبان برای یک انژکتور استفاده می‌شود. یک چیدمان مدرن رایج، یک مرحله اول انژکتور است که توسط یک پمپ حلقه مایع دنبال می‌شود، که مصرف بخار را در مقایسه با یک قطار کاملاً انژکتوری به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• دمای آب خنک کننده و جریان: دمای آب خنک کننده مهمترین متغیر عملیاتی است، زیرا فشار بخار را در خروجی کندانسور و در نتیجه فشار مطلق قابل دستیابی تعیین می‌کند. آب در دمای ۳۰ درجه سانتیگراد می‌تواند به طور نظری دمای کندانسینگ نزدیک به ۳۵-۳۸ درجه سانتیگراد را پشتیبانی کند، که مربوط به فشار بخار آب حدود ۵۵-۶۵ میلی بار است، که برای خشک کن خلاء خوب است اما بسیار بالاتر از ۲-۶ میلی بار مورد نیاز برای بو زدایی است، بنابراین نیاز به انژکتورها بین مراحل وجود دارد. در مناطق گرمسیری روغن پالم، دمای حباب مرطوب محیط ۲۴-۲۷ درجه سانتیگراد است و برج‌های خنک کننده معمولاً ۳۰-۳۵ درجه سانتیگراد را ارائه می‌دهند، و هر ۳ درجه سانتیگراد افزایش در دمای آب به طور قابل اندازه‌گیری خلاء را تخریب می‌کند. جریان کافی آب به همان اندازه مهم است: افزایش دمای خروجی باید در حد ۵-۱۰ درجه سانتیگراد نگه داشته شود و سرعت لوله بین ۱ تا ۲.۵ متر بر ثانیه برای کنترل گرفتگی بدون فرسایش حفظ شود.
• گرفتگی، مواد و مدیریت کندانس: گرفتگی کندانسور روغن پالم متمایز است: اسیدهای چرب و صابون‌های آنها، روغن پلیمریزه شده و عبور از دستگاه بو زدایی روی سطوح انتقال حرارت رسوب می‌کنند و یک لایه مومی تشکیل می‌دهند که با شستشو با آب پاک نمی‌شود. پاسخ‌های طراحی شامل یک اسکرابر بخار قبل از کندانسور سطحی برای حذف روغن معلق، یک تلورانس گرفتگی بزرگتر ۰.۰۰۰۲-۰.۰۰۰۵ متر مربع کلوین بر وات، و پیش‌بینی برای تمیز کردن دوره‌ای قلیایی یا حلال در محل است. مواد معمولاً فولاد ضد زنگ ۳۰۴L یا ۳۱۶L در سمت فرآیند هستند زیرا اسیدهای چرب در دمای ۱۰۰-۲۷۰ درجه سانتیگراد به فولاد کربن خورنده هستند و کندانس اسیدی است. پای بارومتریک باید حداقل ۱۰.۳ متر بالاتر از مخزن داغ باشد و مخزن داغ باید تهویه شده و جدا شود تا تقطیر اسید چرب بتواند به طور مداوم جمع‌آوری شود به جای انباشته شدن و هدایت به تصفیه فاضلاب.

ماتریس مقایسه موقعیت‌های وظیفه کندانسور روغن پالم

سوالات متداول (FAQ)

س: چرا خلاء در بو زدایی روغن پالم بسیار مهم است؟

پاسخ: خلاء چیزی است که به اسیدهای چرب آزاد و ترکیبات بو اجازه می‌دهد بدون افزایش دما تا نقطه‌ای که روغن تخریب شود، از روغن جدا شوند. بو زدایی به اختلاف زیاد در فراریت بین تری‌گلیسریدها و اسیدهای چرب آزاد متکی است و کاهش فشار مطلق آن فراریت نسبی را افزایش می‌دهد، بنابراین مصرف بخار جداسازی کاهش می‌یابد و دمای فرآیند می‌تواند در ۲۴۰-۲۷۰ درجه سانتیگراد نگه داشته شود به جای اینکه بالاتر برود. در ۲-۶ میلی بار، مصرف بخار ۵-۱۵ کیلوگرم در تن روغن است؛ اگر خلاء به ۱۰-۱۵ میلی بار تخریب شود، کارخانه باید یا اسید چرب باقی مانده بالاتر و رنگ ضعیف‌تر را بپذیرد، یا دما را افزایش دهد، که باعث افزایش تشکیل ترکیبات ناخواسته و روغن پلیمریزه شده می‌شود. به همین دلیل اپراتورها فشار دستگاه بو زدایی را به طور مداوم نظارت می‌کنند و افزایش فشار مطلق را نه فقط یک مسئله ابزار، بلکه یک رویداد کیفیت محصول تلقی می‌کنند.

س: آیا باید از کندانسور بارومتریک یا سطحی برای دستگاه بو زدایی استفاده کنم؟

پاسخ: اکثر پالایشگاه‌های فیزیکی روغن پالم از کندانسور تماس مستقیم بارومتریک استفاده می‌کنند، زیرا نزدیک‌ترین تقریب را می‌دهد، ارزان و ساده است، سطح گرفتگی برای تمیز کردن ندارد و جریان کندانس تولید می‌کند که در آن تقطیر اسید چرب به طور طبیعی برای بازیابی جدا می‌شود. هزینه‌ها شامل حجم زیادی آب آلوده است که باید تصفیه شود، الزام نصب کندانسور حداقل ۱۰.۳ متر بالاتر از مخزن داغ، و حساسیت به دمای آب خنک کننده است. کندانسور سطحی در مواردی که تخلیه آب محدود است، جایی که کارخانه جریان کندانس تمیزتری می‌خواهد، یا جایی که دستگاه بو زدایی با یک سیستم آب سرد موجود ادغام شده است، انتخاب می‌شود. این نیاز به حدود ۱.۵-۳ برابر سرمایه دارد، نیاز به تمیز کردن دوره‌ای برای حذف رسوبات مومی دارد و باید به طور سخاوتمندانه تهویه شود تا غیرقابل تراکم‌ها را که در غیر این صورت خلاء را تخریب می‌کنند، حذف کند.

س: چه مقدار تقطیر اسید چرب بازیابی می‌شود و چه چیزی بر بازده تأثیر می‌گذارد؟

پاسخ: یک دستگاه بو زدایی تصفیه فیزیکی معمولاً تقطیر اسید چرب را با نرخ ۲-۵٪ خوراک تولید می‌کند، بسته به محتوای اسید چرب آزاد روغن ورودی و میزان تهاجمی بودن دستگاه بو زدایی. روغن پالم خام معمولاً با ۳-۵٪ اسید چرب آزاد وارد می‌شود و تقریباً تمام آن همراه با مواد غیرقابل صابونی شدن حاوی توکوفرول‌ها، توکوترینول‌ها، استرول‌ها و اسکوالن که به تقطیر ارزش تجاری آن را می‌دهد، جدا و بازیابی می‌شود. راندمان بازیابی کندانسور تعیین کننده میزان واقعی جذب آن است: کندانسوری با خروجی گرم یا جداکننده عبور ضعیف طراحی شده، مه ریز را به سیستم خلاء از دست می‌دهد، جایی که انژکتورها را کثیف می‌کند و در آب مخزن داغ و سپس در تصفیه فاضلاب قرار می‌گیرد. نصب یک اسکرابر بخار قبل از کندانسور سطحی و طولانی نگه داشتن زمان اقامت مخزن داغ برای جداسازی فاز، معمولاً بازیابی را چند درصد بهبود می‌بخشد.

س: کندانسور روغن پالم به چه نگهداری نیاز دارد؟

پاسخ: چهار وظیفه غالب هستند. تمیز کردن سطوح انتقال حرارت با برنامه تقریبی هر ۱-۳ ماه برای کندانسورهای سطحی، با استفاده از تمیز کردن قلیایی و سپس یک مرحله گردش حلال یا روغن داغ، زیرا آب به تنهایی رسوبات چربی پلیمریزه شده را پاک نمی‌کند. تصفیه آب خنک کننده و نگهداری برج، زیرا رسوب و رشد بیولوژیکی در برج خنک کننده گرمسیری مستقیماً دمای کندانسینگ را افزایش داده و خلاء را تخریب می‌کند. بررسی سیستم خلاء، از جمله بازرسی نازل انژکتور برای سایش و فرسایش، تأیید فشار و خشکی بخار محرک، و دمای آب مهر و موم و جریان پمپ حلقه مایع، زیرا آب مهر و موم گرم به تنهایی می‌تواند فشار قابل دستیابی را ۱۰-۲۰ میلی بار افزایش دهد. و تشخیص نشتی در سمت خلاء، زیرا هوا که از طریق فلنج‌ها و ساقه سوپاپ‌ها وارد می‌شود، جمع می‌شود، بار غیرقابل تراکمی را اضافه می‌کند که انژکتورها باید مدیریت کنند، و به طور خاموش فشار دستگاه بو زدایی را افزایش داده و کیفیت محصول را بدتر می‌کند.