Автоматика маслоэкстракционного завода
Система управления маслоэкстракционным производством: подготовка семян (очистка, обрушивание, прессование форпресса), экстракция растворителем (гексан), десольвентация шрота, рафинация масла. Контролирует температуру, давление, концентрацию мисцеллы, содержание гексана в шроте, пожаровзрывобезопасность.
Маслоэкстракционный завод (МЭЗ) — специализированное пищевое производство растительных масел (подсолнечное, соевое, рапсовое, льняное) объёмом переработки семян 500-3000 т/сутки. Крупнейшие предприятия РФ — Юг Руси, Эфко, Содружество, Астон, Благо. Производство взрывоопасное из-за применения гексана (легковоспламеняющийся растворитель, LEL 1,1%, VEL 7,5% в воздухе), что требует строгой автоматизации с SIS и взрывозащитой ТР ТС 012/2011.
Подготовительный передел — очистка семян от примесей, калибровка, обрушивание (отделение лузги у подсолнечника), плющение, прожарка в жаровнях (температура 95-105 °C, влажность 5-7%), прессование в шнековых форпрессах (съём 50-70% масла). Автоматика Siemens S7-1500 контролирует температуру и расход семян, давление в прессах, вентиляцию аспирационных установок, частотные приводы шнеков и питателей.
Экстракционный передел — ключевой и самый ответственный. Шрот из форпрессов (с 15-20% остаточного масла) подаётся в экстрактор карусельный или ленточный, где орошается гексаном. Получается мисцелла (раствор масла в гексане 20-30%), которая отправляется на дистилляцию. Шрот после экстракции содержит 1-2% масла и 20-30% гексана — его направляют в десольвентизатор-тостер, где при температуре 95-110 °C и пропаривании отгоняется гексан и инактивируются антипитательные вещества.
Критические параметры в экстракторе — концентрация гексана в воздухе рабочей зоны (<10% LEL = 0,11%), содержание кислорода в оборудовании (<4-6% для предотвращения взрыва), температура процесса. SIS на SIL 2-3 обеспечивает автоматическое закрытие подачи гексана, продувку инертным газом азотом и аварийное отключение электрооборудования при превышении уставок.
Дистилляция мисцеллы — выпарка в вакуумных испарителях для отделения гексана от масла. Температура в последней ступени 110-130 °C, остаточное давление 50-100 мм рт. ст. Автоматика контролирует концентрацию масла в мисцелле онлайн-рефрактометром, температуру и давление по ступеням, рекуперацию гексана в конденсаторах (возврат в цикл).
Рафинация масла — гидратация (отделение фосфолипидов), нейтрализация (щёлочная, удаление свободных жирных кислот), отбеливание (адсорбция глиной), дезодорация (острый пар под вакуумом 170-200 °C), фильтрация. Каждый передел — отдельная подсистема автоматики. Для вспомогательных задач применимы отечественные контроллеры (ОВЕН ПЛК210, Прософт-Системы REGUL). Экспертиза РУБИКОН — изготовление шкафов автоматики для вспомогательных подсистем МЭЗ (приёмка семян, аспирация, рафинация) по индивидуальному ТЗ.
Частые вопросы
Почему экстракция гексаном считается взрывоопасным процессом?
Гексан — лёгкий углеводород (C6H14, температура вспышки -22 °C, нижний предел взрываемости 1,1%). При утечке из экстрактора или трубопроводов его пары смешиваются с воздухом, образуя взрывоопасную смесь. Инициаторы — искры электрооборудования, статическое электричество, нагретые поверхности. Поэтому вся территория экстракции классифицируется как зона класса 1 по ТР ТС 012/2011, а оборудование — с видом защиты Ex d или Ex ia. SIS автоматика с газоанализаторами LEL обязательна.Какая точность контроля остаточного гексана в шроте нужна?
По нормам пищевой безопасности остаточное содержание гексана в шроте (кормовом) должно быть менее 500 мг/кг (0,05%). Контролируется онлайн-ИК-анализатором на выходе десольвентизатора с точностью ±50 мг/кг. При превышении автоматика увеличивает расход пара в тостер или снижает производительность. Коммерческое значение: превышение нормы делает шрот непригодным для продажи, что при производительности 300-500 т/сутки означает потери сотен тысяч рублей в сутки.
Источники
- ТР ТС 024/2011 — Технический регламент на масложировую продукцию — ЕЭК
- Desmet Ballestra — Oilseed Extraction Technology Reference — Desmet