本试验主要研究充氮储藏对油脂品质的影响,以期对绿色储油起到一定的理论指导作用。
1材料与方法
1.1材料及设备
油脂:北京古船油脂有限责任公司储备油,北京市天维康油脂调销中心储备油。
油罐:试验罐北京市天维康油脂调销中心的16号储油罐,容量为5000m3,储油数量为4647t;对比罐北京古船油脂公司的8号罐,储油容量为3000m3,储油数量为2843t。
制氮机:德国制造汉高(JH-10)制氮机;冷干机:北京制造(TRD-10AS);空压机:香港制造(Hydrovane128);测氮仪、空气储罐、流量计、减压阀以及压力表:北京航天仪器有限公司产ML-XN数字智能。
1.2方法
1.2.1工艺流程
试
验过程中用氮气置换罐内空气,罐顶加入呼吸阀,同时从罐顶加装一根金属管通入罐内,距油面高度约为20cm,让充足的氮气充分进入油罐,把油面和罐顶之间空间的空气从呼吸阀置换排出,从而增加罐内氮气浓度,入罐氮气压力保持为250Pa,呼吸阀压力保持为128Pa。
1.2.2氮气浓度的保持 在置换空气阶段氮气浓度逐步上升,在浓度到达93%时趋于平稳。使用ML-XN测氮仪分别在上午和下午测氮气浓度,氮气浓度保持在91%~93%为适宜浓度。
1.2.3 储藏油脂理化指标的测定 将储藏一定时间的油脂取样测定其酸价、过氧化值,考察充氮储藏罐与对比罐储藏油脂理化指标变化的规律。
2 结果与讨论
2.1原料油脂的理化指标
对原料油脂进行常规理化指标分析,得结果如下:
通过对比曲线的比较,可以明显看出油脂在充氮条件下过氧化值得到了有效的控制。从曲线斜率看,试验罐的过氧化值曲线的斜率变化较小,曲线较为平缓;而对比罐的过氧化值曲线斜率变化幅度相对较大,曲线上升趋势明显。同期变化值相比,试验罐从6月份至9月份四个月期间,过氧化值从1.65升高到1.9,升高幅度为15%,对比罐的油脂从6月份至9月份四个月期间,过氧化值从1.7升高至2.5,升高幅度为47%。从酸值曲线我们看出充氮技术对酸值也有一定的影响,试验罐的酸值从1.3升高到1.4,升高幅度为7.6%;对比罐的酸值从1.5升高到1.8,升高幅度为20%。从中可以得出结论:充氮技术不仅可以对油脂的过氧化值得进行有效的控制,同时也对酸值起到了一定的控制作用。所以,充氮储油是一项切实有效的储油技术,为首都粮油安全提供了有效的技术支持和实用手段。
2.3充氮储油过程中的影响因素及防控措施
2.3.1温度对油脂储藏的影响与防控措施
油脂的温度对其有重要的影响。一般来说,油脂的氧化速度随温度升高而加快,用植物起酥油作实验表明,当温度在21~63℃时,温度每上升16℃,氧化速率就增加一倍,所以用低温储藏油脂是油脂保一个重要方法。山西曲沃县将油脂储藏在14~16℃温度下,经7~9年长期储藏,油脂出现轻微哈腌味,但酸价仍较低。河北沧州曾作过葵花籽油、精制棉籽油、花生油低温储藏实验,储藏度为10℃,对照高温组为55℃,结果表明低温油的油质储一年后几乎不变,而高温组储藏仅一个月后油的品质就出较明显变化。杭州市油脂公司将桶装油品分别置于露天、棚及室内存放13个月,结果表明露天存放的油品过氧化增值分别是凉棚存放和室内存放的1.1倍和1.4倍。由此可见温度作为影响油脂氧化的一个重要因素,我们将会在以后的科学储油过程中加以重视,增加相应的温度测定与记录等,设法降低油温,实现低温储藏,确保油脂安全度夏。
2.3.2氮气含量对油脂储藏的影响与防控措施
氮气含量对油脂储藏有着巨大的影响。油脂劣变的主要原因是氧化酸败,所以,只要控制油脂氧化,则可以阻止劣变的进程。油脂氧化的速度与氧的浓度成正比,设法限制或切断氧的供给,就可以从根本上解决问题。充氮储油就是将氮气充入油罐,排除其中的空气使之缺氧,以抑制油脂氧化,确保油脂安全储藏。
那么氮气含量越高,氧的含量就越低,越利于储藏。氮气的含量与压力成正比,压力越高,氮气含量也就越高。我们试验过程中所选择储油罐是非压力罐,如果单纯要求较高的氮气浓度,如我们可以将呼吸阀的压力设置为900~1000Pa,这样罐内的氮气浓度可以达到92%以上,但这样做存在着极大的风险,如遇到高温或低温情况下,罐内压力太大而释放缓慢或压力过小而空气补充不足极易造成安全事故,所以在试验过程中将呼吸阀压力设置为250Pa。试验目标是找到一个更为合适的压力区间,使罐内氮气浓度达到85%~90%,而又对罐体不产生损坏,不引起安全事故。为了实现这个目标:(1)更为密切的注视罐内压力变化,尤其在高温和降温天气,找出准确的氮气浓度变化;(2)呼吸阀设置及呼吸阀压力设置,为避免在高温和降温天气罐内外产生压力差,把呼吸阀的数量从现在的一个增加到2个或4个,保证过高的压力通过呼吸阀排出以及过低的压力下得到充足的空气补充。
2.4运行费用及效益分析
①制氮机、两个储气罐(空气储罐和氮气储罐)、冷干机、流量计、减压阀、氮气检测仪器及铺设管线费用共计9万元;
②油罐改造包括法兰密闭、加装呼吸阀等费用共计5千元;
③运行费用:制氮机相关设备根据罐内氮气浓度进行自动运行,从试验开始至试验结束共耗电90度,按照按每度电0.72元计,共计64.8元。采用制氮机虽然一次投资相对较大,但是推广以后可以多个油罐共同使用,且维护方便、后续投入小,所以采用制氮机相对比较经济环保,适宜广泛推广应用。
3结论
综上所述,为控制外界不良因素的影响,实现油脂安全储藏,充氮气调储藏技术是一项非常有效的技术,它可以明显控制油脂氧化速度,从而实现油脂绿色储藏。此项技术经济环保,应用前景广阔。建议更多的企业能采用该技术提高我国油脂储藏的科技含量和质量保障水平。