您了解食用油,这一生活必需品的生产过程吗? 居民调查显示,2017 年全球单年食用油的产量 已经达到 1.86 亿吨,虽然食用油的市场日益庞大,但是食用油制造商面临越来越严峻的挑战 : 低利润空间、原材料品质波动和人们消费习惯的改变。制造商必须提高生产性能和降低运营成本, 而这都离不开创新的测量技术。应用正确的过程测量技术、可以有效利用资源,降低运营成本, 提高系统可用性。
最近全国疫情反复,地方政府为居家隔离的小伙伴发放 了爱心补给包,除了蔬菜肉米面,必不可少的一项补给便是 生活里的家中常备——食用油。
食用油脂生产过程中的精炼和脱臭工艺对油脂质量是非 常重要的一环,用于去除原料油中多余的成分,例如氧化产物、色素体、残留皂、磷脂与糖脂和微量金属元素等。这一过程包含了复杂的物理反应和化学反应,很大程度上依赖于 过程参数的精准控制,包括反应的过程温度和压力,液体、 浆料和气体成分的配比。 任何一个环节的缺漏都会影响到 油品的质量与安全,其中最直观的表象即为油品色度指标的 变化。因此对于油脂行业,表征油品色度的红值与黄值测量 是精炼过程的重要项目,用于评估颜色已何时达标,何时停止炼制。在加工过程中实时监测颜色,可以在保障油品质量 的同时,减少原料的浪费。多年以来,食用油脂的色度测定 一直通过人工肉眼比色的方法进行测量,GB/T 5525-1985《植 物油脂检验透明度、色泽、气味、滋味鉴定法》中色泽采 用重铬酸钾溶液比色法进行鉴定。
这一方法由于含有强腐蚀性和强酸性的试剂而被替代, 改用罗维朋色度计 :由透过已知光程的液态油脂样品和光的 颜色与透过标准玻璃色片的光的颜色进行匹配,肉眼比色后 表示其测定结果。上述方法依然受到取样间隔、样品静置时 间、温度变化和人工误差带来的影响,对油品的质量监控带 来额外的风险。 Endress+Hauser 提供精准可靠的在线可见 光光度计,能够进行实时高精度色度测量。产品具有高温和 高压稳定性,可以长期测量处于 90℃高温,甚至 130℃以内 高温的精炼油脂的色度测量,并将测量值上传至 PLC 或者 DCS,便于管理者得到最实时的结果对工艺进行最优化管理。 光度计的流通池采用卫生型设计,没有死角,减少杂质黏附 带来的测量干扰,特别适用于相分离过程和在线质量监控。
在线可见光光度计的测量原理建立在 Beer-Lambert 定律之上,通过油脂颜色对应的特征波长的吸光度和色度的线 性关系,将灵敏的光电流值分别换算成油脂的红值和黄值。 测量过程不会受到人为因素的影响,屏蔽了不同操作人员引 起的人工误差。
A = –log (I/I0) = ε · c · OPL 数 ;c – 浓度 / 色度 ;OPL – 光程(透镜间距)。 A – 吸光度 ;I – 入射光强 ;I0 – 出射光强 ;ε – 光吸收系
油脂精炼过程中需要分别测量其红值和黄值,每种颜色有着截然不同的特征吸收波长。例如黄值需要测定油脂在 400…430 nm 波长段之间的吸光度,而红值则需要测定油脂 在 490…520 nm 波长段之间的吸光度,这一功能需要仪表 中精确标定的光源和滤光片组合才能实现。Endress+Hauser 提供的在线光度计,针对不同色度的测量可以选择不同波长 的滤光片,以保障优质的滤波性能和高线性度,并在测量波 长基础上增加参比波长的测量,用以补偿光源老化和杂质黏附引起的误差。 Endress+Hauser 还可提供不同光程的仪表, 用以满足脱色和脱臭工艺中不同量程的红值和黄值的测定。
不同光程的仪表
• OUSAF21 光 度 计 为 低 量 程 光 度 计, 光 程 长 度 (150/200/250 mm 三 档可 选) 和实验 室罗 维朋光 度计 的 比色皿相当,适用于脱色油和脱臭油的极低红值测量,测 量 范 围 为 0…10Lovibond R( 红 值 ), 分 辨 率 则 为 0.005 Lovibond R。
• OUSAF22 光度计则为高量程光度计,光程长度(0.5… 90 mm 之间可选),测量范围最高可达 500 Lovibond Y(黄 值),适用于脱色油和脱臭油的黄值测量。
与此同时,Endress+Hauser 提供双通道的通用变送器 CM44P,可同时连接 2 台在线光度计,实现同一测量点红值 和黄值的共同监测。
应用案例
镇江被誉为中国的“ 醋都 ”, Endress+Hauser 为毗邻长江的某食用油脂厂提 供整套的自动化测量解决方案。现场操作人员过去一直在实验室中使用色度计,通过肉眼比色的方式离线测定油品色度。这一过程费时费力,也对操作人员的操 作水平和经验有较高的要求。在线光度计则解决了现场的燃眉之急。
Endress+Hauser 不仅仅提供在线仪表类产品,更为用 户的稳定生产保驾护航。该客户第一次使用在线光度计时, Endress+Hauser 的产品专家和服务团队为现场测试进行了 长达两个月的数据比对。通过现场安装环境的优化、现场人 员的培训以及不断的数据积累,最终不但保障了现场在线仪 表测量值和实验室离线色度计的数据一致性,也满足了现场 实时在线测量的需求。通过下面的曲线不难发现,在线测量 值和离线测量值有着非常好的追随性,其数据可以满足在线 质量控制的需求,同时节省下“三班倒”生产过程中及其宝 贵的人力资源。 提高生产性能和降低运营成本,都离不开 创新的测量技术。有针对性地不断优化和改进精炼工艺,工 厂经营者能够在保证产品品质的前提下缩短停机时间,降低废 品率,并提高系统的附加值。Endress+Hauser 为客户提供可靠 的整套测量技术,实现从原材料配送到成品食用油精炼和仓储 的优质食用油生产。通过持续改进工艺,我们将一直助力您减 少出现废品和产品损耗,并优化生产系统的性能。