不同結(jié)構(gòu)多流道螺旋混合器強(qiáng)化堿煉脫酸反應(yīng)

張博文唐 霞劉新宇馬 威金 煒崔政偉?

游離脂肪酸(FFA)是油脂中廣泛存在的一種雜質(zhì),影響油脂的儲(chǔ)藏時(shí)間和風(fēng)味[1,2],在油脂高溫烹飪過程中易降低油脂煙點(diǎn)并使油脂發(fā)生氧化[3,4],產(chǎn)生危害人體健康的有毒物質(zhì)[5]。 脫酸是將油脂中的FFA 降低到可接受的水平[6],去除油脂中FFA 的方法主要有化學(xué)脫酸、物理脫酸以及混合油脫酸等方法[7,8]。 其中,以堿煉脫酸為代表的化學(xué)脫酸法應(yīng)用最為廣泛[9],堿煉脫酸不僅可以去除油脂中大部分FFA,而且可以吸附部分雜質(zhì)和色素[10,11]。

目前,國內(nèi)大中型食用油加工企業(yè)主要使用槳葉式混合機(jī)和離心式混合機(jī)進(jìn)行油堿混合[12]。 槳葉式混合機(jī)使用最為廣泛,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,但體積較大,油堿混合時(shí)間較長(zhǎng),NaOH 用量較大。離心式混合機(jī)體積小,維護(hù)操作便捷,但設(shè)備成本高,噪聲大,能源消耗較高。 因此,脫酸設(shè)備的小型化、高效率、經(jīng)濟(jì)節(jié)能對(duì)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能、減少成本具有重要意義。 在化工行業(yè)中,過程強(qiáng)化對(duì)設(shè)備提高效率、節(jié)約能源具有重要意義[13]。 Boffit等[14]利用超聲波強(qiáng)化油脂脫酸工藝,以甲醇為脫酸劑進(jìn)行酯化反應(yīng),結(jié)果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)攪拌式混合;Kim[15]利用裝有納米反應(yīng)器的脫酸裝置進(jìn)行了堿煉脫酸試驗(yàn),該方法雖然脫酸率高、消耗NaOH 較少,但脫酸系統(tǒng)壓降較大,能耗高。

本研究采用一種新型多流道螺旋混合器強(qiáng)化堿煉脫酸,其設(shè)計(jì)理念來源于Kenics 型靜態(tài)混合器[16]。 相比于Kenics 型靜態(tài)混合器,多流道螺旋混合器可將流體螺旋分割成多股,使互相連接的混合單元切割混合能力加強(qiáng),提高了混合破碎非均相混合相的能力。 同時(shí)兼顧了Kenics 型靜態(tài)混合器壓降小、造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 為了探究多流道螺旋混合器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)堿煉脫酸效果的影響,本研究在堿煉脫酸工藝參數(shù)一致的情況下,考察了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下裝置的脫酸效果,為工業(yè)應(yīng)用中多流道螺旋混合脫酸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要原料與試劑

一級(jí)大豆油(中糧食品營銷有限公司);FFA(十八烯酸,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%,吉林省谷依古有限公司);含酸大豆油(1 g 中含3.6 mg 的KOH,由一級(jí)大豆油和FFA 調(diào)配);去離子水(無錫市江大教育文化服務(wù)有限公司);活性白土(化學(xué)純);氫氧化鈉、酚酞、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%乙醇,均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

堿煉脫酸系統(tǒng)如圖1 所示,采用與文獻(xiàn)[17]類似堿煉脫酸系統(tǒng)。 主要由油堿配比系統(tǒng)、油堿混合系統(tǒng)、油皂分離系統(tǒng)以及對(duì)比實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等幾部分組成。

圖1 堿煉脫酸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Fig.1 Experiment system of alkali deacidification

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成:1)油堿配比系統(tǒng)。 主要由油料罐、堿液罐、智能溫控器、攪拌器以及緩沖罐組成。攪拌器將油脂和堿滴中的各種物質(zhì)攪拌均勻,通過智能溫控器將堿液和油脂加熱到指定溫度,將一定量的油脂以及與之相反應(yīng)的堿液按計(jì)算所得的配比投入緩沖罐中。 2)油堿混合系統(tǒng)。 主要由壓力泵、多流道螺旋混合器以及套管組成。 通過壓力泵將油堿混合相泵入混合器,將油脂和堿滴進(jìn)行混合。 3)油皂分離系統(tǒng)。 由高速離心機(jī)組成,離心速度12 000 r·min-1。 油堿混合系統(tǒng)堿煉后,通過離心機(jī)脫去皂腳,得到離心脫皂油。 4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。由水浴鍋、攪拌器以及離心機(jī)等組成。 設(shè)置與多流道螺旋混合器相同的工藝參數(shù)下,探究攪拌式混合方式與新型混合方式的差異。

1.3 多流道螺旋混合器強(qiáng)化堿煉脫酸原理

如圖2 所示,自制多流道螺旋混合器由SLA 光固化成型技術(shù)制造,混合單元的直徑d=20 mm,由不同結(jié)構(gòu)的葉片按指定螺旋線扭轉(zhuǎn)而成,由單元數(shù)n=10 的左旋混合單元與右旋混合單元交替組合,并鑲嵌于管道中形成多流道螺旋混合器,其結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)如式(1)～(3)所示。

圖2 混合器單元(F=3, s=2, φ=180°)Fig.2 Mixer unit (F=3, s=2, φ=180°)

式(1)～(3)中:x,y,z為流道螺旋線上任一點(diǎn)空間坐標(biāo),mm;φ,單元扭轉(zhuǎn)角度,°;θ為任意截面與起點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)角度,取值范圍[0,φ],°;s為單元長(zhǎng)徑比,單元長(zhǎng)度L與直徑d之比,無量綱。

堿煉脫酸過程如圖3 所示,油堿混合相經(jīng)恒溫緩沖罐預(yù)混合;隨后控制油堿混合相的流量Q,使油脂連續(xù)相與堿滴分散相一同進(jìn)入多流道螺旋混合器中進(jìn)行混合、破碎以及中和反應(yīng);最終反應(yīng)物由出口流出,結(jié)束脫酸反應(yīng)。

圖3 混合器原理圖Fig.3 Schematic diagram of mixer

影響堿煉脫酸的因素主要有堿及其用量、堿液濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和混合強(qiáng)度。 FFA 與堿滴的反應(yīng)屬于非均相界面化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)速率取決于FFA 與堿滴的接觸面積,要提高堿煉反應(yīng)速率,混合階段起到了很大的作用。 在脫酸過程中,在強(qiáng)烈的湍流剪切力以及混合單元切割扭轉(zhuǎn)的作用下,堿滴受到XYZ3 個(gè)方向上的剪切力,使堿滴破碎成尺寸更小的液滴,增加了堿滴與FFA 的接觸面積,并促使反應(yīng)生成的膠膜與堿滴分離;同時(shí)油堿混合相在流道中不斷扭轉(zhuǎn)、加速,使得堿滴分散得更細(xì),增加堿滴與FFA 的碰撞機(jī)會(huì);實(shí)現(xiàn)了堿滴的微細(xì)化和高度分散化,從而提高了堿煉脫酸速率。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

以含酸大豆油為試驗(yàn)對(duì)象,在堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.5%,反應(yīng)溫度T=45 ℃,超量堿與理論堿之比δ=5%的條件下;控制不同油堿混合相的流量Q,通過不同結(jié)構(gòu)多流道螺旋混合器強(qiáng)化混合反應(yīng),實(shí)現(xiàn)含酸大豆油中FFA 的脫除。 混合反應(yīng)之前,將油堿進(jìn)行充分的攪拌并加熱至反應(yīng)溫度,使含酸大豆油中的FFA 分布均勻。 試驗(yàn)時(shí),將油堿混合相在緩沖罐中短暫預(yù)混合,再通過多流道螺旋混合器進(jìn)行更加強(qiáng)烈的混合。 所得含皂脫酸油靜置后使皂腳絮凝,取上清油經(jīng)高速離心機(jī)(12 000 r·min-1,15 min)離心后,加入0.4% 的活性白土,水浴82 ℃,攪拌20 min 進(jìn)行無水脫皂后離心得到脫酸清油。

實(shí)驗(yàn)所得脫酸油酸價(jià)測(cè)定按國標(biāo)GB 5009.229—2016 熱乙醇指示劑滴定法進(jìn)行測(cè)定[18],堿煉脫酸效果通過脫酸率η和得率Y進(jìn)行表征:

式(4)和式(5)中:AVC和AVR分別為含酸大豆油的酸價(jià)和堿煉脫酸后脫酸油的酸價(jià),mg·g-1;mC,mR分別為含酸大豆油的質(zhì)量和堿煉脫酸后脫酸油的質(zhì)量,kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同結(jié)構(gòu)多流道螺旋混合器對(duì)脫酸效果的影響

2.1.1 流道數(shù)F 對(duì)脫酸效果的影響

F=2、3 和4 的多流道螺旋混合單元如圖4 所示。 流體經(jīng)過多流道螺旋混合器被單元葉片所分割的次數(shù)稱為流體分割數(shù),流道數(shù)F決定了流體分割數(shù),隨著單元數(shù)n的增加,流體分割數(shù)(Fn)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),如圖5。 在n>4 時(shí),F對(duì)流體分割次數(shù)了出現(xiàn)明顯的差異,并隨著n的增加差異逐步增大;在n=5 時(shí),F=4 的螺旋混合器的分割能力可以達(dá)到在n=10 時(shí)F=2 的螺旋混合器的分割能力。

圖4 不同流道數(shù)混合單元Fig.4 Mixer unit with different channel

圖5 不同流道數(shù)切割流體能力Fig.5 Cutting fluid ability of the mixer with different channel

為考察不同流道數(shù)F對(duì)堿煉脫酸效果的影響,使用d=20 mm,s=1.5,葉片厚度w=2,φ=180°,n=10 的不同F(xiàn)的多流道螺旋混合器進(jìn)行堿煉脫酸實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6 所示:隨著F的增加,η隨Q的增加而增加并逐步趨于穩(wěn)定,其中F=3 和4 的η要明顯優(yōu)于F=2 的η,當(dāng)F=4,Q=300 L·h-1時(shí),η最高可達(dá)95%。

圖6 不同流道數(shù)對(duì)脫酸率的影響Fig.6 Effect of different channel on deacidification rate

Q<180 L·h-1時(shí),η提升較為明顯。 一方面,隨著Q的增加,在一定程度上使液液非均相體系中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度增大,導(dǎo)致韋伯?dāng)?shù)We增加,韋伯?dāng)?shù)We的增加將會(huì)促使液滴分散相破碎成更小的液滴[19];另一方面,隨著Q的增加,在油脂連續(xù)相的帶動(dòng)下,堿滴分散相通過混合單元的扭轉(zhuǎn)、加速、切割,并與混合器單元和管道壁面發(fā)生碰撞,使堿滴得到了進(jìn)一步的破碎,增加了液液非均相的接觸面積,提高了非均相界面反應(yīng)的反應(yīng)速率。Q>180 L·h-1時(shí),較高的流量縮短了混合時(shí)間,導(dǎo)致FFA 未能充分的中和,限制了η的提高。

F=2 時(shí),η主要受要湍流和混合單元扭轉(zhuǎn)影響,原因在于其分割流體能力遠(yuǎn)不及F=3 和4。 當(dāng)F=4 時(shí),理論上n=10 時(shí)其的分割流體能力要明顯優(yōu)于F=3 的分割流體能力,但實(shí)際上F=4 的η并沒有得到明顯的提升,這可能是中和反應(yīng)速率的限制導(dǎo)致的,油堿中和反應(yīng)速率與混合相中堿液以及FFA 的濃度有關(guān),當(dāng)中和反應(yīng)進(jìn)行到后期時(shí),反應(yīng)物濃度逐步降低,從而降低了中和反應(yīng)速率,此時(shí)提高混合強(qiáng)度對(duì)η貢獻(xiàn)有限。

圖7 中,F=2 和3 時(shí),Y均保持在87%～90%,Q>180 L·h-1時(shí),F=4 的Y出現(xiàn)了明顯的下降。 出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是隨著Q的增加多流道螺旋混合器的混合強(qiáng)度也在逐步增加,由于F=4 切割流體能力較大,此時(shí)出現(xiàn)了過度混合的現(xiàn)象,形成了難以分離的油/水、油/皂混合相,造成了中性油的損失。 綜合以上分析,建議Q<180 L·h-1時(shí),選擇F=4,Q>180 L·h-1時(shí),選擇F=3。

圖7 不同流道數(shù)對(duì)得率的影響Fig.7 Effect of different channel on yield

2.1.2 扭轉(zhuǎn)角度φ 對(duì)脫酸效果的影響

φ=90°、180°和270°的多流道螺旋混合單元如圖8 所示。 單元扭轉(zhuǎn)角度φ是混合器單元首尾截面相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度,反映了混合器單元扭轉(zhuǎn)流體的程度和流道長(zhǎng)度。 其他參數(shù)保持一致的情況下,隨著φ的增加混合器單元的單位長(zhǎng)度下Δθ越大。

圖8 不同扭轉(zhuǎn)角混合單元Fig.8 Mixer unit with different torsion angle

為探究不同單元扭轉(zhuǎn)角度φ對(duì)堿煉脫酸效果的影響,使用d=20 mm,F=3,s=1.5,w=2,n=10 的不同φ的多流道螺旋混合器進(jìn)行堿煉脫酸實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:η隨Q增大而增大,并逐步趨于平穩(wěn),η隨φ的增大而增大,φ=90°的η要顯著低于φ=180°和270°,φ=270°的η最高可達(dá)94.72%,如圖9。

圖9 不同扭轉(zhuǎn)角對(duì)脫酸率的影響Fig.9 Effect of different torsion angle on deacidification rate

φ對(duì)脫酸率的影響主要有2 方面:一方面,隨著φ增加,流道扭轉(zhuǎn)油堿混合相的能力在不斷增加,引起FFA、堿滴之間的強(qiáng)烈對(duì)流,當(dāng)中和反應(yīng)進(jìn)行時(shí),反應(yīng)界面會(huì)產(chǎn)生水和皂并將堿滴和FFA 隔離,這段隔離距離被稱之為擴(kuò)散距離[12],φ的增加不斷提高了混合能力,使液液非均相界面所產(chǎn)生的水和皂被不斷更新,減小了界面反應(yīng)中的擴(kuò)散距離,根據(jù)Fick定律,可提升堿煉脫酸的傳質(zhì)速率;另一方面,隨著φ的增加,流道長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)的發(fā)生了延長(zhǎng),增加了油堿在流道中的滯留時(shí)間,提高了η。

圖10 中,φ=180°時(shí)Y可以保持在87%～90%。當(dāng)Q<120 L·h-1時(shí),φ=90°的Y<87%,明顯低于φ=180°和φ=270°的Y。 出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是堿煉脫酸過程中所生成的膠態(tài)離子膜包裹著中性油,而φ=90°的多流道螺旋混合器扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不高,不易將反應(yīng)生成的膠態(tài)離子膜及時(shí)破裂掉,從而造成中性油的損失。 當(dāng)φ=270°,Q>240 L·h-1時(shí),Y發(fā)生了下降,這是因?yàn)榛旌线^度形成的微細(xì)皂膜溶于中性油,難以分離所導(dǎo)致的。φ=270°的η較φ=180°提升不明顯,同時(shí)φ的增加提高了系統(tǒng)阻力[20]。φ=90°的η不高,建議選用φ=180°。

圖10 不同扭轉(zhuǎn)角對(duì)得率的影響Fig.10 Effect of different torsion angle on yield

2.1.3 單元長(zhǎng)徑比s 對(duì)脫酸效果的影響

s=1.0、1.5 和2.0 的多流道螺旋混合單元如圖11 所示。 長(zhǎng)徑比s指混合單元長(zhǎng)度L與直徑d之比,決定了混合單元的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和混合長(zhǎng)度。 在混合器其他參數(shù)一致的情況下,s越小單位長(zhǎng)度下Δθ越大,反映了混合單元的扭轉(zhuǎn)率大小。 此外s越大,混合單元越長(zhǎng)。

圖11 不同長(zhǎng)徑比混合單元Fig.11 Mixer unit with different length-diameter ratio

為研究不同單元長(zhǎng)徑比s對(duì)堿煉脫酸效果的規(guī)律,使用d=20 mm,F=3,φ=180°,w=2,n=10 的不同s的多流道螺旋混合器進(jìn)行堿煉脫酸實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Q<140 L·h-1,s=1.0、1.5 和2.0 的η依次上升;Q≈140 L·h-1時(shí),s=2.0 的η開始低于s=1.5 的η;Q>240 L·h-1時(shí),s=1.0 的η開始下降;s=1.5 時(shí),η(94.44%)最高,如圖12。

圖12 不同長(zhǎng)徑比對(duì)脫酸率的影響Fig.12 Effect of different length-diameter ratio on deacidification rate

Q<140 L·h-1時(shí),s=1.0,1.5 和2.0 的η依次上升,這是因?yàn)?在低流量下,混合單元壁面對(duì)油堿混合相的擾動(dòng)作用較小,連續(xù)相的粘性剪切力對(duì)液滴的破碎能力較弱,單元長(zhǎng)度成為堿煉脫酸效果差異的主要因素,混合長(zhǎng)度增加使液液非均相接觸時(shí)間增長(zhǎng),中和反應(yīng)更加完全。Q≈140 L·h-1時(shí),s=2.0的η開始低于s=1.5 的η,雖然s=2.0 的流道長(zhǎng)度較長(zhǎng),間接地增加了油堿混合時(shí)間,但由于單位長(zhǎng)度下Δθ較小,導(dǎo)致油堿混合相在流道中的混合和堿滴細(xì)化不明顯,抑制了其脫酸效果。 當(dāng)Q>240 L·h-1時(shí),s=1.0 的η發(fā)生下降,這是因?yàn)?s=1 的單位長(zhǎng)度下Δθ較大,而較大的扭轉(zhuǎn)率加強(qiáng)了對(duì)油堿混合相的擾動(dòng)和分散相堿滴的破碎,但相對(duì)應(yīng)的流道長(zhǎng)度被大大縮短,降低了油堿混合相的混合時(shí)間。

圖13 中,s=1.0、1.5 和2;0 的Y均在88%左右。 沒有出現(xiàn)較大的差別,這說明在同等數(shù)量混合器單元的情況下,長(zhǎng)徑比s對(duì)Y的影響不明顯。 長(zhǎng)徑比s對(duì)堿煉脫酸的作用主要體現(xiàn)在η,建議Q<140 L·h-1時(shí)選用s= 2.0,Q>140 L·h-1時(shí)選用s=1.5。

圖13 不同長(zhǎng)徑比對(duì)得率的影響Fig.13 Effect of different length-diameter ratio on yield

2.2 不同液液混合方式對(duì)脫酸效果的影響

結(jié)合F、φ以及s對(duì)堿煉脫酸效果的作用差異,建議操作參數(shù)在Q>180 L·h-1時(shí),選擇F= 3,φ=180°,s=1.5 作為多流道螺旋混合器的最適宜組合結(jié)構(gòu)參數(shù),此時(shí)既保證了系統(tǒng)效率又兼顧了脫酸率及得率。

為了進(jìn)一步說明多流道螺旋混合器強(qiáng)化堿煉脫酸反應(yīng)的優(yōu)勢(shì),在工藝參數(shù)為w= 9.5%,T=45 ℃,δ=5%的條件下,對(duì)比多流道螺旋混合器強(qiáng)化堿煉脫酸和攪拌式混合2 種不同混合方式對(duì)油脂堿煉脫酸效果的差異。 堿煉脫酸系統(tǒng)流量Q=300 L·h-1,攪拌式混合時(shí)間為20 min,攪拌強(qiáng)度為80 r·min-1,對(duì)比實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖1 中虛線框所示。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 Comparison of experimental result

由表1 知,多流道螺旋混合的脫酸率較傳統(tǒng)攪拌式混合提高40.56%,但得率降低了4.64%,這可能是因?yàn)槎嗔鞯缆菪旌掀骰旌蠒r(shí)間短,而攪拌式混合時(shí)間較長(zhǎng),較長(zhǎng)的保溫時(shí)間可以更好的促進(jìn)油皂分離。 國標(biāo)[21]規(guī)定一級(jí)大豆油酸價(jià)應(yīng)小于0.5 mg·g-1,多流道螺旋混合可使含酸大豆油酸值降低到0.21 mg·g-1,達(dá)到大豆油一級(jí)標(biāo)準(zhǔn),而傳統(tǒng)攪拌式混合的酸價(jià)為1.67 mg·g-1,遠(yuǎn)不及一級(jí)油標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)文獻(xiàn)[12],傳統(tǒng)攪拌式混合超量堿一般為油質(zhì)量的0.2%,即超量堿與理論堿之比在50%以上,嚴(yán)重消耗NaOH 用量。

2.3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

為說明多流道螺旋混合器對(duì)工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的優(yōu)越性,對(duì)比處理酸值為3.6 mg·g-1的含酸大豆油時(shí),多流道螺旋混合器、槳葉式混合機(jī)和離心式混合機(jī)在NaOH 用量、耗電量、處理時(shí)間、設(shè)備成本、占地面積和維護(hù)成本等方面的差異,結(jié)果如表2 所示。

如表2 所示,多流道螺旋混合器的經(jīng)濟(jì)效益要優(yōu)于槳葉式混合機(jī)和離心式混合機(jī),可實(shí)現(xiàn)低成本、高效率和小型化的需求,對(duì)節(jié)約企業(yè)成本具有重要意義。

表2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)Table 2 Economic evaluation

3 結(jié)論

1)不同F(xiàn)的多流道螺旋混合器的脫酸率隨Q增加而增加并逐步趨于穩(wěn)定;F=3 和4 的脫酸率差別較小,優(yōu)于F=2;Q>180 L·h-1時(shí),F=4 的得率開始下降;建議Q<180 L·h-1時(shí)選擇F=4,Q>180 L·h-1時(shí)選擇F=4。

2)不同φ的多流道螺旋混合器的脫酸率在Q=180 L·h-1時(shí)開始趨于平穩(wěn),φ=180°和270°的脫酸率穩(wěn)定在94%左右;Q>240 L·h-1時(shí),φ=270°的得率下降;結(jié)合得率及壓降,建議選擇φ=180°。

3)Q<140 L·h-1,s=1.0,1.5 和2.0 的脫酸率依次上升;Q≈140 L·h-1時(shí),s=2.0 的脫酸率開始低于s=1.5 的η;Q>240 L·h-1時(shí),s=1.0 的脫酸率開始下降;s=1.0,1.5,2.0 的得率均在88%左右;建議Q<140 L·h-1時(shí)選用s= 2.0,Q>140 L·h-1時(shí)選用s=1.5。

4)綜合流量及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)脫酸率和得率的影響,建議Q>180 L·h-1,并選擇F=3,φ=180°,s=1.5作為多流道螺旋混合器的最適宜組合結(jié)構(gòu)參數(shù)。在最適宜結(jié)構(gòu)參數(shù)下,進(jìn)行多流道螺旋混合器堿煉強(qiáng)化堿煉脫酸實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:在使用超量堿較少的情況下,可將3.6 mg·g-1的含酸大豆油酸值降至0.21 mg·g-1,脫酸率達(dá)到94.17%,達(dá)到一級(jí)大豆油標(biāo)準(zhǔn),相對(duì)于攪拌混合方式的1.67 mg·g-1具有明顯提升,脫酸率同比提高40.56%。

5)相較于槳葉式混合機(jī)和離心式混合機(jī),多流道螺旋混合器在NaOH 用量、耗電量、處理時(shí)間、設(shè)備成本、占地面積和維護(hù)成本等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。