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        進(jìn)口植物油儲(chǔ)存期間罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度變化分析

        2018-08-20 03:15:06張學(xué)娣鮑鳳軍
        現(xiàn)代食品 2018年12期
        關(guān)鍵詞:油溫油罐植物油

        ◎ 李 紅,張 成,張學(xué)娣,陸 峰,丁 丁,鮑鳳軍,李 暉

        (中央儲(chǔ)備糧鎮(zhèn)江直屬庫有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212006)

        我國是植物油消費(fèi)大國,每年需要進(jìn)口大量植物油來滿足國內(nèi)需求[1]。在2018年4月26日召開的第八屆中國油菜籽產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)暨油脂油料市場行情研討會(huì)上,國家糧油信息中心市場信息處處長張立偉表示,未來幾年我國植物油進(jìn)口量將會(huì)繼續(xù)保持增加趨勢。植物油的浸出工藝會(huì)采用正己烷等有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取溶解,雖然還會(huì)通過蒸發(fā)、汽提蒸出溶劑,但由于油脂生產(chǎn)設(shè)備、工藝技術(shù)及溶劑本身的性質(zhì)[2],但仍有少量溶劑殘留在油脂中[3]。在植物油儲(chǔ)存過程中,殘留溶劑的易揮發(fā)成分逐漸擴(kuò)散到罐內(nèi)空間,造成可燃?xì)怏w濃度的變化。當(dāng)可燃?xì)怏w的濃度接近或超過其爆炸下限,如果遇到雷擊、靜電產(chǎn)生的火花,均會(huì)引起可燃?xì)怏w燃燒或爆炸,嚴(yán)重威脅油庫工作人員的生命安全[4]。本文比較不同溶劑殘留量的油脂在儲(chǔ)存期間,不同的油溫條件下罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度變化情況,為進(jìn)口植物油的安全儲(chǔ)存提供基礎(chǔ)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 原料

        4個(gè)實(shí)驗(yàn)油罐均為圓柱形鋼制拱頂油罐,油罐直徑27.2 m、罐壁高21 m、拱頂高3.26 m,裝油高度約17 m,實(shí)驗(yàn)油罐儲(chǔ)存的油脂具體情況見表1。

        表1 實(shí)驗(yàn)油罐儲(chǔ)存油脂信息表

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        對實(shí)驗(yàn)油罐透光孔、量油孔、呼吸閥等部位進(jìn)行密封處理,在罐內(nèi)油脂液面上部15 cm處設(shè)置取樣點(diǎn),通過取樣泵將氣體抽至氣體檢測箱進(jìn)行成分分析。自2016年10月22日起,每隔1周取樣檢測一次。

        2 結(jié)果分析

        2.1 儲(chǔ)存期間油脂溶劑殘留量對罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度的影響

        觀察不同溶劑殘留量的油脂儲(chǔ)存期間罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度的變化情況,由圖1可以看出,儲(chǔ)存期間在相同油溫條件下,油脂的溶劑殘留量對罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度的影響較大,4#罐油脂溶劑殘留量較低,可燃?xì)怏w濃度則較低,基本保持在55 mg/kg以下;2#罐和3#罐可燃?xì)怏w濃度與4#罐相比則相對較高,可燃?xì)怏w濃度則較高,基本保持在410 mg/kg以上,且經(jīng)過一段時(shí)間的靜態(tài)儲(chǔ)存,2#罐和3#罐可燃?xì)怏w濃度基本相同。即當(dāng)油脂溶劑殘留量上升時(shí),經(jīng)過一段時(shí)間的平衡,罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度會(huì)隨之上升;當(dāng)油脂溶劑殘留量升高到一定程度時(shí),兩罐內(nèi)可燃?xì)怏w平衡狀態(tài)基本相同,油脂溶劑殘留量對其影響不明顯。

        圖1 不同溶劑殘留含量的油脂罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度變化圖

        2.2 儲(chǔ)存期間油溫變化情況對罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度的影響

        觀察油溫變化情況對儲(chǔ)存期間罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度的影響,圖2、圖3、圖4顯示,儲(chǔ)存期間罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度與油溫呈正相關(guān)。

        1#罐油脂溶劑殘留量為471 mg/kg,由圖2可以看出,在溫度下降初期,油溫由21.5℃下降至17.5 ℃,油脂溶劑殘留量均為420 mg/kg以上,無明顯變化;當(dāng)油溫下降至16.8 ℃時(shí),可燃?xì)怏w濃度迅速下降至9.3 mg/kg,且在油溫持續(xù)下降至5.4 ℃之后回升至10.8℃的過程中,可燃?xì)怏w濃度為0.3~16.3 mg/kg,當(dāng)油溫回升至16.6 ℃時(shí),可燃?xì)怏w濃度逐漸上升至169 mg/kg,油溫繼續(xù)上升到18.4 ℃以上,可燃?xì)怏w濃度持續(xù)上升,并穩(wěn)定在480 mg/kg左右。

        圖2 1#罐可燃?xì)怏w濃度變化圖

        2#罐油脂溶劑殘留量為632 mg/kg,由圖3可見,在溫度下降初期,油溫由21.5 ℃下降至17.7 ℃,油脂溶劑殘留量均在610 mg/kg以上,無明顯變化;當(dāng)油溫由16.7 ℃持續(xù)下降12.4 ℃的過程中,可燃?xì)怏w濃度為410~530 mg/kg;當(dāng)油溫下降至12.0 ℃時(shí),可燃?xì)怏w濃度迅速下降至8.3 mg/kg,且在油溫持續(xù)下降至5.4 ℃之后回升至10.8℃的過程中,可燃?xì)怏w濃度為1.3~9.7 mg/kg,當(dāng)油溫回升至16.5 ℃時(shí),可燃?xì)怏w濃度逐漸上升至596 mg/kg。

        圖3 2#罐可燃?xì)怏w濃度變化圖

        3#罐油脂溶劑殘留量為462 mg/kg,由圖4可以看出,在溫度下降初期,油溫由21.5 ℃下降至17.4 ℃,油脂溶劑殘留量均在在500 mg/kg以上;當(dāng)油溫由16.2 ℃持續(xù)下降12.4 ℃,可燃?xì)怏w濃度基本保持在410~500 mg/kg;當(dāng)溫度下降至12.1 ℃時(shí),可燃?xì)怏w濃度迅速下降至15.3 mg/kg,且在油溫持續(xù)下降至5.3 ℃之后回升至16.6 ℃的過程中,可燃?xì)怏w濃度基本保持在0.0~15.3 mg/kg;當(dāng)油溫回升至18.5 ℃,可燃?xì)怏w濃度逐漸上升至607 mg/kg,并在油溫持續(xù)上升至23.7 ℃的過程中在450 mg/kg不斷波動(dòng)。

        圖4 3#罐可燃?xì)怏w濃度變化圖

        3 結(jié)論

        油脂中存在的溶劑殘留在靜態(tài)儲(chǔ)存期間會(huì)擴(kuò)散到液面以上的空氣中,經(jīng)過一定的時(shí)間后可達(dá)到氣/液濃度的動(dòng)態(tài)平衡。

        在平衡狀態(tài)下,溶劑殘留量低的油脂,罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度較低,溶劑殘留量高的油脂,罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度則較高,且當(dāng)油脂溶劑殘留量升高到一定程度時(shí),罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度基本相同。

        罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度會(huì)隨著氣溫對油溫的影響不斷變化,溶劑殘留量在460 mg/kg以上的油脂,罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度隨油溫變化的規(guī)律基本一致,主要分為3個(gè)階段:①第一階段油溫由21 ℃下降至12.5 ℃,罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度緩慢下降至400 mg/kg左右。②第二階段油溫由12 ℃持續(xù)下降后回升至10 ℃,油溫保持較低溫度,可燃?xì)怏w濃度迅速下降至較低水平并保持穩(wěn)定。③第三階段油溫持續(xù)上升至16 ℃并保持在16 ℃以上,油脂中的殘留溶劑易揮發(fā)成分會(huì)逐漸溢出,擴(kuò)散至液面以上的空氣中,導(dǎo)致罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度迅速上升至400 mg/kg并保持罐內(nèi)可燃?xì)怏w濃度為400 mg/kg以上的狀態(tài)。

        植物油中易揮發(fā)溶劑主要有烴、醛、酸、醇和酯類等物質(zhì)[5-6],有專家通過對幾種常見食用植物油中溶劑殘留組分的檢測與分析發(fā)現(xiàn),食用油的溶劑殘留超標(biāo)更多是與非烷烴類物質(zhì)相關(guān),這些非烷烴類物質(zhì)主要有包括(異)戊醛、己(烯)醛、己酸和戊(烯)醇等,占總揮發(fā)性溶劑的41%~79%。假設(shè)試驗(yàn)所測得的可燃?xì)怏w均為正己烷,當(dāng)油脂溶劑殘留量為632 mg/kg時(shí),實(shí)驗(yàn)測得的可燃?xì)怏w濃度最高為660 mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正己烷爆炸下限濃度1.18%(體積分?jǐn)?shù))。因此,對于溶劑殘留量超過300 mg/kg的油脂,儲(chǔ)存期間堅(jiān)持日巡查制度,檢查管道閥門等附屬設(shè)備完好程度;確保呼吸閥狀態(tài)正常,保持罐內(nèi)壓力穩(wěn)定;定期檢測罐內(nèi)油脂溶劑殘留量,監(jiān)測其變化情況;按照規(guī)定規(guī)范開展防雷檢測,保持油罐防雷裝置有效性,可有效控制因溶劑殘留引起的不安全因素,有較好的安全性。

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