استخلاص زيت فول الصويا: العصر الميكانيكي مقابل الاستخلاص بالمذيبات

فول الصويا استخراج البترول تُستخدم أساسًا طريقتان: العصر الميكانيكي والاستخلاص بالمذيبات. يناسب العصر الميكانيكي المصانع التي تعطي الأولوية لتبسيط عمليات المعالجة وتجنّب استخدام مذيبات الاستخلاص، بينما يُفضَّل الاستخلاص بالمذيبات عمومًا للإنتاج واسع النطاق الذي يتطلب استخلاص نسبة أعلى من الزيت وخفض نسبة الزيت المتبقي في كسب فول الصويا. ويعتمد اختيار الطريقة المناسبة على الطاقة الإنتاجية، وتجهيز فول الصويا، ومواصفات المنتج، وتكاليف التشغيل، والميزانية الاستثمارية.

يستخدم العصر الميكانيكي مكبسًا لولبيًا لفصل الزيت بالضغط الميكانيكي. أما الاستخلاص بالمذيبات فيستخدم مذيبًا، عادةً الهكسان في المعالجة التجارية لفول الصويا، لاستخلاص الزيت من رقائق فول الصويا المحضَّرة. ويمكن للمصانع التي تسعى إلى زيادة معدل استخلاص الزيت النظر أيضًا في العصر الأولي يليه الاستخلاص بالمذيبات.

العصر الميكانيكي مقابل الاستخلاص بالمذيبات: الفروق الرئيسية

تتمثل المفاضلة الرئيسية في بساطة العملية مقابل معدل استخلاص الزيت. يتطلب العصر الميكانيكي عددًا أقل من مراحل المعالجة، بينما يستخلص الاستخلاص بالمذيبات عمومًا كمية أكبر من الزيت الموجود في رقائق فول الصويا المحضَّرة. ويعتمد الأداء الفعلي على خصائص المواد الخام، وتصميم المعدات، وظروف التشغيل.

1. فول الصويا بالطريقة الميكانيكية معصرة زيتينغ

يستخدم العصر الميكانيكي لزيت فول الصويا مكبسًا لولبيًا لضغط مادة فول الصويا المحضَّرة. يمر الزيت عبر فتحات قفص العصر، بينما تُصرَّف المواد الصلبة المتبقية في صورة كسب العصر.

العملية الرئيسية والمعدات

يشمل خط استخلاص زيت فول الصويا بالعصر الميكانيكي عادةً ما يلي:

1. تنظيف: إزالة الأحجار والغبار والمواد الغريبة الأخرى.
2. التكسير والتهيئة: تحضير فول الصويا من خلال ضبط حجم الجسيمات والرطوبة ودرجة الحرارة.
3. العصر اللولبي: تطبيق ضغط ميكانيكي لفصل الزيت من المادة المحضَّرة.
4. جمع الزيت وترشيحه: إزالة المواد الصلبة العالقة قبل التخزين أو المعالجة اللاحقة.

يعتمد تكوين المعدات على خصائص فول الصويا، والطاقة الإنتاجية المطلوبة، والمحتوى المستهدف من الزيت المتبقي.

المزايا والقيود

لا يتطلب العصر الميكانيكي نظامًا لتدوير مذيب الاستخلاص أو استرجاعه. ويمكن أن يناسب تكوينه البسيط نسبيًا العمليات الأصغر حجمًا أو المشاريع التي تعطي الأولوية لسهولة التشغيل.

ومع ذلك، يبقى جزء من الزيت في كسب العصر. وتعتمد كميته على تحضير فول الصويا، والتهيئة، وتصميم المكبس، ومعدل التغذية، وظروف التشغيل. وقد يقلل هذا الزيت المتبقي من القيمة المستحصلة من كل طن من فول الصويا.

تتطلب المكابس أيضًا صيانة الأعمدة اللولبية وأقفاص العصر وغيرها من الأجزاء المعرَّضة للتآكل. وقد يؤدي ضعف التهيئة أو عدم استقرار التغذية إلى خفض الطاقة الإنتاجية وزيادة استهلاك الطاقة لكل طن تتم معالجته.

يستحق العصر الميكانيكي النظر فيه عندما تكون بساطة المعالجة وتجنّب مذيبات الاستخلاص من الأولويات، شريطة أن يدعم معدل استخلاص الزيت المتوقع وقيمة كسب العصر الجدوى الاقتصادية للمشروع.

2. استخلاص زيت فول الصويا بالمذيبات

يفصل الاستخلاص بالمذيبات الزيت من خلال ملامسة رقائق فول الصويا المحضَّرة لمذيب. ويُستخدم الهكسان عادةً في المعالجة التجارية لفول الصويا. يُذيب المذيب الزيت من الرقائق، مكوِّنًا مزيجًا من الزيت والمذيب يُسمى الميسيلّا. وتتحول المواد الصلبة المتبقية إلى كسب يحتوي على المذيب.

العملية الرئيسية والمعدات

يشمل مصنع استخلاص زيت فول الصويا بالمذيبات عادةً ما يلي:

1. تحضير فول الصويا: تهيئة المواد الخام للاستخلاص من خلال التنظيف والتكسير والتليين والترقيق إلى رقائق.
2. الاستخلاص بالمذيبات: يُلامس جهاز الاستخلاص الرقائق بالمذيب لإذابة الزيت.
3. تقطير الميسيلّا: فصل الزيت المستخلَص عن المذيب.
4. إزالة المذيب من الكسب: يزيل جهاز إزالة المذيب والتحميص (DTDC) المذيب من الكسب ويوفر المعالجة الحرارية المطلوبة.
5. استعادة المذيب: تسترجع المكثفات والمعدات المرتبطة بها المذيب لإعادة استخدامه.
6. مناولة الزيت الخام: نقل الزيت المستخلَص إلى التخزين والتكرير اللاحق حسب الحاجة.

يجب مواءمة جميع الأقسام الرئيسية مع الطاقة الإنتاجية المستهدفة. ولا يستطيع جهاز استخلاص عالي السعة تحقيق إنتاج المصنع المتوقع إذا أصبح الترقيق إلى رقائق أو استرجاع المذيب أو معالجة الكسب نقطة اختناق.

المزايا والقيود

يستخلص الاستخلاص بالمذيبات عمومًا كمية أكبر من الزيت مقارنةً بالعصر الميكانيكي وحده، لأنه يزيل قدرًا كبيرًا من الزيت الموجود في رقائق فول الصويا المحضَّرة. كما ينتج كسب فول صويا منزوع الزيت بمحتوى أقل من الزيت المتبقي، بحسب التصميم وظروف التشغيل.

في المقابل، تزداد درجة تعقيد العملية. إذ يتطلب المصنع منظومة متكاملة للاستخلاص، والتقطير، واسترجاع المذيب، ومعالجة الكسب، وأجهزة القياس والتحكم، والمرافق الخدمية.

الهكسان قابل للاشتعال، لذا يجب أن يراعي تصميم المصنع احتواء الأبخرة، والتحكم في مصادر الاشتعال، واستخدام معدات كهربائية مناسبة، ومنع التسرب، والحماية من الحرائق، وإجراءات الطوارئ، وفقًا للوائح المعمول بها.

يستحق الاستخلاص بالمذيبات النظر فيه عندما يكون ارتفاع معدل استخلاص الزيت وانخفاض الزيت المتبقي في كسب فول الصويا من الأهداف الرئيسية، ويكون المشروع قادرًا على توفير الاستثمار الإضافي والمرافق الخدمية والخبرة الفنية والبنية التحتية للسلامة.

3. دراسات حالات هندسية: تكوينان لمعالجة زيت فول الصويا

توضح مشاريع مجموعة QIE التالية كيفية دمج العصر الميكانيكي والاستخلاص بالمذيبات في منشآت معالجة الزيوت التجارية. وهي تمثل تجهيزات مختلفة للمصانع، وليست مقارنة مضبوطة لأداء الاستخلاص.

الحالة 1: مشروع عصر بذور زيتية متعددة بطاقة 200 طن يوميًا في أوزبكستان

صُمّم مشروع أوزبكستان لمعالجة ما يصل إلى 200 طن يوميًا من بذور دوّار الشمس وبذور القطن وفول الصويا، مع طاقة إنتاجية تبلغ 50 طنًا يوميًا خط تكرير الزيوت الصالحة للأكل. تشمل المعدات الموثقة معدات تنظيف المواد الخام وتكسيرها وتهيئتها، والعصر اللولبي المستمر، ونقل متبقيات العصر، ومعدات التكرير والأنظمة المساندة. كما يشمل نطاق المشروع أنظمة تجهيز متبقيات العصر والأنظمة المرتبطة بالاستخلاص بالمذيبات.

يوضح هذا التكوين كيف يمكن أن يكون العصر الميكانيكي جزءًا من مصنع لمعالجة بذور زيتية متعددة. وعند إدراج استخلاص إضافي، يجب تقييم قسمي العصر ومعالجة مخلفات العصر معًا لتحديد نطاق المعدات المناسب.

الخلاصة الهندسية: يجب أن تراعي مصانع البذور الزيتية المتعددة متطلبات تحضير المواد الخام المختلفة. وينبغي تصميم خط العصر، ومناولة مخلفات العصر، وأي قسم استخلاص إضافي وفقًا للمواد الخام المقرر استخدامها وأهداف الإنتاج.

الحالة 2: مشروع استخلاص زيت فول الصويا بالمذيبات بطاقة 300 طن يوميًا في مصر

يشمل مشروع مصر خطًا للمعالجة الأولية لفول الصويا والاستخلاص بالمذيبات بطاقة 300 طن يوميًا، إلى جانب خط لفول الصويا بطاقة 60 طنًا يوميًا خط تكرير الزيت.

تشمل معدات الاستخلاص الموثقة معدات تنظيف فول الصويا وتكسيره وتليينه وتحويله إلى رقائق، وجهاز استخلاص دوّار، وجهاز إزالة المذيب والتحميص (DTDC)، وأنظمة تبخير الميسلا وتكثيف المذيب واسترجاعه. كما يشمل المشروع معدات تكرير لإزالة الصموغ وإزالة الأحماض والتبييض وإزالة الروائح.

توضح هذه الحالة تكوينًا مخصصًا لمعالجة فول الصويا يكون فيه الاستخلاص بالمذيبات الطريقة الرئيسية لاستخلاص الزيت. وتشير نتائج المشروع الموثَّقة إلى التشغيل بالطاقة التصميمية وانخفاض الزيت المتبقي في كسب فول الصويا، لكنها لا تحدد قيمة رقمية لهذا المحتوى.

تشير طاقة المعالجة الأولية والاستخلاص البالغة 300 طن يوميًا وطاقة التكرير البالغة 60 طنًا يوميًا إلى مرحلتين منفصلتين من المعالجة، ولا ينبغي تفسيرهما على أنهما طاقتان إنتاجيتان متكافئتان.

الخلاصة الهندسية: يعتمد أداء الاستخلاص بالمذيبات على المنظومة الكاملة، بما في ذلك تحضير فول الصويا، والاستخلاص، واسترجاع المذيب، ومعالجة الكسب، وليس على جهاز الاستخلاص وحده.

ما الذي توضحه هذه الحالات؟

يوضح مشروع أوزبكستان عصر بذور زيتية متعددة مع أنظمة إضافية لمعالجة مخلفات العصر، بينما يوضح مشروع مصر خطًا مخصصًا للمعالجة الأولية لفول الصويا والاستخلاص بالمذيبات.

لا توفر أي من الحالتين مجموعة بيانات قابلة للمقارنة المباشرة بشأن معدل استخلاص الزيت والزيت المتبقي وتكاليف التشغيل. لذلك، ينبغي تقييم أي مشروع جديد وفقًا لمواصفات مواده الخام، وأهداف الأداء، ونطاق المعدات، وافتراضات التشغيل الخاصة به.

4. معدل استخلاص الزيت والزيت المتبقي: ما الذي ينبغي للمشترين مقارنته؟

ينبغي تقييم معدل استخلاص الزيت إلى جانب كمية الزيت المتبقي في كسب العصر أو الكسب الناتج عن الاستخلاص. فالزيت الذي يبقى في الجزء الصلب لم يُستخلص في صورة زيت خام.

تشير إرشادات الجمعية الأمريكية لكيميائيي الزيوت (AOCS) بشأن تجهيز البذور إلى أن نسبة الزيت المتبقي في كسب فول الصويا الناتج عن الاستخلاص، والبالغة نحو 0.8%، تُعد قيمة مرجعية مرتبطة بطريقة AOCS Ba 3-38. وهذه قيمة مرجعية وليست نتيجة مضمونة لكل مصنع استخلاص بالمذيبات. ويعتمد الأداء الفعلي على تجهيز فول الصويا، وظروف الاستخلاص، وأخذ العينات، وأساس القياس.

المرجع: الجمعية الأمريكية لكيميائيي الزيوت (AOCS) — تجهيز البذور

عند مقارنة عروض المعدات، اطلب من الموردين تحديد ما يلي:

• كمية الزيت الخام المتوقع استخلاصها لكل طن من فول الصويا تتم معالجته.
• محتوى الزيت المتبقي في كسب العصر أو الكسب، بما في ذلك طريقة الاختبار وأساس القياس.
• كمية كسب العصر أو الكسب المتوقعة ومحتوى الرطوبة.
• جودة الزيت الخام ومتطلبات التكرير المتوقعة.
• ظروف التشغيل ومواصفات المواد الخام التي تستند إليها مؤشرات الأداء المقترحة.

لا تقارن السعة الاسمية لمكبس لولبي بإنتاج الزيت في مصنع استخلاص بالمذيبات دون التأكد من أن كلا الرقمين يستندان إلى الأساس نفسه لتغذية فول الصويا وظروف التشغيل نفسها.

5. مقارنة تكاليف الاستثمار والتشغيل

يتطلب العصر الميكانيكي عمومًا تكوين معدات أبسط، لكن ذلك لا يجعله تلقائيًا الخيار الأقل تكلفة لكل طن من الزيت المستخلَص. ويتطلب الاستخلاص بالمذيبات معدات إضافية وبنية تحتية للسلامة، إلا أن معدل استخلاصه الأعلى للزيت قد يحقق إيرادات إضافية.

من المفيد البدء بحساب القيمة الإضافية للزيت المستخلَص:

إيرادات الزيت الإضافية لكل طن من فول الصويا = كمية الزيت الإضافية المستخلَصة × سعر بيع الزيت.

يجب أن تراعي المقارنة الاقتصادية الكاملة أيضًا إيرادات المنتجات الثانوية، وتكلفة فول الصويا، والكهرباء، والبخار، والعمالة، والصيانة، والمواد الاستهلاكية، وفواقد المذيب عند انطباقها. كما ينبغي مراعاة الأعباء الرأسمالية والتمويل وفترات التوقف في التقييم الاستثماري الشامل.

قد يكون الاستثمار الأعلى في الاستخلاص بالمذيبات مبررًا عندما تتجاوز القيمة الإضافية للزيت المستخلَص والكسب الناتج التكاليف الرأسمالية والتشغيلية الإضافية. وينبغي إثبات ذلك من خلال ميزان كتلة وحسابات مالية خاصة بالمشروع.

6. كيفية اختيار معدات استخلاص زيت فول الصويا

قبل طلب عروض الأسعار، حدد المواد الخام، والطاقة الإنتاجية المطلوبة، ومواصفات المنتجات، ومعدل استخلاص الزيت المتوقع. وقارن تكوينات المعدات الكاملة بدلًا من أسعار الآلات المنفردة.

بالنسبة إلى العصر الميكانيكي، تأكد مما يلي:

• السعة المقننة على أساس كمية فول الصويا المُغذّاة في الساعة.
• محتوى الزيت المتبقي المتوقع في كسب العصر.
• معدات التحضير والتهيئة المطلوبة.
• قدرة المحرك، واستهلاك الكهرباء التقديري، ومتطلبات الأجزاء المعرَّضة للتآكل.
• ترتيبات جمع الزيت وترشيحه ونقله.

بالنسبة إلى الاستخلاص بالمذيبات، تأكد مما يلي:

• معدات تنظيف فول الصويا وتكسيره وتليينه وترقيقه إلى رقائق.
• جهاز الاستخلاص وأنظمة مناولة الميسيلّا.
• معدات التقطير واسترجاع المذيب.
• وحدة إزالة المذيب والتحميص ومعدات تجفيف الكسب وتبريده.
• المرافق الخدمية المطلوبة، وأنظمة التحكم في العملية، وتدابير سلامة المذيبات المعمول بها.

لكلا الخيارين، تحقق من أن الطاقة الإنتاجية المقترحة، ومعدل استخلاص الزيت، وجودة المنتجات، وتكاليف التشغيل تستند إلى افتراضات متسقة بشأن المواد الخام والتشغيل. وقد يؤدي عدم إدراج معدات الاسترجاع أو السلامة إلى جعل عرض السعر يبدو أقل تكلفة، من دون أن يمثل مصنعًا متكاملًا.

الخلاصة: أي طريقة لاستخلاص زيت فول الصويا أفضل؟

يلبي العصر الميكانيكي والاستخلاص بالمذيبات أولويات إنتاج مختلفة.

• العصر الميكانيكي: يُنظر فيه عندما تكون بساطة المعالجة وتجنّب مذيبات الاستخلاص من الأولويات، ويكون محتوى الزيت المتبقي المتوقع في كسب العصر مقبولًا.
• الاستخلاص بالمذيبات: يُنظر فيه عندما يبرر معدل استخلاص الزيت الأعلى ومحتوى الزيت المتبقي الأقل في كسب فول الصويا الاستثمار الإضافي والتعقيد التشغيلي.
• العصر الأولي يليه الاستخلاص بالمذيبات: يُقيَّم عندما يكون من شأن التكوين المدمج تحسين الجدوى الاقتصادية الإجمالية للمشروع.

يتوقف الاختيار المناسب على جودة فول الصويا المُغذّى، والطاقة الإنتاجية، وأهداف استخلاص الزيت، وقيمة المنتجات الثانوية، والمرافق الخدمية، وإجمالي تكاليف التشغيل. وقبل اعتماد تكوين المعدات النهائي، قارن البدائل باستخدام ميزان كتلة متسق، وبيانات أداء الموردين، وحسابات مالية خاصة بالمشروع.

الأسئلة الشائعة

1. ما الفرق الرئيسي بين العصر الميكانيكي والاستخلاص بالمذيبات؟

يستخدم العصر الميكانيكي الضغط الميكانيكي لفصل الزيت من فول الصويا المحضَّر. أما الاستخلاص بالمذيبات فيُذيب الزيت من الرقائق المحضَّرة، ثم يفصل المذيب لاسترجاعه وإعادة استخدامه. ويحقق الاستخلاص بالمذيبات عمومًا معدل استخلاص أعلى للزيت.

2. أي طريقة لاستخلاص زيت فول الصويا تستخلص كمية أكبر من الزيت؟

يستخلص الاستخلاص بالمذيبات عمومًا كمية أكبر من الزيت من مادة فول الصويا المحضَّرة، لأنه يزيل قدرًا كبيرًا من الزيت المتبقي بعد العصر الميكانيكي. ويعتمد معدل الاستخلاص الفعلي على جودة المواد الخام، وتصميم المعدات، وظروف التشغيل.

3. هل العصر الميكانيكي مناسب لمنشأة صغيرة مصنع زيت فول الصويا?

يمكن أن يكون مناسبًا عندما تكون بساطة المعالجة وتجنّب مذيبات الاستخلاص من الأولويات. وينبغي أن يراعي القرار سعة التغذية، ومعدل استخلاص الزيت المتوقع، وقيمة كسب العصر، وتكاليف التشغيل المحلية.

4. ما المعدات المطلوبة لاستخلاص زيت فول الصويا بالمذيبات؟

يتطلب المصنع عادةً معدات لتحضير فول الصويا وترقيقه إلى رقائق، وجهاز استخلاص، ومعدات لتقطير الميسيلّا واسترجاع المذيب وإزالة المذيب من الكسب ومعالجته، إلى جانب المضخات والمكثفات وأنظمة التحكم والسلامة المرتبطة بها.

5. كيف أقارن عروض أسعار مصانع استخلاص زيت فول الصويا؟

قارن سعة التغذية، ومعدل استخلاص الزيت، والزيت المتبقي في كسب العصر أو الكسب، واستهلاك المرافق الخدمية، واستهلاك المذيب عند انطباقه، ونطاق المعدات الكامل، وتدابير السلامة، ومتطلبات التركيب. وتأكد من أن الموردين يستخدمون الافتراضات نفسها بشأن المواد الخام والأداء.