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氮氣氣調(diào)儲油實罐試驗

文檔作者：嚴輝文１劉潛１李林杰１葉真洪２付鵬程２文檔來源：１　中央儲備糧東莞油脂直屬庫２　中儲糧成都糧食儲藏科學研究所			點擊數(shù)：
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糧食儲藏技術
氮氣氣調(diào)儲油實罐試驗＊
嚴輝文１　劉　潛１　李林杰１　葉真洪２　付鵬程２
（１　中央儲備糧東莞油脂直屬庫　５２３１４７）
（２　中儲糧成都糧食儲藏科學研究所　６１００９１）
摘　要　油脂劣變的主要過程是油脂氧化酸敗，引起酸敗的主要途徑是油脂的自然氧
化，因此控制儲藏期間油罐中的含氧量是有效阻止油脂氧化酸敗的重要方法。基于上述原
理，通過向油脂儲罐內(nèi)注入高純度氮氣，從而達到防止油脂自然氧化的目的。為了試驗過程
中油罐的安全，采用外置氣囊的方式維持油罐內(nèi)外壓力的平衡，以便及時消除因晝夜溫差導
致的脹罐或壓罐。通過試驗驗證了氣調(diào)儲油試驗方案的可行性和易操作性，達到了抑制油品
酸敗的目的。
關鍵詞　氮氣氣調(diào)　油罐　氣囊　油脂酸敗
　　油脂常規(guī)儲藏容易酸敗，嚴重時可影響油脂的
食用品質(zhì)和人體健康。因此，延緩油脂氧化成為行
業(yè)內(nèi)特別關注的課題，歐美國家油脂儲藏和管理已
將氣調(diào)儲油作為主要的儲油方法。氣調(diào)儲油技術就
是依據(jù)這個原理，利用一定純度的氮氣置換儲油罐
內(nèi)空間的氧，從而增強油脂儲藏穩(wěn)定性。而且充氮
儲油對儲油容器無特殊要求，設備和附件少，氣調(diào)
儲油容易實現(xiàn)。
１　材料
１．１　試驗油脂
２０１４年進口阿根廷大豆原油，與對照罐油脂
為同一批次和產(chǎn)地。
１．２　試驗罐和對照罐
試驗油罐：２１１號油罐，罐容１４０００ｍ３，儲油
數(shù)量１２９７５ｔ，２０１４年入庫；對照油罐：２１２號油
罐，罐容１４０００ｍ３，儲油數(shù)量９３５３ｔ，２０１４年入
庫。
１．３　儀器設備
變壓吸附制氮機（產(chǎn)量３０ｍ３／ｈ，氮氣純度
９９．５％）；配套冷干機、氣體檢測報警儀、測溫儀、
空氣儲罐、減壓球閥、壓力計１套；氣囊：規(guī)格為
２０ｍ×２ｍ×２．２ｍ （長×寬×高），內(nèi)層為０．１５ｍｍ
厚食品級ＴＰＵ聚酯材料，外層為０．６ｍｍ厚抗紫外
線ＰＶＣ復合材料。
２　方法
２．１　罐體安全與氣密處理
試驗罐是設計壓力為－４９０Ｐａ～１９６０Ｐａ的金屬
固定拱頂罐，儲罐具有良好的氣密性，為開展氣調(diào)
儲油工作提供了扎實基礎，但同時存在著極大的風
險，如遇到高溫或低溫情況，罐內(nèi)產(chǎn)生負壓而氮氣
補充不足極易造成安全事故。為克服出現(xiàn)隱患，試
驗增加了氣囊，且氣囊的體積設計選用最為保守的
參數(shù)進行計算。在試驗過程中將氣囊體積定制為
１２０ｍ３ （按照極限溫差達到５０℃）。試驗目標是在
極限溫度下找到一個較為安全的高濃度氮氣補償區(qū)
間，使罐內(nèi)氮氣濃度達到９２％～９８％，而又不對
罐體產(chǎn)生損壞，不造成安全事故。為了確保試驗安
全性和解決罐內(nèi)氣體體積變化隱患，采取了如下措
施：
２．１．１　跟蹤分析罐內(nèi)壓力變化，找準罐內(nèi)壓力變
·２５·
＊ 通訊地址：廣東省東莞市麻涌鎮(zhèn)新沙港工業(yè)園
糧　食　儲　藏　２０１７ （１）
化規(guī)律，出現(xiàn)異常情況及時處理。
２．１．２　跟蹤氮氣濃度變化規(guī)律，出現(xiàn)過快衰減時
應及時查找原因并妥善處理。試驗期間共出現(xiàn)氣囊
輕微漏氣２次，經(jīng)采用修補膠處理，效果良好。
２．１．３　安裝負壓保護裝置和氣體濃度取樣頭。在
罐頂呼吸閥位置防雨罩下方安裝錐形負壓保護裝置
和罐內(nèi)氣體濃度取樣頭，并用糧膜密閉。當壓力達
到－４０Ｐａ時，罐頂薄膜將被刺破，及時釋放負壓，
避免負壓過大造成破壞。同時在氣囊和罐體之間加
裝負壓卸壓裝置，負壓低于警戒時將打開卸壓閥
門，避免負壓對罐體的破壞。
２．１．４　充氮氣前，更換了計量口、取樣口密封膠
條，用棉布條和中性硅酮膠密閉浮標口等部位。每
次充氣或補氣前對罐體、氣囊氣密性采用ＰＴ試驗
法進行檢測，當氣密性出現(xiàn)異常時，用肥皂水噴灑
氣囊管道連接處和油罐孔洞處，發(fā)現(xiàn)漏氣部位及時
處理，確保氣密完好。
２．１．５　對試驗罐罐底壁閥、底閥進行雙鎖施封，
未經(jīng)允許，不得擅自開啟閥門。油品出庫前，必須
先拆除試驗裝置，并做好出庫前的復核工作。
２．２　氣調(diào)工藝
空壓機→空氣儲罐→冷干機→制氮機→氮氣儲
藏→氣囊→試驗罐。
通過罐區(qū)吹掃管線連通罐底立管距裝油線高
４０ｃｍ，讓符合濃度要求的氮氣充入油罐頂部，把
罐內(nèi)空間的空氣從呼吸閥置換排出，至罐內(nèi)氮氣濃
度達到設定濃度，保持罐內(nèi)氮氣壓力為１２０Ｐａ，
負壓保護裝置觸發(fā)壓力為－４０Ｐａ。
２．３　氮氣濃度與維持
２．３．１　目標濃度　氮氣氣調(diào)濃度：９２％～９８％。
２．３．２　濃度維持　當?shù)獨鉂舛鹊陀冢梗玻r，對罐
內(nèi)重新充入高濃度氮氣（９９．５％），使氮氣濃度達
到９８％以上。試驗從２０１６年４月２６日開始，至９
月２０日共計完成補氮氣６次，平均每月往罐內(nèi)補
氣１次，每次補氣時間平均為８８ｈ；氣囊補氮每次
３ｈ，氮氣濃度達到試驗預定目標濃度９８％以上。
２．３．３　指標測定　試驗跟蹤檢測指標有酸價、過
氧化值。平均油溫達到２５℃以上時開始充氮氣，
同時啟動每月一次的指標檢測工作，并做好數(shù)據(jù)記
錄和分析。
３　結(jié)果與討論
３．１　過氧化值變化情況
儲藏期間試驗罐與對照罐的大豆原油過氣化值
的變化情況見圖１。試驗數(shù)據(jù)顯示，充氮氣調(diào)儲藏
的油脂過氧化值在儲藏期間呈小幅波動，過氧化值
基本趨于平穩(wěn)。而對照罐儲藏的油脂則呈連續(xù)上升
趨勢。
圖１　過氧化值變化情況
３．２　酸價變化情況
儲藏期間試驗罐與對照罐的大豆原油酸價的變
化情況見圖２。試驗數(shù)據(jù)顯示，氣調(diào)儲藏油脂的酸
價有先降后升之勢，酸價波動較大，對照罐油脂則
呈連續(xù)上升趨勢。
圖２　酸價變化情況
３．３　討論與分析
從圖１可以看出：油脂在充氮條件下過氧化值
得到了有效的控制。從曲線斜率看，試驗罐的過氧
化值曲線的斜率變化較小，曲線較為平緩；而對照
罐的過氧化值曲線斜率變化幅度相對較大，曲線上
升趨勢明顯。同期變化值相比，試驗罐從４月至９
月４個月期間，過氧化值從２．８４ｍｍｏｌ／ｋｇ降到
２．４ｍｍｏｌ／ｋｇ，降幅為１５．５％，對照罐的油脂過氧
·２６·
第４６卷　氮氣氣調(diào)儲油實罐試驗
化值從２．７ｍｍｏｌ／ｋｇ升高至３．４ｍｍｏｌ／ｋｇ，升幅
為２６％。
從圖２酸價曲線可以看出：充氮儲藏對大豆原油
酸價有一定的影響，試驗罐的酸值從０．６ｍｇＫＯＨ／ｇ
升高到０．６２ｍｇＫＯＨ／ｇ，升高幅度為３％；對比罐的
酸值從０．６１ｍｇＫＯＨ／ｇ升高到０．６５ｍｇＫＯＨ／ｇ，升高
幅度為６．５％。
３．４　費用及效益分析
３．４．１　氣囊防護板房制作及氣囊安裝鋪設管線費
用共計８．７萬元。
３．４．２　油罐附屬設施改造包括法蘭密閉、加裝負
壓保護裝置等費用共計０．６萬元。
３．４．３　試驗運行費用：試驗發(fā)生電費４５６０．５ｋＷ·ｈ，
按照按每度電０．９８元計，共計４４６９．３元，氣調(diào)費
用為０．３２元／ｔ。試驗用制氮機為早期投入設備，
雖未計算成本，但制氮效率較低。
合計費用為９．７５萬元，噸油試驗總成本為
７．５元，噸油試驗運行成本為０．３２元／ｔ。
４　結(jié)論
４．１　氮氣氣調(diào)儲藏技術可以有效控制油脂過氧化
值上升，對酸價上升的控制作用不明顯。充氮儲油
與常規(guī)儲油相比，過氧化值年增加量減少了３８％。
４．２　采用氣囊進行油罐充氮儲油是安全的、經(jīng)濟
可行的，試驗周期內(nèi)運行成本僅為０．３２元／ｔ。
參　考　文　獻
１　武傳欣，武傳森，程小麗．氮氣氣調(diào)儲糧應用研究
［Ｊ］．糧食加工，２０１３ （５）：６４～６７
２　彭小虎，楊光．氮氣在油脂儲藏方面的應用［Ｊ］．中國
油脂，２００７，３２ （６）：６７～６８
３　黃業(yè)傳．油脂儲藏技術研究進展［Ｊ］．糧食與油脂，
２００３ （２）：１７～１９
４　程靜，馬文紅．淺談油脂儲藏過程中影響過氧化值變化
的因素［Ｊ］．糧食與食品工業(yè)，２０１０，１７ （６）：１８～１９
５　薛世芬．新儲罐設計規(guī)范及其在油罐設計中的應用
［Ｊ］．中國油脂，１９９７ （１）：５０～５２
（收稿日期：２０１６　１１　０６）
ＴＥＳＴ　ＯＦ　ＮＩＴＲＯＧＥＮ　ＣＯＮＤＴＲＯＬＬＥＤ　ＡＴＭＯＳＰＨＥＲＥ　ＳＴＯＲＡＧＥ　ＯＦ　ＯＩＬ　ＩＮ　ＴＡＮＫ
Ｙａｎ　Ｈｕｉｗｅｎ１　Ｌｉｕ　Ｑｉａｎ１　Ｌｉ　Ｌｉｎｊｉｅ１　Ｙｅ　Ｚｈｅｎｈｏｎｇ２　Ｆｕ　Ｐｅｎｇｃｈｅｎｇ２
（１　Ｓｉｎｏｇｒａｉｎ　Ｄｏｎｇｇｕａｎ　Ｄｅｐｏｔ　５２３１４７）
（２　Ｓｉｎｏｇｒａｉｎ　Ｃｈｅｎｇｄｕ　Ｇｒａｉｎ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　６１００９１）
Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｆａｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｒａｎｃｉｄｉｔｙ．Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｗａｙ　ｔｏ　ｃａｕｓｅ　ｔｈｅ
ｒａｎｃｉｄｉｔｙ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｎａｔｕｒａｌ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒｅａｓｅ，ｓｏ　ｔｈａｔ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｗａｙ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｏｉｌ　ｆｒｏｍ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
　ｒａｎｃｉｄ　ｉｓ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｏｘｙｇｅｎ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔａｎｋ　ｄｕｒｉｎｇ　ｓｔｏｒａｇｅ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｔｅｓｔ，ｂａｓｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｂｏｖｅ
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｂｙ　ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ　ｈｉｇｈ－ｐｕｒｉｔｙ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｏｉｌ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔａｎｋ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｉｓｏｌａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｏｘｙｇｅｎ
ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｏｉｌ　ｗｉｔｈ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｉｔ　ｉｓ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｔｈｅ　ｎａｔｕｒａｌ　ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｉｌ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｏｉｌ　ｔａｎｋ　ｓａｆｅｔｙ
ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ，ｔｈｅ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ａｉｒｂａｇｓ　ｈａｄ　ｂｅｅｎ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｍａｉｎｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｌａｎｃｅ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ａｎｄ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ
ｔａｎｋｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｌｉｍｉｎａｔｅ　ｔｈｅ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｏｒ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｏｉｌ　ｔａｎｋ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ
　ｄａｙ　ａｎｄ　ｎｉｇｈｔ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｖｅｒｉｆｉｅｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｓｃｈｅｍｅ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ
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ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｓｔｏｒａｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ｃｏｎｄｔｒｏｌｌｅｄ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｏｉｌ　ｔａｎｋ，ａｉｒｂａｇ，ｏｉｌ　ｒａｎｃｉｄｉｔｙ
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