油脂加工分為兩大板塊：油脂制取和油脂精練；
油脂制取又分為三部分：預處理、榨油和浸出；浸出工藝設備中則以蒸脫機最為重要，下面我們就來探討蒸脫機與蒸汽閥門的選用問題。
一、油脂浸出工藝流程
二、蒸脫工藝及設備說明
蒸脫機是制油浸出車間的重要設備，它不僅關系到豆粕的質量，同時也關系到加工成本、經濟效益和車間的生產安全。豆粕是大豆經過清理、破碎、軋胚、膨化、浸出、蒸脫、干燥和冷卻工序得到的產品。從溶劑浸出器中出來的油根據原料的不同含25%到35%的溶劑，這些濕粕必須經過脫溶，干燥和冷卻，這些工序都是通過蒸脫干燥機（也稱為DTDC）進行的。DTDC由預脫層、混脫層、直接汽層、抽氣層、干燥層和冷卻層組成。大型項目DTDC中蒸脫部分（DT）和干燥冷卻部分（DC）是分開設計的，小型項目DT和DC一般制作成一體。
濕粕從DT頂部進入最上層，物料由上向下依次進入各層，DT有四種不同類型的層：預脫溶層, 逆流層（烤粕層）, 直接汽層, 和蒸汽干燥層（節能層）。為提高物料溫度并蒸發溶劑，必須使用間接蒸汽加熱或直接蒸汽噴射。
1、典型的DT結構如下圖：
2、預脫層結構及控制
預脫層是通過底部夾層對濕粕進行間接加熱，從而使粕中溶劑蒸發，濕粕的溫度由剛進入時的58℃上升至正己烷的沸點68℃，10%~25%的溶劑在預脫層被去除。預脫層夾層蒸汽壓力正?？刂圃?.8MPa以上（一般10Barg），溫度高于175℃（一般185℃）。DT中預脫層數量可多至7層，或可少至1層。
3、混脫層結構及控制（也叫逆流層或脫溶層）
混脫層同時具有直接加熱和間接加熱，通常設計1~4層，直接汽主要來自直接汽層通入的水蒸氣和下層蒸發出來的正己烷氣體；間接蒸汽為新鮮蒸汽，壓力和溫度與預脫層的一致。
豆粕從預脫層進入混脫層首層——DT最為關鍵的一層，直接蒸汽在混脫層首層被大量冷凝，在直接汽和間接汽的作用下，豆粕溫度由68℃迅速上升至100℃，由于水蒸氣的冷凝，豆粕水分急劇上升至17%~21%。溫度和水分的上升，使豆粕蛋白發生變性，溶解度由90%降至45%。豆粕離開混脫層首層時，99%的溶劑已被脫除。
（經驗值：預脫層這里，3kg的蒸汽就能夠加熱100kg的粕，1kg的蒸汽可以蒸發濕粕中6~7kg的正己烷。)
4、直接汽層結構及控制
通入直接汽層的直接汽量占DT總耗汽量的75%，直接汽夾層上表面設計有大量的小孔，用于直接汽進入料層。直接汽層孔徑和數量是根據直接汽流量決定的，通常直接汽層壓力設計為0.35~0.7barg，最高不能超過1barg。車間供應的直接汽壓力通常為10 barg 壓力飽和蒸汽 (185℃)，通過流量調節閥后，水蒸氣變為0.35~0.7barg的過熱蒸汽（150~160℃）。因此，DT直接汽層夾層上表面溫度通常為155℃左右。
DT直接汽量由薄膜氣動調節閥根據DT頂部氣相溫度由PID控制，DT氣相溫度高時，薄膜氣動調節閥開度減??；氣相溫度低時，薄膜氣動調節閥開度相應增加。
5、DC干燥冷卻機 
DC作用主要是對粕進行干燥冷卻，濕粕與空氣在DC干燥冷卻層進行逆流換熱，將水分由19%降至12.5%左右，即帶走6.5%左右的水分。干燥層（熱風層）是風機將熱風通過底部的夾層吹入料層之中，將粕的水分脫除。熱風經過飽和蒸汽加熱器加熱達到一定的溫度。在脫除粕的水分的同時粕的溫度也降低至50-60℃。
本次忽略DC部分的說明，著重解說DT部分。
三、DT直接蒸汽怎么配置閥門最合理？
實際生產過程中，間接蒸汽管路的閥門容易選型，一般都不太容易出故障，但是DT直接汽管路閥門就比較復雜，需要考慮的因素較多，比較容易出問題，壽命也相對較短，尤其是氣動調節閥。
常見問題1：
以1000~5000T/D大豆生產線為例，一般來到蒸脫機的壓力為9~10Barg，直接汽管道為DN80~150，蒸汽流量大約3~12t/h，有些工廠管徑偏大，可能為DN200，閥門也選型過大，造成控制不準，噪音很大，壽命縮短；有些工廠管徑偏小，可能只有DN50，造成閥門全開都不夠流量，經常需要打開旁通補汽。
常見問題2：
蒸汽含水多，濕度大，氣相溫度偏高，難以控制，能耗大。
常見問題3：
沒有安裝流量計，系統配置不完善，沒有完善的節能措施。
分析：從分汽缸出來的蒸汽，應該按照正常30m/s流速來選擇管徑和閥門, 截止閥、過濾器和汽水分離器等常規閥門口徑應與管道同徑，流量計和氣動調節閥應該計算Kv值后再據此選型，一般可以比管徑小一級；如果調節閥沒有縮徑，則需要選用偏小一級的Kv值。
解決：
1、建議氣動控制閥和流量計嚴格計算Kv值并選型，其他閥門不要隨意縮徑；
2、建議加裝汽水分離器，提高蒸汽干度（也就是提高蒸汽品質），且裝到流量計前面，同時保護流量計和氣動調節閥；
3、建議加裝流量計，且嚴格保證流量計前后的安裝間距，隨時關注系統能耗指標，為節能降耗提供有效依據；
4、建議加裝氣動開關閥，可自動切斷蒸汽。
原因和計算過程如下：
四、控制閥選型：
根據一次壓力、二次壓力和蒸汽流量等參數計算Kv值，然后嚴格選型。
比如某公司工況： 用于DT直接汽，管徑DN150，蒸汽壓力9~10barg，流量12~12.8t/h，由此計算出控制閥最大流量系數Kv=92.75，選用Kv=250，這時閥門最大開度在74.68%，小于90%，屬于合理開度。根據Kv值，選擇DN125的波紋管密封氣動控制閥合適，但是基于上面的分析說明，也可以選用DN150口徑的，型號為PCV3000-B，DN125或150，PN25法蘭連接，Kv=250。
此型號控制閥優勢（相比傳統填料密封控制閥）：波紋管密封結構，確保零外漏；因為沒有填料的摩擦阻力作用，反應速度更快，控制精度更高；內密封面堆焊司太立合金，更耐沖蝕汽蝕，關閉時采用平面密封，關閉更嚴密，使用壽命更長。
備注：Kv=Gs/(13.8*P1)=12800/(13.8*10)=92.75
具體的參見附件《調節閥計算書》
Kv值選型過大或閥門選型過大：造成控制精度降低，壽命縮短；
選型過?。杭词归y門全部打開，流量也不夠，物料無法升溫。
五、為什么截止閥和過濾器要選用DN150，不能用DN125的？
1、管徑的選擇：
根據實際蒸汽壓力和流量，從下表中查看應該選用多大的管徑，一般蒸汽管道和閥門（包括截止閥和過濾器）
選管徑時參考30m/s的流速。
從下表查出，10barg壓力時，DN150蒸汽管道的最大流量為12135kg/h，滿足要求，DN125管道的流量只有8294kg/h，偏小。
2、流速計算
對于蒸汽、給水、工業水等單相流體的管道，根據選定的介質允許流速，就得出如下簡化公式：
式中：Dn——管道內徑（mm）
G——介質質量流量（t/h）
Q——介質體積流量（m3/h）
v——介質比容（m3/kg）--根據蒸汽壓力查蒸汽表可得
w——介質流速（m/s）
現在已知我們的流量G=12.8t/h，如果管徑DN125，查蒸汽表得知 9barg壓力時蒸汽比容v=0.197945m3/kg
可以反推出蒸汽流速w=57m/s
由此看出，比正常流速增大了一倍，所以蒸汽對閥門密封面的沖蝕汽蝕將會大大增加，噪音也增加。
所以說，過濾器和截止閥不能用DN125的，是不能縮徑的，應該用DN150。那為什么氣動閥又可以縮徑呢？因為氣動閥的流量計算與管道流量計算方法完全不同，比較復雜，這里省略，所以我們經常發現氣動控制閥、減壓閥和流量計等，選型時都需要做縮徑，而截止閥、過濾器、汽水分離器等選型時不能縮徑，而是直接與管道同徑。
六、為什么要加汽水分離器？
1、汽水分離器的作用：用于除去懸浮在蒸汽系統中的氣態的小液滴，以得到高品質的干蒸汽，即提高蒸汽干度；
在汽水分離器下部安裝一組DN25的浮球式疏水閥組，將冷凝水排出。建議選用way’s汽水分離器SP25，口徑DN150，這樣，下游的蒸汽干度可達99%。
2、哪些位置需要安裝汽水分離器？
選用汽水分離器的目的是提高蒸汽品質，避免管道產生水錘震動，避免水分對閥門管道和設備的腐蝕汽蝕，提高熱效率，主要有以下位置需要安裝汽水分離器：
A、流量計前端：主要是為了計量準確，在外購蒸汽的流量計前面，增加一個汽水分離器，既可以保護流量計免受沖蝕汽蝕，也可以使計量更加準確，保證雙方都不吃虧！
B、蒸汽總管：提高輸送效率，消除水錘和震動；
C、分汽缸出汽主管上：有時總管管徑很大，DN150及以上，大口徑汽水分離器價格很貴，這種情況，如果距離也不是很遠，可以考慮在分汽缸出汽主管上分別安裝DN100或以下口徑的汽水分離器；
D、減壓閥前端：蒸汽減壓閥最怕進水，一旦有水進入，會導致減壓閥失效，因此建議在每個減壓閥前面加裝汽水分離器；
E、控制閥前端，尤其是用作蒸汽調壓（減壓）的控制閥前端：雖然控制閥沒有減壓閥那么嬌氣，但是如果經常進水，沖蝕和汽蝕也會導致內部件容易損壞，精度也降低。
F、關鍵設備進汽管上：（如果條件允許，應該每臺用蒸汽的設備前都要裝汽水分離器）
1）用直接蒸汽加熱加濕的設備前：糧油行業的DTDC、蒸炒鍋、汽提塔；飼料行業的制粒機調質器；--保證水分
2）特殊設備：如糧油行業的脫臭塔，若蒸汽中含水，造成真空度難以保證，能耗也增大；如果是一些容易凝固的物料，若蒸汽中含水，當水分蒸發時會吸熱，導致物料可能直接凝固了，影響生產不能正常進行。
3）特殊工藝，如輪胎橡膠行業的硫化機，若蒸汽中含水，造成上下模溫差過大，導致硫化不均勻、欠硫或過分硫化的問題，成品報廢，損失很大。
G、大型換熱設備：如蒸發器、噴霧干燥器、烘干機等，可提高換熱效率，節能，因為蒸汽含水其熱焓值就降低了，水滴中攜帶的雜質也會在加熱盤管表面結垢，降低換熱效率，影響升溫速度和生產效率，設備壽命也會縮短。
H、壓縮空氣主管：空氣中含水，會導致車間很多使用壓縮空氣驅動的電氣設備和氣動閥門產生不可預估的故障，嚴重影響生產，甚至停工。
3、為什么蒸脫機DT直接蒸汽層尤其需要加裝汽水分離器呢？
DT蒸脫機就屬于重要設備，由預脫層、混脫層、直接汽層、抽氣層、干燥層和冷卻層組成。
通入直接汽層的直接汽量占DT總耗汽量的75%，通常車間供應的直接蒸汽是 9~10 barg 壓力飽和蒸汽 (185℃), 經過流量控制閥后,變化為0.35-0.7 barg 壓力過熱蒸汽 (150-160℃)。因此, 直接蒸汽層的上層表面保持在大約155℃，但是最終蒸脫機內壓力要求控制在0.5~1barg內。
DT直接汽量由薄膜氣動調節閥根據DT頂部氣相溫度由PID控制，DT氣相溫度高時，薄膜氣動調節閥開度減小；氣相溫度低時，薄膜氣動調節閥開度相應增加。
相同的出粕殘溶條件下，DT氣相溫度的高低反映了DT蒸汽利用效率的高低。來自直接汽層的蒸汽的大量冷凝提供了足夠的表面濕度使正己烷溶劑和水作為共沸混合物進行蒸發。根據AspenPlus數據，水和正己烷沸點分別為100.02℃和68.73℃，兩者的混合物具有最低共沸點61.43℃，共沸組成為94.73%的正己烷和5.27%的水蒸氣。當氣相中正己烷含量小于94%時，正己烷含量越小，混合氣的露點越高。實際生產過程中,蒸汽中含水分越低，氣相溫度控制越低，DT的能耗就越小，通常DT的氣相溫度為70-72℃，對應的氣相組成為91%正己烷和9%的水蒸氣。
另一方面，降低蒸汽中的水分，即提高蒸汽干度，有利于提高DT直接汽的汽提蒸餾效果，避免豆粕因大量吸收水分而結團現象，從而提高豆粕質量，降低溶劑消耗。
由此可見，在蒸汽管道上加裝汽水分離器，把蒸汽中的水分分離出來，給DT提供高品質的干蒸汽，是非常必要的，近年來，許多油脂人已經開始關注這一技術了，并逐步推進實施，希望大家也重點考慮！
七、關于控制系統的安裝
1、一般來說，流量計前端直管段間距至少10倍管徑以上，后端間距至少6倍管徑以上，根據上述工況，流量計與氣動控制閥之間最好保持2米以上。
2、氣動控制閥與后面的閥門或設備之間最好10倍管徑，或最低1米以上。
3、氣動開關切斷閥可以安裝在汽水分離器的前面或后面。
管路的閥門配置大致為：分汽包--DN150截止閥--DN150氣動切斷閥---DN150汽水分離器-DN150截止閥DN150過濾器--DN125流量計--DN125氣動控制閥--DN150截止閥-DT直接汽層。
