كمية الزيت التي يمكن استخلاصها من فول الصويا بالعصر لا تحمل إجابة ثابتة واحدة، لأن النتائج تعتمد على محتوى الزيت في فول الصويا، وطريقة العصر، والمعالجة المسبقة، وأداء المعدات، وظروف التشغيل.
يحتوي فول الصويا عادةً على نحو 18%–20% من الزيت على أساس المادة الخالية من الرطوبة، إلا أن محتوى الزيت الفعلي يختلف باختلاف صنف فول الصويا وظروف الزراعة.
ومع ذلك، لا يمكن للعصر الميكانيكي بالضرورة استرداد كل هذا الزيت، إذ يبقى جزء منه في المادة الصلبة بعد العصر.
لذلك، فإن التمييز الأهم هو: يوضح محتوى زيت فول الصويا كمية الزيت الموجودة في البذور، بينما يوضح معدل الاسترداد بالعصر مقدار الزيت الذي يتم استخلاصه فعليًا.
تشير المعلومات الفنية لمنظمة الأغذية والزراعة (FAO) إلى أن محتوى الدهون في فول الصويا يتراوح عادةً بين 18% و20% على أساس خالٍ من الرطوبة. وقد تختلف القيمة الفعلية حسب الصنف وظروف الزراعة.
على سبيل المثال، إذا كانت دفعة من فول الصويا تحتوي على 20% زيت على الأساس المذكور:
تمثل هذه القيم محتوى الزيت النظري وليست مخرجات عصر مضمونة. وتعتمد كمية الزيت المستردة فعليًا على عملية الاستخلاص.
غالبًا ما يحدث خلط بين هذه المصطلحات الثلاثة عند تقدير إنتاج زيت فول الصويا.
محتوى الزيت هو كمية الزيت الموجودة في مادة فول الصويا.
استرداد الزيت هو نسبة الزيت الموجود أصلًا في المادة الخام والذي يتم استرداده بواسطة عملية الاستخلاص.
الزيت المسترد هو الكمية الفعلية من الزيت الناتجة عن عملية العصر.
يجب أن تتوافق كفاءة الاسترداد مع عملية العصر المحددة، ولا ينبغي اعتبارها نسبة ثابتة عامة.
تعتمد الإجابة على نوع العصر الميكانيكي. ومن المفيد لفهم النطاق التمييز بين العصر المسبق والعصر الكامل.
وفقًا للجمعية الأمريكية لكيميائيي الزيوت (AOCS)، يمكن لأنظمة العصر المسبق استرداد نحو 65%–75% من الزيت المتاح عادةً، بينما يمكن للعصر الكامل أن يصل إلى نحو 90% أو أكثر في الظروف المناسبة. تصف هذه الأرقام معدل استرداد الزيت من الزيت المتاح في البذور، وليس نسبة كتلة فول الصويا التي تتحول مباشرةً إلى زيت.
افتراض: كمية فول الصويا الداخلة = 1,000 كجم | محتوى الزيت = 20% | الزيت النظري = 200 كجم
باستخدام نطاق الاسترداد المُعلن البالغ 65%–75%:
يمكن لنظام العصر المسبق نظريًا استرداد نحو 130–150 كجم من الزيت لكل طن من فول الصويا.
إذا وصلت عملية العصر الكامل إلى استرداد يقارب 90%:
عند افتراض معدل استرداد قدره 90%، فإن طنًا واحدًا من فول الصويا يحتوي على 20% زيت يعادل نحو 180 كجم من الزيت المسترد.
هذه الحسابات أمثلة توضيحية وليست أرقام إنتاج مضمونة. ويجب تحديد الإنتاج الفعلي للزيت بناءً على مادة فول الصويا المحددة ونظام العصر المستخدم.
يخضع العصر الميكانيكي لقيود فيزيائية. أثناء العصر، يتحرر الزيت من مادة فول الصويا، إلا أن جزءًا منه يظل مرتبطًا بالجزء الصلب. وتوضح AOCS أن نزع الزيت ميكانيكيًا تحدّه قوى فيزيائية مثل القوى بين الجزيئات والقوى الشعرية.
ونتيجةً لذلك، تظل كعكة العصر محتوية على زيت متبقٍ. وتشير AOCS إلى أن كعكات العصر الكامل تحتوي عادةً على نحو 5%–8% من الزيت المتبقي، وإن كانت القيمة الفعلية تعتمد على العملية والمادة الخام.
أهم النقاط التشغيلية:
تؤثر عدة عوامل في الاسترداد الفعلي الذي يحققه خط عصر فول الصويا.
كلما زاد محتوى الزيت في مادة فول الصويا الواردة، زادت كمية الزيت المتاحة للاسترداد. إلا أن محتوى الزيت وحده لا يحدد كفاءة العصر. كما يمكن أن يؤثر صنف فول الصويا وظروف الزراعة وجودة المادة الخام في التركيب.
تُهيئ المعالجة المسبقة مادة فول الصويا لتحرير الزيت بفعالية. وقد تشمل تجهيزات فول الصويا، بحسب العملية:
يعتمد التسلسل المحدد على مسار العملية المختار. فعلى سبيل المثال، توضح وثائق معالجة فول الصويا لدى QIE أن عملية الترقـيق تُستخدم ضمن مسار تكسير الخلايا بدرجة حرارة منخفضة، وتحدد سُمك الرقائق بـ ≤0.3 مم لهذه العملية. وينبغي فهم هذه القيمة باعتبارها معلمة تشغيل خاصة بـ QIE لمسار الاستخلاص المحدد، وليست مواصفة عامة لكل مكبس ميكانيكي لفول الصويا.
يؤثر معدل التغذية، وتطور الضغط، وتكوين اللولب، وحالة المادة، وغيرها من معلمات التشغيل في تحرر الزيت. ولا توجد قيمة واحدة لدرجة الحرارة أو الضغط تصلح للتطبيق في جميع مصانع عصر فول الصويا.
ينبغي تحديد نطاق التشغيل وفقًا لما يلي:
يمكن أن يؤثر تآكل اللولب والقفص والمكونات الأخرى الخاصة بالعصر في ظروف التشغيل الداخلية للمكبس. وإذا ارتفع الزيت المتبقي في كعكة العصر، فقد يكون السبب مرتبطًا بما يلي:
لذلك، ينبغي أن يشمل استكشاف الأعطال وإصلاحها العملية كاملةً بدلًا من تغيير ضغط العصر وحده.
للعصر الميكانيكي والاستخلاص بالمذيبات مبادئ تشغيل وخصائص استرداد مختلفة.
| العامل | الضغط الميكانيكي | الاستخلاص بالمذيبات |
|---|---|---|
| المبدأ | الفصل الميكانيكي للزيت | إذابة الزيت واسترجاع المذيب |
| المذيب | غير مطلوب | المطلوب |
| مردود الزيت | محدود فيزيائيًا | أعلى بشكل عام |
| الزيت العالق المتبقي | يبقى في كعكة العصر | يمكن خفضه بدرجة كبيرة |
| تعقيد العمليات | بسيط نسبيًا | أكثر تعقيدًا |
| الاعتبار الرئيسي | البساطة وأداء العصر وجودة كعكة العصر | استرداد مرتفع للزيت ومعالجة على نطاق واسع |
بالنسبة للاستخلاص بالمذيب من فول الصويا، تشمل العملية الموثقة لدى QIE الاستخلاص باستخدام الهكسان النظامي (n-hexane)، يليه تبخير الميسيلا ونزع المذيب من الكسب الرطب.
تشمل أهداف العملية الموثقة لدى QIE ما يلي:
تنطبق هذه القيم على عملية الاستخلاص بالمذيب لدى QIE، ولا ينبغي تفسيرها على أنها مواصفات للعصر الميكانيكي.
قد يكون العصر الميكانيكي مناسبًا عندما تكون بساطة العملية وتجنب نظام المذيبات من الأولويات. ويمكن النظر في الاستخلاص بالمذيبات عندما يكون ارتفاع استرداد الزيت وانخفاض الزيت المتبقي في الكسب من الأهداف الرئيسية.
بالنسبة لبعض مشاريع فول الصويا، يمكن تقييم مسار مركب:
يسترد هذا المسار المركب قدرًا أكبر من الزيت المتاح مع الحفاظ على خصائص الكسب المطلوبة.
تعتمد العملية المناسبة على:
لذلك، لا توجد إجابة عامة تفيد بأن العصر الميكانيكي أفضل دائمًا من الاستخلاص بالمذيبات.
بدلًا من مجرد زيادة ضغط العصر، ينبغي تقييم العملية الكاملة.
اختبر فول الصويا الوارد لتحديد محتوى الزيت والرطوبة والشوائب والحالة العامة للمادة الخام.
تأكد من أن التنظيف، والتهيئة، والتكسير، والترقيق مناسبة لمسار العصر المختار.
قد يؤدي معدل التغذية غير المستقر إلى تقلبات في حمل المكبس ومعدل استرداد الزيت.
تابع الزيت المسترد، والزيت المتبقي في كعكة العصر، والإنتاجية، وجودة الزيت الخام، واستهلاك الطاقة، وحالة المعدات.
يعد الزيت المتبقي في كعكة العصر أحد أكثر المؤشرات فائدة لتقييم ما إذا كان المكبس يسترد الزيت بفعالية. لا تعتمد على الحسابات النظرية وحدها.
ليست أفضل عملية بالضرورة هي التي تحقق أعلى معدل استرداد لحظي للزيت.
لا تقيّم QIE مشروع زيت فول الصويا استنادًا إلى مكبس الزيت فقط. واعتمادًا على المادة الخام وهدف الإنتاج، قد تشمل العملية ما يلي:
الخيار أ: المسار الميكانيكي
المعالجة الأولية → العصر الميكانيكي → الترشيح
الخيار ب: مسار الاستخلاص والتكرير المتكامل
المعالجة الأولية → العصر المسبق → الاستخلاص بالمذيب → نزع المذيب → معالجة الزيت الخام → التكرير
تغطي وثائق معالجة فول الصويا لدى QIE عمليات التنظيف، والتهيئة، والتكسير، وإزالة القشور، والترقيق أو التمدد، والاستخلاص، واسترجاع المذيب، ونزع المذيب.
أما في مرحلة التكرير، فقد تشمل العملية الموثقة ما يلي:
إزالة الصموغ → إزالة الأحماض → إزالة اللون → إزالة الروائح
يتم اختيار العملية المحددة وفقًا لخصائص الزيت الخام وجودة الزيت النهائي المطلوبة. ولا يقتصر الهدف على زيادة إنتاج الزيت فحسب، بل يشمل تحقيق التوازن بين استرداد الزيت وجودة الزيت وجودة الكسب والطاقة الإنتاجية والجدوى الاقتصادية الإجمالية للمشروع.
لا توجد قيمة ثابتة عامة. فإذا كان فول الصويا يحتوي على 20% زيت، فإن الطن الواحد يحتوي على نحو 200 كجم من الزيت النظري. وتعتمد الكمية المستردة فعليًا على عملية العصر وكفاءتها في الاسترداد.
فعلى سبيل المثال، يؤدي افتراض معدل استرداد 65%–75% لعملية عصر مسبق إلى نحو 130–150 كجم من الزيت المسترد لكل طن. ويمكن لعملية العصر الكامل أن تصل إلى معدل استرداد يقارب 90% أو أكثر في الظروف المناسبة.
يحتوي فول الصويا عادةً على نحو 18%–20% زيت على أساس المادة الخالية من الرطوبة، إلا أن محتوى الزيت الفعلي يختلف حسب الصنف وظروف الزراعة.
لا. يشير محتوى الزيت إلى الزيت الموجود في فول الصويا، بينما يشير محصول العصر إلى الزيت الذي يتم استرداده فعليًا بالعملية الميكانيكية.
لا يمكن للعصر الميكانيكي إزالة كل الزيت، لأن جزءًا من الزيت يبقى مرتبطًا بالمادة الصلبة. وتفيد AOCS بأن نسبة الزيت المتبقي في كعكات العصر الكامل تتراوح عادةً بين 5% و8%.
لا توجد عملية أفضل على نحو مطلق. فالعصر الميكانيكي بسيط نسبيًا ولا يتطلب نظام مذيبات، بينما يمكن للاستخلاص بالمذيبات تحقيق استرداد أعلى للزيت وزيت متبقٍ أقل بكثير في الكسب. وتعتمد العملية المناسبة على الطاقة الإنتاجية والاستثمار ومتطلبات الاسترداد ومواصفات الكسب وظروف المشروع.
لإعداد تقدير خاص بالمشروع، من المفيد توفير المعلومات التالية:
باستخدام هذه المعلمات، يمكن تقييم معدل استرداد الزيت المتوقع وتكوين العملية المناسب بدقة أكبر.
تعتمد كمية الزيت التي يمكن استخلاصها من فول الصويا بالعصر على مقدار الزيت الموجود في فول الصويا ومدى كفاءة عملية العصر المختارة في استرداده. ويحتوي فول الصويا عادةً على نحو 18%–20% زيت على أساس المادة الخالية من الرطوبة. وإذا كان طن واحد من فول الصويا يحتوي على 20% زيت، فإن كمية الزيت النظري المتاحة تبلغ نحو 200 كجم.
ومع ذلك، تعتمد كمية الزيت المستردة فعليًا على مسار العصر. وتفيد AOCS بأن معدل استرداد الزيت في العصر المسبق يبلغ نحو 65%–75%، بينما يصل في العصر الكامل إلى نحو 90% أو أكثر في الظروف المناسبة.
لذلك، لا توجد إجابة واحدة عامة مثل: «ينتج طن واحد من فول الصويا X كجم من الزيت». ويتطلب التقدير الموثوق مراعاة محتوى الزيت المقاس في فول الصويا، والعملية المختارة، وظروف المعالجة الأولية، وأداء المكبس، والزيت المتبقي في الكسب.
بالنسبة للمشاريع التي تتطلب معدل استرداد زيت أعلى، يمكن النظر في الجمع بين العصر المسبق والاستخلاص بالمذيب. ويمكن لـ QIE تقييم مسار معالجة زيت فول الصويا المناسب وفقًا لخصائص المادة الخام، والطاقة الإنتاجية، وأهداف استرداد الزيت، ومتطلبات الكسب، وظروف المشروع.