图1  精制棕榈油可用于多种下游产品

本文介绍了与棕榈油加工有关的背景资料，并就料位计的使用提出建议, 此案例也可广泛延伸到其他油品应用领域。

棕榈油（油棕榈属）包括两个棕榈科品种。可在商业性农业中生产棕榈油。非洲油棕榈的原产地是西非（位于安哥拉和冈比亚之间），而美洲油棕榈的原产地则是中美洲和南美洲的热带地区。

棕榈油在室温下呈半固态，可被分解成为固体和液体组分,也就是硬脂和油酸脂。可采用物理或化学精炼工艺加工棕榈油，从而生产经过提炼、漂白和除臭（精制棕榈油）或经过中和、漂白、除臭（经中和、脱色和除臭的棕榈油）的棕榈油和棕榈仁油。采用这些工艺组合，可生产各类棕榈油和棕榈仁油产品。

精制棕榈油可用于多种下游产品。作为食用油，通常可用于食品工业中的烹调油、人造黄油、面条、蛋糕、起酥油和可可黄油。除食品工业外，棕榈油也可在油脂化工行业中通过提炼，用作生产肥皂、洗衣粉及化妆品的原料。近年来，一些生产项目开始研究将棕榈油转化为生物柴油。

图2  每个果实包含一粒种子（即榈仁油），并被柔软的含油果肉所包裹

RB系列TDR液位传感器

目前，油棕榈种植者几乎不使用任何液位仪表。

由于需要用蒸汽进行消毒，因此锅炉上通常要配备一些安装于旁路的料位传感器。汽提、萃取和提纯段均有足够的储罐、贮仓和凹坑，用于存储固体产品或固体废物，例如成簇的棕榈、棕榈仁、棕榈壳和纤维。此外，这些工艺段还为液体（中间）产品设置了充足的沉降过程和足量的储罐。所有这些储罐，都可用于液位的连续测量和多点液位检测。

由于不同工艺过程中需要检测的液体性质会发生变化，因此伊玛公司的EMA RB系列TDR液位传感器尤其适用于这类用途，这是因为它们可单独测量液体性质。此外，该系列液位传感器也能测量水、油和混合液体的液位。因此，客户可在整个棕榈油厂中，用同一种传感器进行所有液位测量工作。伊玛公司的EMA RB系列TDR雷达导波料位计对棕榈油具有良好的测量效果，而这是其他众多料位测量原理难以实现的。

棕榈油厂往往位于偏远地区、经营规模小，并靠近油棕榈种植园。目前，棕榈油厂很少用仪表设备控制工艺过程，这主要是由于棕榈油厂用于购买仪表的资金和资源有限，以及在这些偏远地区安装仪表和对其进行维修的预期成本所致。

不过，由于TDR料位传感器和音叉式料液位开关皆具有成本低、易于安装、通用性、可靠性和维护成本低的特点，因此非常适用于小型棕榈油工厂。

TDR料位传感器无需进行过多配置，就可轻易进行安装。由于伊玛TDR料位传感器具有强大的干扰信号抑制功能，因此可随意将其安装在储罐顶部的任意位置。与之相比，雷达波传感器在安装位置方面具备很多先决条件，且需要大量配置。伊玛的RB系列TDR液位传感器和振动音叉液位开关可作为大多数棕榈油厂测量液位的首选设备。

图3  世界主要棕榈油生产国

棕榈油的生产

棕榈油的生产过程通常分为四个阶段：消毒、汽提、油脂萃取和提纯。

用灭菌器对捆扎好的棕榈果进行蒸汽消毒，从而使成簇的棕榈果变得松动，同时通过脱水使棕榈果的水分减少10％。

在汽提段中，用机械剥离器使棕榈果实和棕榈叶与秸秆相分离。然后将果实送入消化段，在此处采用机械方式和热能，使含油脂的细胞膜和细胞壁发生分解，从而使棕榈油流出，形成一种由游离状态的油、水、纤维和粘胶构成的半固态糊状物，且有许多种子嵌入其中。随后在下一个工艺步骤中，通过液压机的压力，使热消化的糊状物中的油水混合物被驱赶出来。先对液压机流出的油水混合物进行倾析和澄清，然后在高速离心机中进行提纯。

油水混合物先经过分离工艺，再对油进行提纯和干燥，然后将其储存。棕榈油厂产生的大量废水是由混合物中的水相构成的，要在污水处理厂对这些废水进行处理。经过液压机后处理后，在风选系统中分离干纤维和坚果。坚果被压破后可得到棕榈仁，而纤维则被用作锅炉燃料。

生棕榈油和生棕榈仁油是两种从果实中提取的油。从肉质丰满的果实（含油量为45%~55%）中可提取生棕榈油。这些果实的颜色为淡黄色至橙红色，融化温度为25~50℃ 。生棕榈油用于生产肥皂和蜡烛。而最近几年，它又被用于生产人造黄油和烹饪油脂。生棕榈油还用作润滑剂，并用于纺织和橡胶行业。

从含油量为50%的棕榈仁中可提取生棕榈仁油。生棕榈仁油的性质类似于饱和脂肪酸含量高（主要是月桂酸）的椰子油，它在常温下为无色固体，颜色可由白色变至微黄色。生棕榈仁油不会变干，可用于食用油脂，还可用于生产冰淇淋、蛋黄酱烘焙食品、糖果、肥皂和洗涤剂。

图4  RB系列TDR液位传感器

经济的测量方案

伊玛EMA RB系列TDR的料位传感器性价比很好，对油类具有良好的测量效果，而且还能在储罐底部进行测量。而由于储罐底部的搅拌器和加热线圈会使生棕榈油的温度达到40~60℃，因此其他传感器很难在此处测量液位。搅拌器可通过搅拌介质，而使产品具有均匀的温度。

由于储罐通常采用金属薄板制成（考虑成本因素），因此储罐的金属顶板会由于昼夜温差，或长时间受阳光直射而产生变形。这会导致非接触式液位传感器（如雷达传感器）的横梁发生错位，从而产生测量误差。但TDR液位传感器不存在这一问题。

这些工艺过程中，包括很多用于棕榈油或必要的工艺液体（如酸类）的工艺及储罐。TDR的料位传感器和音叉液位开关在所有液体中均具有良好的测量效果。

在这些工艺过程中，压差传感器很难在不稳定表面、真空和漂土的情况下进行测量。而TDR料位传感器则不存在这些问题，它能可靠地进行测量。

非接触式料位传感器（如雷达波传感器）在漂白罐中也会遇到许多障碍（蒸汽伴管、漂土和棕榈油的入口），从而难以测量液位。而TDR料位传感器由于具有强大的干扰信号抑制功能，因此能有效地在该种情况下测量液位。

图5  棕榈油加工流程图

在漂土料斗，可采用音叉液位开关控制加入搅拌机的漂土量。目前，TDR料位传感器尚不能在温度高于150℃时使用。但今后将会有能在较高温度下采用的方案。在硬脂储罐内，必须用加热线圈避免固化。硬脂凝固后，常常使传统的测量原理中采用的浮筒或压力变送器出现问题，还会使介电常数和建筑边坡（可反射天线发出的雷达波）发生变化，从而干扰非接触式雷达。然而，TDR料位传感器不存在这些问题。它们可测量所有类型的液体、固体和浆料。TDR料位传感器在油类中具有良好的测量效果，因此也是油酸脂储罐的理想选择。

棕榈油的炼制

直接来自棕榈油厂的生棕榈油可存储在储罐中，而且可用作所有炼油厂和油脂化工厂的原料。

在脱胶和中和工艺中，可在混合罐中加入磷酸，除去生棕榈油中的胶或粘着物。通过过滤或分离混合物，可进一步加工洁净的生棕榈油。

脱色工艺可使生棕榈油的颜色变成迷人的金黄色。在真空条件下，经过脱胶的生棕榈油，与漂土在漂白剂罐中混合。在罐中，喷射蒸汽主要用于获取均匀的混合物。要得到脱色的棕榈油（BPO），必须采用几个过滤器除去漂土和杂质。这些工艺的使用温度为90~120℃、真空度为90~120 mbar abs。

在高真空和高温条件下，用喷射蒸汽对食用油进行除臭，可消除其臭味。经过该工艺处理后的精制棕榈油，可用于众多其他下游产品。这些工艺的使用温度为230~260℃，真空度为2~10 mbar abs。

干法分提可将精制棕榈油与油酸脂和硬脂相分离。一个普通的棕榈油厂包括结晶和过滤段。在结晶时，精制棕榈油被首先加热，然后在结晶器内根据可控制的冷却程序进行冷却。

冷却程序结束时，油变成一种晶体和液体油构成的浆料。然后将浆料送入由薄膜过滤器组成的过滤段，分离油酸脂（液体油）和硬脂（晶体）。在环境压力下，这些工艺的使用温度为22~75℃。

仪表的安装与应用

TDR料位传感器和振动音叉液位开关可用于副油箱。目前，低成本的TDR料位传感器尚不能在温度高于150℃时使用。但今后将会有在较高温度下采用的方案。刨片机上带倾角的托盘所在位置，正好可以安装TDR料位传感器，从而使其可测量刨片机内的液位。由于不受刨片机内烟雾的影响，因此这些传感器能充分发挥其作用。所有这些支援过程，也包括可配备TDR料位传感器或振动音叉料位开关的储罐。此外，还包括冷凝水回收罐。