Оборудования для производства растительного масла

 

Оборудование для производства растительного масла, методы пресования. Способы производства растительного масла. Аппараты для влаготепловой обработки, метки-инактиваторы, чайные жаровни,маслопрессы;устройство,принцип работы, особенности рабочих органов.

Согласно классификации профессора В.В. Белобородова, технологические процессы современного производства

растительных масел делятся на:

- механические – очистка семян, обрушивание семян, отделение от ядер плодовых и семенных оболочек, измельчение

ядра и жмыха;

- диффузионные и диффузионно-тепловые – кондиционирование семян по влажности, жарение мятки, экстракция

масла, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота;

- гидромеханические – прессование мезги, отстаивание и фильтрация масла;

- химические и биохимические процессы – гидролиз и окисление липидов, денатурация белков, образование липидно-

белковых комплексов.

Выбор схемы переработки масличных семян и состав технологического оборудования обусловлен физико-

механическими свойствами семян, их природой, назначением извлекаемого масла

Технологические процессы делятся на шесть групп:

1) подготовка к хранению и хранение масличных семян;

2) подготовка семян к извлечению масла;

3) собственно извлечение масла;

4) рафинация полученного масла;

5) розлив;

6) упаковка и маркировка.

В технологических схемах переработки растительного сырья на масло различают подготовительные, основные,

вспомогательные и дополнительные операции

К подготовительным операциям относят очистку семян от примесей, сушку, освобождение ядра от оболочки.

Основные операции включают измельчение ядра, влаготепловую обработку измельчённого продукта и собственно

выделение масла.

Вспомогательные операции включают отделение растворителя от обезжиренного остатка (шрота), получение готового

продукта (масла) из его раствора (мицеллы), регенерацию и рекуперацию растворителя.

К числу дополнительных операций относят первичную отчистку масла от механических примесей и его комплексную

очистку с выделением фосфолипидов.

Совокупность всех перечисленных операций составляет технологические схемы производства растительных масел,

которые подразделяют на две основные группы: схемы, завершающиеся прессованием и схемы, завершающиеся

экстракцией.

 

1. ОЧИСТКА И ХРАНЕНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН

Она включает следующие технологические процессы: очистку семян от примесей, кондиционирование семян по

влажности, хранение семян.

Очистка семян  от примесей. Семенная масса, поступающая на хранение и переработку, представляет собой

неоднородную смесь из семян и органических (стебли растений, листья, оболочки семян), минеральных (земля, камни,

песок), масличных (частично повреждённые или проросшие семена основной масличной культуры) примесей.

Очистку семян от примесей производят на очистительных машинах – сепараторах, аспираторах, камнеотборниках,

используя следующие методы:

- разделение семенной массы по размерам путём просеивания через сита с отверстиями разных размеров и формы.

При просеивании получают две фракции: проход (часть, проходящая через отверстия) и сход (часть, оставшаяся на сите);

- разделение семенной массы по аэродинамическим свойствам путём продувки слоя семян воздухом;

- разделение металлопримесей и семян по ферромагнитным свойствам.

Кондиционирование семян по влажности. Длительному хранению подлежат семена, влажность которых на 2–3%

ниже критической. Кондиционирование улучшает технологические свойства семян. Для уменьшения влажности семян

применяют метод сушки в промышленных сушилках шахтного, барабанного типов и сушилки с кипящим слоем, а также

метод активного вентилирования в хранилищах, оборудованных устройствами для подвода и распределения воздуха по

семенной массе.

В отличие от других масличных культур семена хлопчатника перед обработкой подвергают увлажнению до 11%.

Хранение семян преследует цели сохранения их от порчи для получения при переработке продуктов высокого качества с

минимальными потерями; улучшения качества семян для их более эффективной переработки.

ПОДГОТОВКА СЕМЯН К ИЗВЛЕЧЕНИЮМАСЛА

Эта подготовка предусматривает очистку семян от примесей, калибрование семян по размерам, кондиционирование

семян по влажности, аналогичные соответствующим операциям перед закладкой семян на хранение; обрушивание семян;

разделение рушанки на фракции; измельчение ядра.

Обрушивание семян  и отделение ядра от оболочки. Масличные семена по характеру оболочек делят на две группы –

кожурные (подсолнечник, хлопчатник) и бескожурные (лён, рапс, сурепка, кунжут). Кожурные семена перерабатывают

после отделения оболочки, бескожурные – без её отделения.

Обрушивание (шелушение) – разрушение оболочек масличных семян производят разными способами [2]:

- раскалыванием оболочки ударом (подсолнечник);

- сжатием оболочки (клещевина);

- разрезанием оболочки (хлопчатник);

- обдиранием оболочки о шероховатые поверхности (конопля).

Поэтому рабочие органы машин для шелушения разные:

- для удара семян о металлические поверхности (бичевые и центробежные семенорушки), например семенорушка

бичевого типа МРН, обрушивающими элементами которой являются колосники с волнистой поверхностью – деки;

- с режущими стальными рабочими органами (дисковые типа АС-900, ножевые и вальцовые шелушилки);

- с гладкими или рифлёными металлическими поверхностями для раздавливания.

Недостатком этих методов является частичное разрушение ядра, появление сечки и масличной пыли.

Более современная модель – центробежная обрушивающая машина РЗ–МОС, преимуществом которой является

ориентирование семян длинной осью в момент удара о деку. При таком ударе всю нагрузку воспринимает лузга, и ядро

почти не дробится, в то время как при ударе плашмя сильно дробится и ядро, потери масла с отходящей лузгой

увеличиваются.

Из современных направлений обрушивания семян наибольший интерес представляют следующие методы [3]:

1) аэродинамический, суть которого заключается в том, что семена, поступающие в аппарат, подхватываются сжатым

воздухом, который подаётся через сопло, затем семена выбрасываются через трубу в разгрузитель; обрушивание происходит

под действием нескольких факторов: истирающего действия самой струи, сил инерции, избыточного давления в самих

семенах;

2) создание избыточного давления внутри семени; метод используется в нескольких вариантах:

- в электромагнитном поле сверхзвуковой частоты, под действием которого влага из ядра испаряется практически

мгновенно, пары концентрируются в пространстве между ядром и оболочкой, давление внутри семени повышается,

оболочка разрушается;

- многократным изменением давления (в герметичной камере семена подвергаются пульсирующему действию

высокого давления, в результате чего появляются усталостные явления в семенах, что вызывает разрушение оболочки);

- однократным сбросом давления (семена помещаются в аппарат с повышенным давлением и после быстрой

разгерметизации попадают в приёмник с атмосферным давлением; за счёт мгновенного перепада давления внутри и снаружи

семени происходит разрушение оболочки).

Общее достоинство этих методов: не происходит значительного разрушения ядра, мало сечки и масличной пыли.

Недостатки: дорогое техническое воплощение и большие затраты электроэнергии

 

В результате обрушивания семян получают рушанку, представляющую собой смесь нескольких фракций: целых семян

– целяка, частично необрушенных семян – недоруша, целого ядра, половинок ядра, разрушенного ядра – сечки, масличной

пыли и лузги (оболочки подсолнечника, у хлопчатника – шелуха). Установлены нормы содержания целяка, недоруша, сечки

и масличной пыли.

Разделение рушанки  на фракции. Для разделения рушанки используют различия в свойствах её отдельных

компонентов: в линейных размерах; по массе; в аэродинамических свойствах; по электрофизическим свойствам; по

сопротивлению трению.

Используются аспирационные семеновейки Р1-МСТ, электросепараторы СМР-11, для разделения рушанки хлопчатника

– пурифайеры, для разделения дробленки сои – сепараторы Граностар воздушно-ситового типа.

Рушанку разделяют на ядро и лузгу (шелуху).

Отделение оболочек от ядр имеет большое значение. При этом повышается качество масла, так как в него не переходят

липиды оболочек, содержащие большое количество сопутствующих веществ; повышается производительность

оборудования; уменьшаются потери масла с лузгой за счёт замасливания.

Измельчение ядра. Целью этой операции является разрушение клеточной структуры ядра для максимального

извлечения масла  при дальнейших технологических  операциях. Для измельчения ядра и семян используют однопарные,

двупарные и пятивалковые станки с рифлёными и гладкими поверхностями. В результате получают сыпучую массу мятку.

При лепестковом  помоле на двупарной плющильной вальцовке  и двупарном плющильно-вальцовом станке ФВ-600

получают лепесток – пластинки сплющенного жмыха толщиной менее 1 мм.__

 

1.3. ИЗВЛЕЧЕНИЕ МАСЛА

Извлечение масла производят двумя способами: прессованием и экстракцией. На основе этих двух способов

разработаны следующие технологические схемы производства растительных масел: однократное прессование; двукратное

прессование – извлечение масла путём предварительного отжима (форпрессования) с последующим окончательным

отжимом (экспеллированием); холодное прессование – извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой

обработки; форпрессование – экстракция – предварительное обезжиривание масла путём форпрессования с последующим его

извлечением путем экстракции бензином; прямая экстракция – экстракция растворителем без предварительного

обезжиривания.

Влаготепловая обработка  мятки – жарение. Для эффективного извлечения масла из мятки проводят влаготепловую

обработку при непрерывном и тщательном перемешивании. В производственных условиях процесс влаготепловой

обработки состоит из двух этапов [2, 3, 4]:

– первый этап – увлажнение мятки и подогрев в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки –

инактиваторах или про-парочно-увлажнительных шнеках. Мятку нагревают до температуры 80 – 85 °С с одновременным

увлажнением водой или острым паром. При этом происходят избирательное смачивание и уменьшение энергии связи масла

с нелипидной частью семян на поверхности мятки. Влажность семян подсолнечника после увлажнения составляет 8–9%;

– второй этап – высушивание и нагрев увлажнённой мятки в жаровнях различных конструкций. При этом изменяются

физические свойства масла – уменьшаются вязкость, плотность и поверхностное натяжение.

Материал, получаемый в результате жарения, называется мезгой.

Предварительный отжим масла – форпрессование. Прессованием называется отжим масла из сыпучей пористой

массы – мезги. В результате извлекается 60 – 85% масла, т.е. осуществляется предварительное извлечение масла –

форпрессование. Для прессования применяют прессы различных конструкций. В зависимости от давления на прессуемый

материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы предварительного съёма масла – форпрессы

и прессы окончательного съёма масла – экспеллеры.

Шнековый пресс представляет собой ступенчатый цилиндр, внутри которого находится шнековый вал. Стенки

цилиндра состоят из стальных пластин, между которыми имеются узкие щели для выхода отжатого материала. В результате

форпрессования мезги получают форпрессовое масло (называемое часто прессовым) и форпрессовый жмых. Содержание

масла в жмыхе составляет 14 – 20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на

окончательное прессование или для получения лепестка. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-

24 [2, 3, 4].

Окончательный отжим масла – экспеллирование осуществляется в более жёстких условиях, в результате чего

содержание масла в жмыхе снижается до 4 – 7%.

Маслопрессы типа УПМ-1 и УММП-1М-50 предназначены для получения масла из сырых семян масличных культур.

Принцип работы установки состоит в постепенном многоступенчатом разрушении и сжатии семян двумя наборными

шнеками с изменяющимся шагом и специальными измельчителями. Семена перед загрузкой в бункер проходят

предварительную очистку от металлических включений, камней, песка, земли и доводят до необходимой влажности (7 –

9%).

УПМ-1 имеет три рабочих зоны (рис. 1.2). Первая зона – загрузочная, куда самотёком через бункер поступают семена.

Вторая зона – нагрева, в этой зоне, окольцованной снаружи нагревательными элементами (ТЭНами), проходит измельчение

и нагревание семян. Интенсивное кратковременное нагревание до 95 – 115 °С приводит к ослаблению поверхностных сил,

удерживающих масло в мятке, и масло переходит в относительно свободное состояние. В третьей зоне, образованной

зеерной камерой, происходит непосредственный отжим и выход масла через зазоры между зеерными планками.

Секционный корпус является основным элементом установки. Он включает в себя блок нагрева, две зеерных секции,

две опорные стойки, а также два шнековых вала со шнеками, насадками и истирающими кулачками. В ступице,

закреплённой на задней опорной стойке, установлено на каждом валу по одному радиальному и упорному подшипнику.

 

Загрузочный бункер представляет собой сварной корпус прямоугольного сечения. В зависимости от условий эксплуатации