Оборудования для производства растительного масла

экструдера загрузочный бункер может быть различных типоразмеров, с магнитной ловушкой.

Раздвоитель служит для передачи крутящего момента от стандартного цилиндрического редуктора на два шнековых

вала секционного корпуса, вращающихся в одну сторону. Раздвоитель представляет механизм, состоящий из косозубой

передачи наружного зацепления. В раздвоителе предусмотрен узел опорных подшипников для восприятия осевых усилий от

шнековых валов, возникающих в процессе обработки и прессования.

Привод состоит из стандартного цилиндрического редуктора и электродвигателя, установленных на общей раме

совместно с секционным корпусом и раздвоителем. Редуктор соединён с раздвоителем цепной муфтой, крутящий момент от

электродвигателя к редуктору передаётся клиноремённой передачей.

В экструдере присутствуют две основные электрические схемы: привода двигателя и подогрева секционного корпуса.

Извлечение масла методом экстракции органическими растворителями эффективнее прессового метода, так как

содержание масла в проэкстрагированном материале (шроте) менее 1%.

В нашей стране в качестве растворителей для извлечения масла из растительного сырья применяют экстракционный

бензин марки А и нефрас с температурой кипения 63 – 75 °С.

Экстракция — это диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентраций мисцеллы –

растворов масла в растворителе внутри и снаружи частиц экстрагируемого материала. Растворитель, проникая через

мембраны клеток экстрагируемой частицы, диффундирует в масло, а масло из клеток – в растворитель. Под влиянием

разности концентраций масло перемещается из частицы во внешнюю среду до момента выравнивания концентраций масла в

частице и в растворителе.

В этот момент экстракция прекращается.

Экстракцию масла из масличного сырья проводят двумя способами: погружением и ступенчатым орошением [2, 3, 4].

Экстракция погружением происходит в процессе непрерывного прохождения сырья через непрерывный поток

растворителя в условиях противотока, когда растворитель и сырьё продвигаются в противоположном направлении

относительно друг друга. По способу погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200». Такой экстрактор

состоит из загрузочной колонны, горизонтального цилиндра и экстракционной колонны, внутри которых установлены

шнеки.

Сырьё в виде лепестка или крупки поступает в загрузочную колонну, подхватывается витками шнека, перемещается в

низ загрузочной колонны, проходит горизонтальный цилиндр и попадает в экстракционную колонну, где с помощью шнека

поднимается в верхнюю её часть. Одновременно с сырьём в экстрактор подаётся бензин температурой 55 – 60 °С. Бензин

перемещается навстречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну.

Концентрация мисцелы на выходе из экстрактора 15 – 17%.

Обезжиренный остаток сырья – шрот выходит из экстрактора с высоким содержанием растворителя и влаги (25 – 40%),

поэтому его направляют в шнековые или чанные (тостеры) испарители, где из него удаляют бензин.

Преимущества экстракции погружением: высокая скорость экстракции, простота конструкции аппаратов, безопасность

их эксплуатации. Недостатки способа: низкие концентрации конечных мисцелл, высокое содержание примесей.

Экстракция способом ступенчатого орошения. При этом способе непрерывно перемещается только растворитель, а

сырьё остаётся в покое в одной и той же перемещающейся ёмкости или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает

получение мисцеллы повышенной концентрации (25 – 30%), с меньшим количеством примесей. Недостатки этого способа –

большая продолжительность экстракции, повышенная взрывоопасность производства.

Наша промышленность использует горизонтальные ленточные экстракторы МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130,

«Луги-100», «Лурги-200», ковшовые экстракторы «Джанациа», корзиночный экстрактор «Окрим». Более современным

является карусельный экстрактор «Экстехник» (Германия), работающий по принципу многоступенчатого орошения в

режиме затопленного слоя.

При экстракции на ленточном экстракторе МЭЗ сырьё из бункера подаётся на движущуюся сетчатую ленту

транспортёра, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно мисцеллой и бензином. Экстрактор

имеет восемь ступеней с рециркуляцией мисцеллы и восемь мисцеллосборников.

После экстракции мисцелла содержит до 1% примесей, и её направляют на ротационные дисковые или патронные

фильтры для очистки [2, 3, 4].

Дистилляция – это отгонка растворителя из мисцеллы. Наиболее распространены трёхступенчатые схемы

дистилляции.

На первых двух ступенях мисцелла обрабатывается в трубчатых плёночных дистилляторах. На первой происходит

упаривание мисцеллы. На второй – мисцелла обрабатывается острым паром при температуре 180 –220 °С и давлении

0,3 мПа, что вызывает кипение мисцеллы и образование паров растворителя. Пары растворителя направляются в

конденсатор. На третьей ступени высококонцентрированная мисцелла поступает в распылительный вакуумный дистиллятор,

где в результате барботажа острым паром под давлением 0,3 мПа происходит окончательное удаление следов растворителя.

После дистилляции масло направляют на рафинацию.

РАФИНАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

Это процесс очистки масел от сопутствующих примесей. К примесям относятся следующие группы веществ:

сопутствующие триглицеридам вещества, переходящие из доброкачественного сырья в масло в процессе извлечения;

вещества, образующиеся в результате химических реакций при извлечении и хранении жира; собственно примеси –

минеральные примеси, частицы мезги или шрота, остатки растворителя или мыла [2, 3, 5].

Помимо нежелательных примесей из жиров при рафинации удаляются и полезные для организма вещества:

жирорастворимые витамины, фосфатиды, незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты.

Рафинированные жиры легче окисляются, так как из них удаляются естественные антиокислители – фосфатиды и

токоферолы. Поэтому рафинацию стремятся проводить таким образом, чтобы при максимальном извлечении нежелательных

примесей сохранить полезные вещества.

Все методы рафинации делятся на: физические – отстаивание, центрифугирование, фильтрация, которые используются

для удаления механических частиц и коллоидно-растворенных веществ; химические – сернокислая и щелочная рафинация,

гидратация, удаление госсипола, которые применяются для удаления примесей, образующих в маслах истинные или

коллоидные растворы с участием удаляемых веществ в химических реакциях; физико-химические – отбеливание,

дезодорация, вымораживание, которые используются для удаления примесей, образующих в маслах истинные растворы без

химического изменения самих веществ [2, 3, 5].

Физические методы. Механические примеси (частицы мезги и жмыха) не только ухудшают товарный вид жира, но и

обусловливают ферментативные, гидролитические, окислительные процессы. Белковые вещества способствуют протеканию

реакции Майара (меланоидинообразования) и образованию липопротеидных комплексов. Механические примеси удаляют

сразу же после получения масла.

Отстаивание – это процесс естественного осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой среде,

под действием силы тяжести. При длительном отстаивании масла происходит выделение из него части коллоидно-

растворенных веществ – фосфолипидов, слизей, белков за счёт их коагуляции. Масло после отделения осадка становится

прозрачным. На промышленных предприятиях для отстаивания применяются механизированные двойные гущеловушки с

электромеханическими вибраторами.

Центрифугирование – процесс разделения неоднородных систем под действием центробежных сил. В

промышленности применяют корзиночные, тарельчатые, трубчатые центрифуги, например горизонтальную осадительную

центрифугу непрерывного действия НОГШ-325, сепаратор A1-МСП. Для разделения тонких систем используют скоростные

центрифуги: разделительные – для разделения двух несмешивающихся фаз (вода – жир) и осветляющие – для выделения из

жидкостей тонкодисперсных механических примесей.

Для разделения суспензий применяют гидроциклоны, действие которых основано на использовании центробежных сил

и сил тяжести.

Фильтрование – процесс разделения неоднородных систем с помощью пористой перегородки, которая задерживает

твёрдые частицы, а пропускает жидкость и газ. Форпрессовое и экспеллерное масла подвергают фильтрованию дважды.

Сначала проводят горячее фильтрование при температуре 50 – 55 °С для удаления механических примесей и отчасти

фосфатидов. Затем – холодное фильтрование при температуре 20 – 25 °С для коагуляции мелких частиц фосфатидов.

В промышленности используют фильтр-прессы, состоящие из 15 – 50 вертикально расположенных фильтрующих ячеек,

находящихся на одной общей горизонтальной станине. В ячейке находится фильтровальная ткань, которая постепенно

забивается осадком (фузом). Фуз используют для получения масла экстракционным способом, а остаток – в мыловарении.

Химические методы. Гидратация – процесс обработки масла водой для осаждения гидрофильных примесей

(фосфатидов, фосфопротеидов).

В результате гидратации фосфатиды набухают, теряют растворимость в масле и выпадают в осадок, который

отфильтровывают. Для полного удаления фосфопротеидов применяют слабые растворы электролитов, в частности хлорид

натрия [2, 3, 5].

В целом гидратация сводится к тому, что масло нагревается до определённой температуры (подсолнечное и арахисовое

– до 45 – 50 °С), смешивается с водой или барботируется острым паром, выдерживается для образования хлопьев с

последующим отделением масла от осадка.

В промышленности используют паровой, электромагнитный и гидротермический методы гидратации. Применяют

оборудование периодического действия, непрерывного действия с тарельчатыми отстойниками и сепараторами «Лурги» и

«Вестфалия» (Германия), «Альфа-Лаваль» (Швеция).

В результате гидратации получают пищевое масло, пищевой и кормовой фосфатидные концентраты, масло для

дальнейшей рафинации.

Щелочная рафинация – обработка масла щёлочью с целью выведения избыточного количества свободных жирных

кислот. В процессе нейтрализации образуются соли жирных кислот – мыла. Мыла нерастворимы в нейтральном жире и

образуют осадок – соапсток. Мыло обладает высокой адсорбирующей способностью, благодаря которой из жира удаляются

пигменты, белки, слизи, механические примеси. Соапсток удаляется отстаиванием или центрифугированием.

Процесс щелочной нейтрализации состоит из следующих операций: обработка фосфорной кислотой для разрушения

негидратируемых фосфатидов; нейтрализация щёлочью; первая промывка водой температурой 90 – 95 °С для удаления

мыла; вторая промывка водой; обработка лимонной кислотой для удаления следов мыла; сушка в аппаратах под вакуумом.

Нейтрализацию проводят непрерывным и периодическими методами.

Периодический способ разделения фаз в гравитационном поле с водно-солевой подкладкой основан на растворении

мыла в воде или в водном растворе хлорида натрия. При периодическом методе нейтрализацию осуществляют в

нейтрализаторе. Это аппарат цилиндрической формы с коническим дном, паровой рубашкой и грабельной мешалкой для

перемешивания жира и щёлочи. Щёлочь подают сверху через распылители или снизу через змеевики. Через распылители

подают раствор соли и воду.

Непрерывные методы:

- с применением сепараторов для отделения масла от соапстока под действием центробежных сил;

- с разделением фаз в мыльно-щелочной среде, при котором тонкодиспергированный жир пропускают через раствор

щёлочи, образующееся мыло растворяется в щёлочи, нейтрализованный жир всплывает и отводится из аппарата;

- рафинация в мисцелле – рафинация масла, выходящего в виде мисцеллы из экстрактора, без операции дистилляции,

устраняется воздействием высоких температур на масло.

В результате щелочной рафинации уменьшается содержание свободных жирных кислот, жиры осветляются, удаляются

механические примеси. В маслах, рафинированных щёлочью, наличие осадка не допускается.

Физико-химические методы. Отбеливание – процесс извлечения из жиров красящих веществ путём их обработки

сорбентами. Для отбеливания жиров и масел широко используют отбельные глины – отбельные земли (гумбрин, асканит,

бентонин). Они представляют собой нейтральные вещества кристаллического или аморфного строения, содержащие

кремниевую кислоту или алюмосиликаты. Для усиления эффекта отбеливания в отбельные глины добавляют

активированный уголь. Кроме того, при добавлении к смеси отбельной глины и угля карбонатов никеля и меди выводится

сера из рапсового масла. Процесс отбеливания заключается в перемешивании жира с отбельной глиной в течение 20 – 30

минут в вакуум-отбельных аппаратах. После отбеливания адсорбент отделяют с помощью рамных фильтр-прессов с ручной

выгрузкой осадка. Используют также непрерывно действующие линии для отбеливания жиров, оснащённые герметичными

саморазгружающимися фильтрами фирм «Де Смет», «Альфа-Лаваль» [2, 3, 5].

Дезодорация – процесс отгонки из жира летучих веществ, сообщающих ему вкус и запах: углеводородов, альдегидов,

спиртов, низкомолекулярных жирных кислот, эфиров и др. Дезодорацию проводят для получения обезличенного масла,

необходимого в маргариновом, майонезном, консервном производствах. Процесс дезодорации основан на разнице

температуры испарения ароматических веществ и самих масел.