Технологический расчет линии по производству 1000 кг подсолнечного масла в смену с анализом работы центробежной обрушивающей машины

Окончательный отжим масла - экспеллирование осуществляется в более жестких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4-7%.

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 мицеллы - 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 вне ее. В, этот момент экстракция прекращается.

Экстракцию масла из масличного сырья проводят двумя способами: погружением и ступенчатым орошением.

Экстракция погружением происходит в процессе непрерывного прохождения сырья через непрерывный поток растворителя в условиях противотока, когда растворитель и сырье 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. Сырье 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 ее часть. Одновременно с сырьем в экстрактор подается бензин температурой 55-60 °С. Бензин перемещается навстречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцелы на выходе из экстрактора составляет 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. К преимуществам экстракции погружением относятся: высокая скорость экстракции, простота конструкторского решения экстракционных, аппаратов, безопасность их эксплуатации. Недостатками этого способа являются: низкие концентрации конечных мицелл, высокое содержание примесей в мицеллах, что осложняет их дальнейшую обработку.

Экстракция способом ступенчатого орошения. При этом способе непрерывно перемещается только растворитель, а сырье остается в покое в одной и той же перемещающейся емкости или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает получение мицеллы 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 сырье из бункера подается на движущуюся сетчатую ленту транспортера, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно мицеллой и бензином. Экстрактор имеет 8.ступеней с рециркуляцией мицеллы и соответственно 8 мисцеллосборников.

После экстракции мицелла содержит до 1% примесей, и ее направляют на ротационные дисковые или патронные фильтры для очистки.

Дистилляция - это отгонка растворителя из мицеллы. Наиболее распространены трехступенчатые схемы дистилляции.

На первых двух ступенях мицелла обрабатывается в трубчатых пленочных дистилляторах. На первой происходит упаривание мицеллы. На второй - мицелла обрабатывается острым паром при температуре 180- 220°С и давлении 0,3 мПа, что вызывает кипение мицеллы и образование паров растворителя. Пары растворителя направляются в конденсатор. На третьей ступени высококонцентрированная мицелла поступает в распылительный вакуумный дистиллятор, где в результате барботации острым паром под давлением 0,3 мПа происходит окончательное удаление следов растворителя. После дистилляции масло направляют на рафинацию.

- очистка (рафинация) масла;

Рафинация (очистка) масел состоит в том, что из них удаляют сопутствующие вещества и примеси: фосфатиды, пигменты, свободные жирные кислоты, пахучие вещества, примеси в виде обрывков тканей масличного материала.

Различают методы рафинации: физические методы (отстаивание, центрифугирование, фильтрация); химические - (нейтрализация); физико-химические (гидратация, дезодорация, отбеливание, вымораживание восков).

Механическая (первичная) очистка масел проводится для удаления различных механических примесей и частично коллоидно-растворенных веществ. Эта очистка производится путем отстаивания, центрифугирования или фильтрации масел.

Гидратация масел проводится для удаления фосфатидов, слизистых и других веществ, обладающих гидрофильными свойствами. При обработке масел горячей водой фосфатиды набухают, не растворяются в масле и выпадают в осадок в виде хлопьев.

Нейтрализация масел заключается в обработке их растворами щелочей с целью удаления свободных жирных кислот. Образующиеся при этом соли жирных кислот (мыла) адсорбируют другие сопутствующие вещества (фосфатиды, пигменты), поэтому нейтрализованное масло является более очищенным по сравнению с гидратированным.

При отбеливании (адсорбционная рафинация) из масел удаляются красящие вещества (пигменты). Для осветления масел используют твердые адсорбенты: отбельные глины, активированный древесный уголь. Отбеливанию подвергают масла, используемые при переработке для получения маргаринов и кулинарных жиров.

При дезодорации из растительных масел удаляются вещества, обусловливающие запах и вкус. Дезодорацию проводят путем отгонки ароматических веществ под вакуумом с острым паром, пропускаемым через жир при высокой температуре (210-230° С). После дезодорации масло является обезличенным по вкусу и запаху. В процессе рафинации из масел могут удаляться вещества, обладающие антиокислительными свойствами, а также имеющие физиологическую ценность, например витамины. Поэтому масла, поступающие в розничную торговлю, не всегда целесообразно подвергать глубокой рафинации.

Виды масла по обработке

В зависимости от вида обработки растительное масло может иметь следующее название:

1. нерафинированное - освобожденное от механических примесей путем отстаивания, фильтрования или центрифугирования. Такое масло сохраняет все свойства (цвет, вкус, запах), при длительном хранении оно портится и дает осадок (фус);

2. гидратированное - обрабатывается водой для удаления фосфатидов, которые дают осадок в масле. Это масло сохраняет свойства нерафинированного и не дает отстоя;

3. рафинированное - подвергается механической и химической обработке (рафинированию) щелочью, которая нейтрализует свободные жирные кислоты. Это масло не имеет осадка, стойко при хранении; окраска, вкус и запах - слабые;

4. рафинированное отбеленное дезодорированное – кроме рафинации подвергается еще отбелке и дезодорации. Отбелка приводит к обесцвечиванию масла путем обработки отбельными землями (глиной) с последующей фильтрацией через активированный уголь.

- фасование и хранение

Подсолнечное масло выпускают как фасованным, так и нефасованным. Расфасовывают масло по массе или объему в потребительскую тару, изготовленную из материалов, разрешенных для контакта с растительными маслами в установленном порядке. Определено, что потребительская и транспортная тара должна обеспечивать как сохранность продукции, так и ее соответствие требованиям стандарта в течение всего срока годности (при соблюдении условий транспортирования и хранения).  
            На транспортную тару наносят маркировку, которая содержит: 
- наименование и марку продукта; 
- срок годности; 
- дату изготовления (дату налива нефасованного подсолнечного масла в бочки, фляги, цистерны, контейнеры или дату розлива фасованного подсолнечного масла в потребительскую тару); 
- информацию о подтверждении соответствия и т. д. 
            А упаковочная единица продукции в потребительской таре (этикетка или упаковка) маркируется по ГОСТ Р 51074 (способ маркировки роли не играет).

 
            В  частности, там должно быть указано: 
- наименование продукта; 
- наименование и местонахождение изготовителя; 
- масса нетто и (или) объем продукта; 
- дата изготовления (дата розлива для фасованного продукта); 
- пищевая ценность (содержание жира в 100 г масла); 
- срок годности; 
- информация о подтверждении соответствия; 
- рекомендация по хранению после вскрытия потребительской тары. 
            Кроме того, следует указать дату изготовления (дату розлива) подсолнечного масла (главное, чтобы можно было четко прочитать). Каждая партия подсолнечного масла должна быть проверена лабораторией предприятия-изготовителя на соответствие требованиям данного стандарта. Кроме того, должно быть оформлено удостоверение о качестве и безопасности. Правила приемки подсолнечного масла определены ГОСТ Р 52465-2005.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Машинно-аппаратурная схема

Линия начинается с комплекса оборудования для очистки и сушки семян, состоящего из весов, силосов, сепараторов, магнитных уловителей, расходных бункеров и сушилок.

Следующим идет комплекс оборудования для отделения чистого ядра и его измельчения (дисковая мельница, аспирационная веялка и пятивальцовый станок).

Основным является комплекс оборудования для пропаривания и жарения мезги, состоящий из шнековых или чанных жаровен.

Ведущим комплексом оборудования линии являются шнековый пресс и экстракционный аппарат.

Далее следует комплекс оборудования линии для очистки масла, состоящий из дистилляторов, отстойников, сепараторов, фильтр - прессов, нейтрализаторов и вакуум-сушильных аппаратов.

Завершающим является комплекс финишного оборудования линии, состоящего из весов, машин упаковочной и для укладки пачек фасованного масла в ящики.

Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника представлена на рисунке 1.

Рис. 1 - Машинно-аппаратурная схема линии производства подсолнечного масла

Устройство и принцип действия линии. Поступающие на кратковременное хранение в силос 2 семена подсолнечника предварительно взвешивают на весах 1. Семена могут содержать большое количество примесей, поэтому перед переработкой их дважды очищают на двух и трехситовых сепараторах 3 и 4, а также на магнитном уловителе 5. Примеси растительного происхождения, отделяемые на сепараторах, собирают и используют в комбикормовом производстве.

Очищенные от примесей семена взвешивают на весах 6 и подают в расходный бункер 7, откуда они транспортируются в шахтную сушилку 8, состоящую из нескольких зон. Сначала семена сушат, а затем охлаждают. В процессе тепловой обработки их влажность уменьшается с 9...15 до 2...7 %. Температура семян во время сушки около 50 °С, после охлаждения 35 °С. Высушенные семена проходят контроль на весах 9, а затем направляются в силосы 2 на длительное хранение или в промежуточный бункер 10 для дальнейшей переработки.

Дальнейшая переработка семян заключается в максимальном отделении оболочки от ядра. Этот процесс предусматривает две самостоятельные операции: шелушение (обрушивание) семян и собственно отделение оболочки от ядра (отвеивание, сепарирование). Семена шелушат на дисковой мельнице 11, куда они поступают из промежуточного бункера 10. Рушанка, получаемая из семян после мельницы, представляет собой смесь, состоящую из частиц, различных по массе, форме, парусности и размерам. В рушанке присутствуют целые ядра, их осколки, ряд разнообразных по величине и форме частиц оболочки и, наконец, целые семена - недоруш. Поэтому для отделения оболочки от ядра в основном применяют аспирационные веялки - воздушно-ситовые сортирующие машины. Из такой машины 12 ядро подается в промежуточный бункер 13, а все остальные части смеси обрабатываются для выделения целых ядер и обломков семян подсолнечника, которые вместе с целыми ядрами поступают на дальнейшую переработку.

После взвешивания на весах 14 ядра подсолнечника измельчаются на пятивальцовом станке 15. Процесс измельчения может осуществляться за один раз либо за два раза - предварительно и окончательно. При измельчении происходит разрушение клеточной структуры ядер подсолнечника, что необходимо для создания оптимальных условий для наиболее полного и быстрого извлечения масла при дальнейшем прессовании или экстрагировании.