Экстракция как метод разделения и концентрирования

В целом гидратация сводится к тому, что масло нагревается до определенной 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 щелочью 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 щелочью; 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 сконическим дном, с паровой рубашкой и грабельной мешалкой для перемешивания жира и щелочи. Щелочь подают сверху через распылители или снизу через змеевики. Через распылители подают также 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 щелочи, образующееся мыло растворяется в щелочи, нейтрализованный жир всплывает и отводится из аппарата;

* рафинация в мисцелле -- рафинация масла, выходящего в виде мисцеллы из экстрактора, без операции дистилляции, устраняется воздействие высоких температур на масло.

В результате щелочной рафинации уменьшается содержание свободных жирных кислот, жиры осветляются, удаляются механические примеси. В маслах, рафинированных щелочью, наличие осадка не допускается.

Физико-химические методы. Отбеливание -- процесс извлечения из жиров красящих веществ путем 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 мин 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, оснащенные герметичными саморазгружающимися фильтрами фирм «Де Смет», «Альфа-Лаваль».

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. В промышленности используют способы периодического и непрерывного действия дезодорации жира.

Периодический способ. Основным методом дезодорации является отгонка вкусоароматических веществ в токе водяного пара -- дистилляция. Профильтрованные жиры помещают в специальные аппараты-дезодораторы, добавляют лимонную кислоту для повышения стойкости к окислению. Жир нагревают до 170°С и под вакуумом с острым паром температурой 250-350°С отгоняют вкусоароматические вещества. Производительность дезодораторов периодического действия в среднем 25 т/сут.

Непрерывные способы дезодорации жира осуществляются как на отечественных, так и импортных установках.

Дезодорация жира на установке фирмы «Де Смет» (Бельгия), включающей дезодоратор пленочно-барботажного типа, осуществляется в два этапа. На первом этапе летучие вещества отгоняются путем контактирования острого пара с тонкой пленкой масла, образующейся за счет стекания Пара по вертикальному пакету пластинок. Окончательная дезодорация производится в кубовой части аппарата путем барботирования масла острым паром под давлением 66,5--266 мПа. Производительность этой установки 80 т/сут. Аналогична этой установке отечественная установка А1-МНД.

Дезодорацию жира на установках «Спомаш» (Польша) и «Альфа-Лаваль», включающих дезодораторы барботажного типа в виде вертикальной тарельчатой колонны с высотой слоя масла на тарелке 30--50 см, проводят при температуре 200--230°С. Дезодораторы имеют узлы улавливания погонов, что позволяет совмещать дезодорацию с отгонкой свободных жирных кислот. Производительность этих установок соответственно 100 и 150 т/сут.

Вымораживание -- процесс удаления воскообразных веществ, которые переходят в масла из семенных и плодовых оболочек масличных растений. Вымораживание проводят в начале или после рафинации. Сущность процесса вымораживания заключается в охлаждении масла до температуры 10--12°С и последующей выдержке при этой температуре при медленном перемешивании для образования кристаллов воска. Затем масло подогревают до 18--20°С, для снижения вязкости и фильтруют. Профильтрованное масло прозрачное, не мутнеет при охлаждении даже до 5С.

Особенностью рафинации хлопкового масла является предварительное выведение госсипола антраниловой кислотой. При этом образуется осадок антранилата госсипола, который отделяют от масла, а масло направляют на дальнейшую обработку.

Линия экстракции растительного масла производительностью 100 тонн/сут:

Основные способы получения растительного масла - отжим и экстракция. Общими подготовительными стадиями для обоих способов являются очистка, сушка, обрушивание (разрушение) кожуры семян (подсолнечника, сои, хлопчатника и других) и отделение её от ядра. После этого ядра семян или семена измельчают, получается так называемая мятка. Перед отжимом мятку прогревают в жаровнях при перемешивании и увлажнении. Прожаренную таким образом мятку - мезгу - отжимают в шнековых прессах. Полнота отжима масла из твёрдого остатка - жмыха - зависит от давления, толщины слоя отжимаемого материала, вязкости и плотности масла, продолжительности отжима и ряда других факторов. Экстрагирование масла производится в спец. аппаратах - экстракторах - при помощи органических растворителей (чаще всего экстракционных бензинов). В результате получается раствор масла в растворителе (так называемая мисцелла) и обезжиренный твёрдый остаток, смоченный растворителем (шрот). Из мисцеллы и шрота растворитель отгоняется соответственно в дистилляторах и шнековых испарителях. Шрот основных масличных культур (подсолнечника, хлопчатника, сои, льна и других) является ценным высокобелковым кормовым продуктом. Содержание в нём масла зависит от структуры частиц шрота, продолжительности экстракции и температуры, свойств растворителя (вязкости, плотности), гидродинамических условий. По смешанному способу производства осуществляется предварительный съём масла на шнековых прессах (так называемое форпрессование), после чего производится экстрагирование масла из жмыха.

Потребление пара: 2тонны/час; потребление воды: 5 тонн/час;

потребление сольвента < 5 кг на тонну сырья; Циркуляция воды - 100 м3/час;

Установочная мощность: 95.37 квт;

Площадь размещения: 20х(10+3)х(4.5+6)м

Качественные параметры:

1. Остаточность масла в шроте: - содержание масла в шроте на выходе из экстрактора (методика А,О,С,S, BA.38) с использованием петролейного эфира на абсолютно сухое вещество - до 1% при масличности жмыха от 18% до 22% и до 1,5% при масличности жмыха от 23% до 26%.

2. Остаточность сольвента в шроте: ?0,07% 3.Остаточность сольвента в масле: ?0,07% или температура вспышки экстракционного масла в закрытом тигле:

- 225 град. по методу Мартенса-Пенски;

Описание технологической схемы

A. Экстракция сольвентом

После прессования жмых (мятка) по транспортеру (J-02) подается в накопитель жмыха (J-03), в котором поддерживается постоянный уровень заполнения в 1.2 метра. Затем жмых посредством скребкового конвейера (J-04) и уплотняющего шнека (J-05) направляется в экстрактор (J-06). Одновременно циркуляционным сольвент-насосом (J-43) производится закачка в экстрактор нагретого (через нагреватель J-08) сольвента. После пятиразового уменьшения градиента концентрации, остаточное содержание масла в шроте достигает уровня менее либо равно 1%

B. Десольвентация и сушка жмыха

После процесса экстрагирования, настраиваемая продолжительность которого - от 90 до 120 мин., жмых посредством скребкового конвейера (J-07) и уплотняющего шнека (J-13) подается в установку для удаления сольвента (J-14), в которой также осуществляется его сушка и охлаждение, затем продукт скребковым конвецером (J-15) и шнеком (J-16) отводится в накопитель шрота. При этом шрот имеет следующие качественные параметры: содержание влаги - менее либо равно 12%, остаточность сольвента - менее либо равно 700ppm что соответсвует требованиеям безопасности.

C. Десольвентация и сепарация смешанного масла

Смешанное масло (полученное после экстрагирования жмыха) с концентрацией от 15 до 20% пропускается через маслофильтр (J-11), в котором производится его очистка от различных примесей, затем посредством насоса (J-12) закачивается в маслотанк (J-22). Балансируя с маслотанком (J-23), смешанное масло подается в Пленочный выпарной аппарат №1 (J-25) для удаления сольвента с выпарной температурой около 78? и достигаемой концентрацией масла 80%. Смешанное масло и сольвент-пар разделяются в импульсном сепараторе (J-26). Затем производится повторное испарение смешанного масла в Пленочном выпарном аппарате №2 (J-27) с выпарной температурой 110?, концентрация смешанного масла при этом достигает 98%. После пропуска через импульсный сепаратор(J-28), концентрированное смешанное масло направляется в отгоночную коллону дискового типа (J-29). В результате содержание сольвента в масле достигает допустимой нормы менее либо равно 50ppm

D. Конденсация и утилизация сольвента

Сольвент-пар после экстрактора, установки для удаления сольвета, пленочного выпарного аппарата №2, отгоночной колонны, танка циркуляционной горячей воды (J-17) и бойлера (J-18) конденсируется в соответсвующем конденсере (J-37), (J-36), (J-34), (J-33), (J-38), затем направляется сольвент-сепаратор (J-46) для утилизации сольвента.

Утилизированный сольвент направляется в оборотный сольвент-танк (J-44) для последующего использования, вода с целью десольвентации подается в бойлер. Получаемый после пленочного выпарного аппарата №1 сольвент подается в оборотный сольвент-танк напрямую. Содержащий сольвент воздух подается в вымораживатель (J-48), отработанный воздух отводится воздуходувкой (J-40).

Размещено на Allbest.ru