Сепарирование и дезодорация масла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный

аграрный университет имени императора Петра I»

Кафедра процессы и аппараты перерабатывающих производств

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технология производства и переработки растительных масел»

Выполнила Студентка 3 курса З/О

Звягинцева Ирина Валерьевна

г. Миллерово

Содержание

1. Основные виды масличного сырья

2. Липиды. Классификация липидов

3. Гликозиды. Их характеристика. Виды гликозидов

4. Сепарирование рушанки, цель и задачи. Сепарирование подсолнечной рушанки

5. Основные виды мяток и их свойства

6. Технологическая схема переработки масличных семян методом однократного прессования

7. Работа дистилятора окончательной дистилляции

8. Схема гидратации растительных масел с получением фосфатидного концентрата

9. Дезодорация масла. Сущность процесса дезодорации

Список литературы

1. Основные виды масличного сырья

растительный масло сепарирование гидратация

Масла накапливаются в различных органах и морфологических частях растений. Настоящей кладовой масла являются семена многих масличных культур, мякоть плода маслины, зародыши, зерен кукурузы, бобы какао, сои, арахиса и т. д.

Основными масличными культурами в нашей стране являются подсолнечник и хлопчатник. Из семян подсолнечника получают более 75% общего производства растительных масел.

Подсолнечник. Растение принадлежит к ботаническому семейству сложноцветных. Цветки его собраны в соцветие типа корзинки. Плод -- семянка, с хрупкой нераскрывающейся оболочкой. Лучшие сорта подсолнечника отличаются высокой урожайностью (до- 35--37 ц/га) и масличностью (до 52-- 54%), пригодны к механизированной уборке.

Хлопчатник. Это растение относится к семейству мальвовых. Его цветки собраны в соцветие типа извилины. После съема хлопкового волокна на хлопкоочистительных заводах на поверхности семян остается еще значительное количество короткого хлопкового волокна -- пуха и подпушка. Масличность семян 22--24%.

Эти две масличные культуры дают до- 90% всего растительного масла в нашей стране.

Другие масличные культуры -- лен, соя, клещевина, конопля, горчица, кунжут, арахис, рапс --перерабатываются в значительно меньших объемах.

Лен принадлежит к семейству льновых. Соцветие его -- типа кисти, плод -- коробочка, содержащая от одного до десяти семян. Масличность семян 46--48%. Семена поступают на переработку без отделения семенной оболочки.

Соя. Растение относится к семейству бобовых. Цветки собраны в соцветие -- кисть, плод -- боб, содержит от двух до трех семян. Масличность семян.20--25%.

Клещевина -- принадлежит к семейству молочайных. Цветки ее собраны в кисть, плод -- коробочка. Масличность семян 54--56%.

Конопля относится к семейству коноплевых. Соцветие (женское) -- колосовидное, плод -- орешек. Масличность семян 30--38%.

Горчица. Это -- представитель семейства крестоцветных. Соцветие -- кисть, плод -- многосемянный стручок. Масличность семян 36--42%.

Кунжут. Растение принадлежит к семейству кунжутных. Плод -- удлиненная, четырех- или восьмигранная коробочка, содержащая до 80 семян разного размера. Масличность семян 35--58%.

Арахис. Земляной орех, или арахис, относится к семейству бобовых. Цветки собраны в кисти. Плод -- боб, содержащий одно или два семени, развивается в земле. Масличность семян 40-- 60%.

Рапс - перспективная масличная культура из семейства крестоцветных. Семена рапса содержат 30-49% жира. Зрелые семена имеют серовато-черную, а недозрелые - красновато-коричневатую окраску. Масса 1000 семян составляет 3-6 г. Вкус семян горьковатый, травянистый.

При заготовках семена рапса делят на два типа: тип I - семена озимого рапса; тип II - семена ярового рапса. Ко II типу относят кользу - разновидность ярового рапса.

В зависимости от качества заготовляемые семена рапса подразделяют на две группы - отвечающие базисным кондициям и отвечающие ограничительным кондициям.

Перспективными видами масличного сырья являются маслосодержащие отходы производств, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье. Наибольшее промышленное значение из них имеют кукурузные зародыши и рисовые отруби.

Кукурузные зародыши. Эти отходы получают при переработке кукурузного зерна в пищевую муку, при выработке из зерна кукурузы крахмала, глюкозы, патоки, спирта и других продуктов. Выход зародышей составляет до 12% от массы зерна. Масличность кукурузных зародышей, поступающих на переработку, до 30--48%.

Рисовые отруби. Их получают в виде отходов при выработке столового риса и крупы. Выход рисовых отрубей составляет от 8 до 16% от массы зерна, масличность отрубей 8--18%.

2. Липиды. Классификация липидов

Липиды -- органические вещества, которые: 1) плохо растворимы или нерастворимы в воде, но растворяются в органических растворителях;2) являются настоящими или потенциальными эфирами жирных кислот; 3)усваиваются и используются живыми организмами.

В зависимости от химического состава липиды подразделяют на несколько классов.

1. Простые липиды включают вещества, молекулы которых состоят только из остатков жирных кислот (или альдегидов) и спиртов. К ним относят:

- жиры (триглицериды и другие нейтральные глицериды);

- воски.

2. Сложные липиды:

- производные ортофосфорной кислоты (фосфолипиды);

- липиды, содержащие остатки сахаров (гликолипиды);

- стерины;

- стериды.



Жирные кислоты

Жирные кислоты (алифатические карбоновые кислоты) в организме могут находиться в свободном состоянии, либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов. Из клеток и тканей живых организмов выделено свыше 70 различных жирных кислот.

Жирные кислоты, встречающиеся в природных липидах, содержат четное число углеродных атомов и имеют по преимуществу неразветвленную углеродную цепь.

Природные жирные кислоты, можно разделить на три группы:

- насыщенные жирные кислоты;

- мононенасыщенные жирные кислоты;

- полиненасыщенные жирные кислоты.

Помимо этих основных трех групп, существует еще группа так называемых необычных природных жирных кислот.

Жирные кислоты, входящие в состав липидов животных и высших растений, имеют много общих свойств. Почти все природные жирные кислоты содержат четное число углеродных атомов, чаще всего 16 или 18. Ненасыщенные жирные кислоты животных и человека, участвующие в построении липидов, обычно содержат двойную связь между 9-м и 10-м углеродами дополнительные двойные связи, как правило, бывают на участке между 10-м углеродом и метильным концом цепи.

Своеобразие двойных связей природных ненасышенных жирных кислот заключается в том, что они всегда отделены двумя простыми связями, т. е. между ними всегда имеется хотя бы одна метиленовая группа (-СН=СН-СН₂-СН=СН-). Подобные двойные связи обозначают как "изолированные". Природные ненасыщенные жирные кислоты имеют цис-конфигурацию и крайне редко встречаются транс-конфигурации. Считают, что в ненасыщенных жирных кислотах с несколькими двойными связями цис-конфигурация придает углеводородной цепи изогнутый и укороченный вид, что имеет биологический смысл (особенно если учесть, что многие липиды входят в состав мембран). В микробных клетках ненасыщенные жирные кислоты обычно содержат одну двойную связь.

Жирные кислоты с длинной углеводородной цепью практически нерастворимы в воде. Их натриевые и калиевые соли (мыла) образуют в воде мицеллы.

Нейтральные жиры (или глицериды)

Согласно рекомендациям Международной номенклатурной комиссии, нейтральные жиры следует называть ацилглицеринами. Следовательно, может быть триацилглицерин, диацилглицерин и моноацилглицерин.

Нейтральные жиры - это эфиры глицерина и жирных кислот. Если жирными кислотами эстерифицированы все три гидроксильные группы глицерина, то такое соединение называют триглицеридом (триацилглицерииом), если две - диглицеридом (диацилглицерином) и, наконец, если этерифицирована одна группа - моноглицеридом (моноацилглицерином).

Нейтральные жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического жира, являющегося структурным компонентом клеток, либо в форме запасного, резервного жира. Роль этих двух форм жира в организме неодинакова. Протоплазматический жир имеет постоянный химический состав и содержится в тканях в определенном количестве, не изменяющемся даже при патологическом ожирении, в то время как количество резервного жира подвергается большим колебаниям.

Основную массу природных нейтральных жиров составляют триглицериды. Жирные кислоты в триглицеридах могут быть насыщенными и ненасыщенными. Чаще среди жирных кислот встречаются пальмитиновая, стеариновая и олеиновая кислоты. Если все три кислотные радикалы принадлежат одной и той же жирной кислоте, то такие триглицериды называют простыми (например, трипальмитин, тристеарин, триолеин и т. д.), если же разным жирным кислотам, - то смешанными. Названия смешанных триглицеридов образуются от входящих в их состав жирных кислот; при этом цифры 1, 2 и 3 указывают на связь остатка жирной кислоты с соответствующей спиртовой группой в молекуле глицерина (например, 1-олео-2-пальмитостеарин).

Глицериды способны вступать во все химические реакции, свойственные сложным эфирам.

Для характеристики природных жиров нередко используют следующие показатели:

- йодное число - количество граммов йода, которое в определенных условиях связывается 100 г жира. Данное число характеризует степень ненасыщенности жирных кислот, присутствующих в жирах. Йодное число говяжьего жира 32-47, бараньего 35-46, свиного 46-66;

- кислотное число - количество миллиграммов едкого кали, необходимое для нейтрализации 1 г жира. Это число указывает на количество имеющихся в жире свободных жирных кислот;

- число омыления - количество миллиграммов едкого кали, израсходованное на нейтрализацию всех жирных кислот (как входящих в состав триглицеридов, так и свободных), содержащихся в 1 г жира. Это число зависит от относительной молекулярной массы жирных кислот, входящих в состав жира. Величина числа омыления у основных животных жиров (говяжий, бараний, свиной) практически одинакова.

Воски

Воски - сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов с числом углеродных атомов от 20 до 70.

Воски могут входить в состав жира, покрывающего кожу, шерсть, перья. У растений 80% от всех липидов, образующих пленку на поверхности листьев и стволов, составляют воски. Известно также, что воски являются нормальными метаболитами некоторых микроорганизмов.

Природные воски (например, пчелиный воск, спермацет, ланолин) обычно содержат, кроме упомянутых сложных эфиров, некоторое количество свободных высших жирных кислот, спиртов и углеводородов с числом углеродных атомов 21-35.

Фосфолипиды

К этому классу сложных липидов относятся глицерофосфолипиды и сфинголипиды.

Глицерофосфолипиды являются производными фосфатидной кислоты, в их состав входят: глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и обычно азотсодержащие соединения. Характерным для всех глицерофосфолипидов является то, что одна часть их молекулы обнаруживает резко выраженную гидрофобность, тогда как другая часть гидрофильна благодаря отрицательному заряду остатка фосфорной кислоты и положительному заряду радикала.

Из всех липидов глицерофосфолипиды обладают наиболее выраженными полярными свойствами. При помещении глицерофосфолипидов в воду в истинный раствор переходит лишь небольшая их часть, основная же масса "растворенного" липида находится в водных системах в форме мицелл. Существует несколько групп (подклассов) глицерофосфолипидов:

- Фосфатидилхолины;

- Фосфатидилэтаноламины;

- Фосфатидилсерины;

- Плазмалогены (ацетальфосфатиды);

- Фосфатидилинозиты;

- Фосфатидная кислота.

Среди жирных кислот, входящих в состав глицерофосфолипидов, обнаружены как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты (чаще стеариновая, пальмитиновая, олеиновая и линолевая).

Сфингомиелины являются наиболее распространенными сфинголипидами. Они в основном находятся в мембранах животных и растительных клеток. Особенно богата ими нервная ткань. Сфингомиелины обнаружены также в ткани почек, печени и других органов.

При гидролизе сфингомиелины образуют одну молекулу жирной кислоты, одну молекулу двухатомного ненасыщенного аминоспирта сфингозина, одну молекулу азотистого основания (чаще это холин) и одну молекулу фосфорной кислоты. Кстати, именно поэтому сфингомиелины относятся к классу фосфолипидов. Общая структура сфингомиелинов представлена на схеме.

Конформация молекулы сфингомиелина в определенном отношении сходна с конформацией глицерофосфолипидов. Молекула сфингомиелина содержит как бы полярную "головку", которая несет одновременно и положительный (остаток холина), и отрицательный (остаток фосфорной кислоты) заряд, и два неполярных "хвоста" (длинная алифатическая цепь сфингозина и этерифицированная жирная кислота). Следует заметить, что в некоторых сфингомиелинах, например, выделенных из мозга и селезенки, вместо сфингозина найден спирт дигидросфингозин (восстановленный сфингозин).



Гликолипиды - сложные липиды, содержащие в составе молекулы углеводные группы (чаще остаток D-галактозы). Гликолипиды играют существенную роль в функционировании биологических мембран. Они содержатся преимущественно в ткани мозга, но имеются также и в кровяных клетках и других тканях. Известны три основные группы гликолипидов:

- цереброзиды;

- сульфатиды;

- ганглиозиды

Цереброзиды не содержат ни фосфорной кислоты, ни холина. В их состав входит гексоза (обычно это D-галактоза), которая связана эфирной связью с гидроксильной группой аминоспирта сфингозина. Кроме того, в состав цереброзида входит жирная кислота. Среди этих жирных кислот чаще всего встречается лигноцериновая, нервоновая и цереброновая кислоты, т. е. жирные кислоты, имеющие 24 углеродных атома. Цереброзиды можно относить также к сфинголипидам, поскольку они содержат спирт сфингозин.

Наиболее изученными представителями цереброзидов являются нервон, содержащий нервоновую кислоту, цереброн, в состав которого входит цереброновая кислота, и керазин, содержащий лигноцириновую кислоту. Особенно велико содержание цереброзидов в мембранах нервных клеток (в миелиновой оболочке).

Сульфатиды отличаются от цереброзидов тем, что содержат в молекуле остаток серной кислоты. Иными словами, сульфатид представляет собой цереброзидсульфат, в котором сульфат этерифицирован по третьему углеродному атому гексозы. В мозге млекопитающих сульфатиды, как н цереброзиды, находятся в белом веществе. Однако содержание их в мозге намного ниже, чем цереброзидов.

При гидролизе ганглиозидов можно обнаружить высшую жирную кислоту, спирт сфингозин, D-глюкозу и D-галактозу, а также производные аминосахаров: N-ацетилглюкозамин и N-ацетилнейраминовую кислоту. Последняя синтезируется в организме из глюкозамина.

В структурном отношении ганглиозиды в значительной мере сходны с цереброзидами, с той только разницей, что вместо одного остатка галактозы они содержат сложный олигосахарид. Одним из простейших ганглиозидов является гематозид, выделенный из стромы эритроцитов.

В отличие от цереброзидов и сульфатидов ганглиозиды находятся преимущественно в сером веществе мозга и сосредоточены в плазматических мембранах нервных и глиальных клеток.

Стероиды

Стероиды - широко распространенные в природе соединения. Они являются производными циклопентанпергидрофенантренового ядра, содержащего три конденсированных циклогексановых и одно циклопентановое кольцо. К стероидам относятся многочисленные вещества гормональной природы, а также холестерин, желчные кислоты и другие соединения.

В организме человека первое место среди стероидов занимают стерины. Наиболее важным представителем стеринов является холестерин.

Он содержит спиртовую гидроксильную группу при С₃ и разветвленную алифатическую цепь из восьми атомов углерода при С₁₇. Гидроксильная группа при С₃ может быть этерифицирована высшей жирной кислотой, при этом образуются эфиры холестерина (холестериды).

Холестерин играет роль ключевого промежуточного продукта в синтезе многих других соединений. Холестерином богаты плазматические мембраны многих животных клеток. В значительно меньшем количестве он содержится в мембранах митохондрий и в эндоплазматической сети. Заметим, что в растениях холестерин отсутствует. У растений имеются другие стерины, известные под общим названием фитостеринов.

3. Гликозиды. Их характеристика. Виды гликозидов

Гликозиды -- органические соединения, молекулы которых состоят из двух частей: углеводного (пиранозидного или фуранозидного) остатка и неуглеводного фрагмента (т. н. агликона). В качестве гликозидов в более общем смысле могут рассматриваться и углеводы, состоящие из двух или более моносахаридных остатков. Преимущественно кристаллические, реже аморфные вещества, хорошо растворимые в воде и спирте.

Гликозиды представляют собой обширную группу органических веществ, встречающихся в растительном (реже в животном) мире и получаемых синтетическим путём. При кислотном, щелочном, ферментативном гидролизе они расщепляются на два или несколько компонентов -- агликон и углевод (или несколько углеводов). Многие из гликозидов токсичны или обладают сильным физиологическим действием, например, гликозиды наперстянки, строфанта и другие.

Своё название гликозиды получили от греческих слов glykys -- сладкий и eidos -- вид, поскольку они при гидролизе распадаются на сахаристую и несахаристую компоненты. Чаще всего гликозиды встречаются в листьях и цветках растений, реже в других органах. В состав гликозидов входят углерод, водород, кислород, реже азот(амигдалин) и только некоторые содержат серу (синальбин, мирозин).

Формулу гликозида можно представить следующим образом:

Связь сахарного остатка (гликозила) с генином (R) осуществляется либо через кислород (O-гликозиды), либо азот (N-гликозиды), либо серу (тиогликозиды), либо углерод (С-гликозиды).

Характеристика сахаров.

Сахарные компоненты, входящие в состав гликозидов, в основном относятся к моносахаридам. Чаще всего встречаются глюкоза, рамноза, галактоза и др. Иногда в состав гликозидов входит несколько моносахаридов. В этом случае они при ферментативном гидролизе гликозида отщепляются постепенно. В составе некоторых гликозидов (гликозиды сердечной группы) содержатся специфические сахара, нигде более не встречающиеся, например цимароза. По числу молекул сахара гликозиды делятся на монозиды, биозиды, триозиды. Гликозиды, содержащие 4 и более молекул сахара, встречаются реже. Первым установленным сахаром была глюкоза, поэтому соединения назывались глюкозидами. После обнаружения других сахаров утвердилось групповое название "гликозиды".

Характеристика агликона.

Агликоны гликозидов очень разнообразны. Они принадлежат к различным классам органических соединений: спиртам, альдегидам, кислотам, фенолам, производным антрацена, циклопентанопергидрофенантрена и т. д. Присутствие сахара способствует растворению, усилению и ускорению их действия.

Классификация.

В 1890 г. Е. И. Шацкий предложил классификацию гликозидов. В настоящее время в зависимости от химического строения агликона все гликозиды делятся на 2 группы: гомогликозиды и гетерогликозиды.

Гомогликозиды (полисахариды) - сахаристая часть и агликон принадлежат к одному классу соединений, то есть полисахаридам (крахмал, целлюлоза или клетчатка, слизи, камеди, пектиновые вещества).

Полисахариды содержат только углеводные остатки, поэтому и называются гомогликозидами. Алтей лекарственный, подорожник большой, лен обыкновенный и др.

Гетерогликозиды - гликозиды, содержащие в молекуле различные агликоны. Они классифицируются на следующие группы:

1. Растения и сырье, содержащие монотерпеновые гликозиды. Вахта трехлистная, одуванчик лекарственный, золототысячник зонтичный.

2. Растения и сырье, содержащие карденолиды и буфадиенолиды (сердечные гликозиды). Наперстянка (пурпуровая, крупноцветковая, шерстистая и др.), строфант Комбе, адонис весенний, ландыш майский, желтушник раскидистый, морозник красноватый;

3. Растения и сырье, содержащие тритерпеновые гликозиды (сапонины). Солодка (голая, уральская), синюха, женьшень, аралия маньчжурская, первоцвет весенний;

4. Растения и сырье, содержащие стероидные гликозиды (сапонины). Диоскорея (кавказская и ниппонская), эхинопанакс (заманиха) высокий;

5. Растения и сырье, содержащие фенольные соединения и их гликозиды (простые фенолы и их гликозиды). Мужской папоротник, толокнянка, брусника, родиола розовая, фиалка трехцветная и полевая;

6. Растения и сырье, содержащие антраценопроизводные. Кассия (остролистная и узколистная), алоэ, жостер слабительный, крушина ольховидная, ревень тангутский, щавель конский, зверобой продырявленный, марена красильная;

7. Растения и сырье, содержащие флавоноиды. Боярышник (различные виды), пустырник сердечный, софора японская, бессмертник песчаный, пижма обыкновенная, горец (перечный, почечуйный, птичий), стальник полевой, шлемник байкальский, хвощ полевой, сушеница топяная, череда трехраздельная;

8. Растения и сырье, содержащие кумарины и фуранохромоны: амми большая, амми зубная, пастернак посевной, укроп огородный, псоралея костянковая, горичник (русский, Морисона, горный);

9. Растения и сырье, содержащие танниды (дубильные вещества). Скумпия кожевенная, сумах дубильный, бадан толстолистный, дуб обыкновенный, змеевик, кровохлебка лекарственная, лапчатка прямостоячая, черемуха обыкновенная, черника, ольха (серая и клейкая);

10. Растения и сырье, содержащие тиогликозиды. Горчица (сарептская и черная);

11. Растения и сырье, содержащие нитрилгликозиды. Миндаль горький;

12. Растения и сырье, содержащие гликоалкалоиды. Это природные соединения, в которых сочетаются свойства алкалоидов и стероидных сапонинов, например соласадин. Содержится в траве паслена дольчатого. Используется в производстве гормональных препаратов;

13. Растения и сырье, содержащие различные гликозиды.

4. Сепарирование рушанки, цель и задачи. Сепарирование подсолнечной рушанки

Рушанку необходимо разделить на лузгу и ядро. Оно основано на различии в их размерах и аэродинамических свойствах. Поэтому сначала получают фракции рушанки, содержащие частицы лузги и ядра одного размера, а затем в потоке воздуха рушанку разделяют на лузгу и ядро. Такой способ разделения рушанки применен в аспирационной семеновейке Р1-МСТ.

Основное назначение семеновеек заключается в отделении максимального количества лузги из рушанки при минимальной потере масла в лузге.

Аспирационная семеновейка Р1-МСТ состоит из двух основных частей - рассева 2 и аспирационной камеры 3 с пятью вентиляторами (рис. 1).

Рис. 1 Аспирационная семеновейка Р1-МСТ

В передней части рассева - предрассеве 1 имеются 2 параллельных сита с отверстиями диаметром 3 мм. Здесь рушанка освобождается от мелкой фракции ядра и лузги. За счет этого масличность лузги снижается на 0,25 %, так как обеспечивается меньший контакт лузги с частицами ядра.

Проход через сита предрассева представляет собой сечку и масличную пыль и подается с помощью патрубка в линию ядра без дополнительной обработки в воздушном потоке.

Сход поступает на верхний ярус сит рассева. Рассев служит для разделения рушанки на шесть фракций по размерам частиц. Для этого в нем установлены друг над другом три ряда сит под углом 3^о. Каждое сито по длине разделено на два неравных участка - длинный и короткий. Рассев совершает круговые движения (радиусом 45 мм с частотой 200 мин^-1). Под первым и вторым рядами сит установлены раздельные поддоны из кровельной стали, под третьим - общий поддон. Диаметры отверстий в ситах уменьшаются сверху вниз примерно на 2 мм между соседними рядами (первый ярус имеет сита с отвертиями диаметром 7 мм и 8 мм, второй ярус - сита с отвертиями диаметром 5 мм и 6 мм, третий ярус - 2 мм и 3 мм).

В аспирационной камере для разделения фракций рушанки, полученных в рассеве, имеется пять независимых воздушных каналов (шестая фракция - масличная пыль - воздушной обработке не подвергается - выводится из машины).

Каждая из фракций рушанки под действием своей массы пересыпается с одной наклонной полочки воздушного канала (жалюзи) 4 на другую, проходит внутренние перегородки и при этом продувается потоком воздуха от вентилятора. Поток поступающего воздуха регулируется шиберами. Воздух уносит в осадочные конусы аспирационной камеры лузгу, а ядро, освобожденное от лузги, сходит с последней полочки и попадает в специальный карман.

Образуются различные фракции (недоруш с лузгой, ядро с недорушем, перевей и др.). Так как полного разделения лузги и ядра в один прием достичь не удается, перевей (мелкие частицы ядра - сечка) первого из осадочных конусов, содержащий вместе с лузгой некоторое количество ядра, направляется на повторную обработку в такую же аспирационную вейку, а недоруш - в воздушно-ситовый сепаратор для отбора лузги из. Затем недоруш идет на повторное обрушивание. Ядро поступает на дальнейшую переработку, а лузга выводится из цеха.

Качество работы рушально-веечного цеха оценивают по величине остаточного содержания лузги в готовом ядре (лузжистости ядра) и потерям масла с отводимой из цеха лузгой. Лузжистость ядра для прессовых предприятий должна составлять не более 3%, для экстракционных - не более 8%.

Таким образом, для контроля лузги рекомендуется использовать рассевы любых семеновеек и аспирационные колонки; для контроля недоруша - сепараторы; для контроля ядра и перевея - семеновейки.

Для разделение подсолнечной рушанки применяют аспирационную вейку. В аспирационном корпусе происходит разделение полученных с рассева фракций на ядро и лузгу. Пересыпаясь с полочки на полочку, рушанка подвергается воздействию воздуха, всасываемого вентилятором. Лузга увлекается потоком воздуха внутрь аспирационных каналов, а ядро сходит с наклонных полочек, отделенное от лузги, в виде готового продукта.

Отделение ядра от лузги можно также осуществить в аспираторах и пневмосепараторах.

5. Основные виды мяток и их свойства

Получаемый после измельчения семян материал называется мяткой. Она отличается очень большой удельной поверхностью, так как помимо разрушения клеточных оболочек при измельчении нарушается также внутриклеточная структура маслосодержащей части клетки, значительная доля масла высвобождается и сразу же адсорбируется на поверхности частиц мятки. Однако масло не вытекает из мятки, потому что оно связывается на создавшейся и вскрытой при измельчении широко развитой внешней и внутренней поверхности сильным молекулярным полем.

Хорошо измельченная мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, проходящих через сито с отверстиями диаметром 1 мм, не должна содержать целых, неразрушенных клеток, и в то же время содержание очень мелких (мучнистых) частиц в ней должно быть невелико.

Масло, адсорбированное в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается значительными поверхностными силами. Для эффективного извлечения масла необходимо эту связь ослабить. С этой целью используют гидротермическую (влаготепловую) обработку мятки - приготовление мезги. Эта технологическая операция называется жарением.

ГТО оказывает решающее влияние на количество и качество конечных продуктов: масла, жмыха и шрота. В случае прямой экстракции масла без предварительного его съема влаго-тепловая обработка крупки или мятки в жаровнях необходима для получения достаточно пластичного материала для выработки на плющильных вальцовках тонкого пористого лепестка с благоприятной для экстракции внутренней структурой.

Материалом для влаготепловой обработки может являться: мятка для предварительного или однократного прессования; измельченный форпрессовый жмых для окончательного прессования; мезга после предварительного извлечения масла на форчанах или фораппаратах для предварительного или окончательного прессования.

При увлажнении и последующей тепловой обработке мятки ослабевает связь липидов с нелипидной частью семян - белками и углеводами и масло переходит в относительно свободное состояние. Затем мятку нагревают до более высоких температур, вязкость масла заметно снижается, одновременно снижается и содержание влаги в мятке, происходит частичная денатурация белков, изменяющая пластические свойства мятки, и частичная инактивация гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла. Мятка после ВТО пребразуется в мезгу.

Обработка мятки влагой и теплом при интенсивном перемешивании и доведение ее влажности и температуры до оптимальных величин в течение определенного времени вызывает изменение ряда физико-химических свойств мятки и содержащегося в ней масла, что способствует наилучшему эффекту извлечения масла.

В настоящее время известны два типа жарения; «влажное» и «сухое». Жарение первого типа осуществляется в два этапа. Первый этап - кондиционирование мятки, обеспечивающее единообразное протекание необходимых изменений свойств материала на втором этапе - осуществляется в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки острым паром - инактиваторах или пропарочно-увлажнительных шнеках. При этом производится увлажнение и нагревание мятки путем прибавления воды, а затем пропариванне и доведение таким путем влажности и температуры масличного материала до оптимальных величин.

Интенсивное кратковременное (за 16 с) нагревание мятки до температуры 80-85 °С с одновременным увлажнением до 8-9% (для подсолнечника, льна) способствует равномерному распределению влаги в мятке и инактивирования ферментных систем семян. В течение этого периода происходит процесс избирательного смачивания и основная работа по уменьшению связанности масла с нелипидной частью семян на поверхности частиц мятки.

Второй этап - высушивание увлажненной мятки с созданием оптимальной структуры и с доведением ее влажности и температуры до величин, оптимальных для прессования и характерных для готовой мезги. Осуществляется в жаровнях различных конструкций. Происходит нагревание мятки (глухим паром со стороны дна) до температуры 105 ^оС и ее высушивание до конечного содержания влаги (для подсолнечника 5-6 %). Основное требование, предъявляемое к мезге, - она должна быть однородная, упругая и пластичная.

Агрегирование частиц мятки является обязательным следствием ее увлажнения и начинающегося выделения масла. Чем крупнее частицы мятки, тем меньше степень их агрегирования при увлажнении при прочих равных условиях. Агрегирование частиц и закономерное уменьшение при этом удельной площади поверхности мятки способствует уменьшению связанности с ней масла.

Специфической особенностью пропаривания мезги в жаровнях является сушка мятки в высоком или толстом слое (300 и более мм). При этом возникает явление самопропаривания - водяной пар, удаляемый из нижних слоев (подогрев мезги ведется преимущественно снизу через днище чанов), проходит через толстый слой мятки и способствует частичному распаду (дезагрегированию) комков, образованных при увлажнении в первом периоде влаготепловой обработки.

При влаготепловой обработке также образуются спекшиеся, трудно дезагрегирующие частицы мезги - вторичные структуры, которые состоят из денатурированных белков, из которых отжим масла затруднен. Самопропаривание ведет к некоторому уменьшению вторичных структур, разрыхляя поверхность спекшихся частиц, хотя глубина денатурации белков растет. Замедляя процесс подсушки мезги, самопропаривание увеличивает глубину полезных технологических изменений мезги и повышает ее однородность.

Жарение второго типа представляет собой высушивание и нагревание мятки до определенных значении без предварительного нагревания и увлажнения. Таким образом, жарение начинается сразу со второго этапа и заключается в удалении влаги, которая содержится в самом материале, и в доведении температуры и влажности мезги до оптимальных значений.

Более эффективно жарение первого типа. Оно обеспечивает, как правило, не только оптимальные характеристики материала перед прессованием, но и химические изменения, которые необходимы для получения масла, жмыха и шрота нужного качества.

Сухое жарение может рекомендоваться в отдельных случаях, например, если при увлажнении мятки происходят нежелательные химические и биохимические процессы (например, при переработке семян горчицы) или при переработке сырья, исходная влажность которого выше или равна границе влажности, установленной для конца первого этапа жарения.

ГТО мятки различных культур осуществляют при различных режимах.

6. Технологическая схема переработки масличных семян методом однократного прессования

По схеме однократного прессования могут перерабатываться семена многих масличных культур.

Мятка, полученная при измельчении семян или ядра, проходит через сотрясательное сито 1 и электромагнитный сепаратор 2. Затем мятка поступает в пропарочно - увлажнительный шнек (инактиватор) 3, где нагревается и увлажняется насыщенным паром и конденсатом. Далее мятку подвергают обработке в самопропаривающемся слое чанной жаровни 4. Мезга, подготовленная в чанных жаровнях, норией 6 подается в распределительный шнек 8. Дальнейшая тепловая обработка мезги может осуществляться в жаровнях прессов 9, если технологической схемой не предусмотрена групповая чанная жаровня.

Рис. 2 Технологическая схема однократного прессования

Масло, отжатое в прессах 9, сборным шнеком 11 транспортируется на первичную очистку в гущеловушку 14, а экспеллерный жмых - шнеком 10 на охлаждение и дробление. Фильтрпрессовый масличный шлам после фильтрации и зеерную осыпь после гущеловушки подают шнеком 12 и норией 5 в первый чан жаровни 4, а при отсутствии жаровни 4 в распределительный шнек 8 и в смеси со свежим материалом направляют на повторную переработку.

7. Работа дистилятора окончательной дистилляции

Окончательный дистиллятор (Рис 3б.) состоит из трех камер: распылительной 3, пленочной 4 и дезодорационной 5, а также, и каплеуловителя 1. Перегретая мисцелла из второго пленочного дистиллятора поступает в распылительные форсунки 2. При распылении под вакуумом происходит интенсивная отгонка растворителя.



Рис 3 Дистиллятор НД-1250

Дистилляция распылением характеризуется тем, что мисцелла, вышедшая из форсунки в виде струи, стремится к статически устойчивому состоянию, при котором свободная энергия поверхности является минимальной. Этому способствует форма поверхности, в связи с чем струя жидкости является статически неустойчивой. Если по каким-то причинам диаметр струи отклоняется от среднего значения, в ней образуются более тонкие участки. В них благодаря поверхностному натяжению повышается давление, жидкость переходит в более толстые участки струи, струя еще более утоньшается в определенных местах и дробится на капли.

Непосредственно после образования капли движутся с большой скоростью, так как велик динамический напор, с которым струя выходит из форсунки. При этом на поверхности капель образуются в виде диска нити, которые при разрушении образуют новые капли.

При распылении мисцеллы значительно увеличивается поверхность раздела жидкой и газообразной фаз, что обеспечивает высокую интенсивность процесса дистилляции распылением, т.е. высокую производительность процесса и небольшую его продолжительность.

Затем капли в виде пленки стекают вниз навстречу перегретому пару. В дезодорационной камере 5 масло обрабатывается в слое 400-450 мм острым перегретым паром и подогревается глухим паром до температуры 100-110 ^оС.

При дистилляции в слое давление на мисцеллу в верхних и нижних слоях неодинаково, и, значит, температура раствора по высоте слоя также различна. Пузырьки пара, находящегося в нижних слоях жидкости, должны проникать через слой, преодолевая его давление, следовательно, должны иметь большее давление, чем на поверхности. Этим и объясняется более высокая температура кипения мисцеллы в нижних слоях.

Обработка высококонцентрированной мисцеллы в слое при использовании бензинов с интервалом кипения 70-85 ^оС является необходимым этапом процесса окончательной дистилляции. Даже высокоинтенсивный процесс дистилляции распылением не может обеспечить получение стандартного по температуре вспышки масла. Лишь переход на низкокипящий растворитель, относительно однородный по химическому составу, в частности на технический гексан, может несколько упростить этот вопрос. В этом случае возможно получение стандартного масла без дистилляции в слое.

Готовность экстракционного масла определяется по температуре вспышки, которая для многих масел должна быть не менее 225 ^оС, что соответствует содержанию бензина в масле примерно 0,01%.

8. Схема гидратации растительных масел с получением фосфатидного концентрата

Современная полная схема гидратации является наиболее перспективной (рис 4). Нерафинированное масло после первичной очистки из бака 10 вместимостью рассчитанной на пребывание в нем масла в течение не более 30 мин, насосом 6 через ротаметр 3 подается в коагулятор 9. Одновременно во всасывающую линию насоса 6 через ротаметр насосом 2 подается конденсат. На нагнетательном трубопроводе от насоса 6 находится ротаметр 3 для учета производительности и специальный смеситель-дефлектор 8 для обеспечения тесного контакта. Смесь в коагуляторе находится 30-40 мин. Для предотвращения возможности оседания хлопьев фосфатидов коагулятор снабжен пропеллерной мешалкой с частотой вращения 400 об./мин. Из коагулятора смесь насосом 11 подается в герметический саморазгружающийся сепаратор 14.

Рис. 4 Технологическая схема с получением фосфатидного концентрата

Насос снабжен вариатором скоростей, позволяющим синхронизировать поступление смеси на сепарирование. Кроме того, конструкция насоса предусматривает сохранение структуры агрегированных частиц фосфатидов перед сепарированием. В барабане сепаратора смесь разделяется на три фазы: гидратированное масло, фосфатидная эмульсия, шлам, который накапливается в грязевом пространстве барабана сепаратора. Первые две фракции выводят непрерывно, а шлам выгружают 1-2 раза в смену.

Фосфатидная эмульсия поступает в сборник 20, из которого самотеком через подогреватель 22 поступает в вакуум-сушильный аппарат 19. Разрежение в аппарате создается водокольцевым насосом 23. Пары воды конденсируются в поверхностном конденсаторе 21 и сливаются в сборник 4. Высушенное масло из вакуум-сушильного аппарата непрерывно откачивается насосом 24 и передается на охлаждение в пластинчатый теплообменник 18. Если гидратированное масло направляется на дальнейшую рафинацию, его откачивают, минуя теплообменник.

Фосфатидная эмульсия из сборника 16 винтовым насосом 17 передается на высушивание в ротационно-пленочный аппарат 12 конического типа. Перед высушиванием фосфатидная эмульсия нагревается в сборнике 16 и в коммуникациях от насоса 17 передается на высушивание в ротационно-пленочный аппарат 12 конического типа. Перед высушиванием фосфатидная эмульсия нагревается в сборнике 16 и в коммуникациях от насоса 17 до сушилки. Высушенный фосфатидный концентрат насосом 13 передается в промежуточный сборник 15, откуда фасуется во фляги, банки или бочки.

9. Дезодорация масла. Сущность процесса дезодорации

Дезодорация - один из методов перегонки жидкостей (дистилляция). Процесс дезодорации включает три стадии:

1) диффузия ароматических веществ из слоя жидкости к поверхности испарения;

2) собственно испарение ароматических веществ;

3) удаление молекул испарившихся веществ из зоны испарения.

Эффективность дезодорации зависит от состава и летучести одорирующих веществ, упругости их паров и температурных режимов процесса.

При повышении температуры жира увеличивается упругость паров одорирующих веществ и, следовательно, их летучесть. Но чрезмерно повышать температуру дезодорации нельзя, так как возникает вероятность полимеризации и окисления жира воздухом, проникающим через неплотности аппаратуры, или воздухом, содержащимся в жире. При температуре выше 250 °С усиливается термический распад жиров, возрастают его потери в результате дистилляции низкомолекулярных триглицеридов.

Чтобы снизить температуру отгонки одорирующих веществ, дезодорацию ведут под вакуумом при подаче в масло или жир острого пара. Вещества - носители запаха и вкуса, как правило, хорошо растворимы в масле и плохо - в воде.

Снижение давления при дезодорации приводит к падению температуры кипения одорирующих веществ и к уменьшению расхода острого пара.

Глубокий вакуум способствует дроблению пузырьков впрыскиваемого пара, происходит значительное его расширение, что равнозначно увеличению рабочей поверхности пузырьков, а это повышает коэффициент испарения. Вакуум оказывает решающее влияние на продолжительность дезодорации, качество масла и расход пара.

Дезодораторы должны быть тщательно изолированы, чтобы отгоняемые с паром одорирующие вещества не конденсировались и не возвращались в дезодорируемый жир.

Для снижения окисления жир предварительно деаэрируют при сравнительно невысокой температуре. Чтобы повысить устойчивость масла при дезодорации, в него вводят искусственные антиокислители (синергисты), обычно лимонную кислоту. Она дезактивирует металлы и устраняет их вредное влияние как катализаторов окисления.

В основе процесса дезодорации лежит массообмен между маслом и острым паром. Поэтому основным в конструкции дезодорационных установок является способ создания поверхности контакта фаз. В силу этого выделяют следующие типы дезодорационных установок:

- пленочные (контакт сплошных масляной и паровой фаз);

- распылительные (диспергирование масла в объеме пара);

- барботажные (диспергирование пара в объеме масла);

- насадочные - вариант пленочных (контакт сплошных фаз масла и пара происходит в объеме специальных насадок).

В промышленности широко используют барботажные установки. Отмечается тенденция создания комбинированных насадочно-барботажных устройств.

Процесс дезодорации можно осуществлять периодическим, полунепрерывным или непрерывным способом.

Создание вакуума в системе является ключевым. Это является самым дорогостоящим условием процесса дезодорации, так как затраты на производство пара во многом определяют себестоимость готового продукта. В связи с этим, наиболее предпочтительными являются установки с потреблением пара менее 1 т/ч.

Особое место занимает вопрос утилизации отходов. В цехе рафинации это - промывные воды с концентрацией жира до 10000 мг/л. В цехе дезодорации это - барометрические воды, объем которых соответствует объему рабочего пара ПЭВН (с кожухотрубчатыми конденсаторами), а концентрация жиров может достигать 600 мг/л.

В случае использования в составе ПЭВН конденсаторов смешения, объем барометрических вод увеличивается в несколько раз. Соответственно, комплектация ПЭВНом с меньшей производительностью по рабочему пару позволит снизить объем барометрических вод. Существуют схемы, позволяющие создать бессбросовое производство, при котором, доукомплектовав линию дополнительным оборудованием, можно получать технические мыла.

Список используемой литературы

1. Техника и технологии производства и переработки растительных масел: учебное пособие / С.А. Нагорнов, Д.С. Дворецкий, С.В. Романцова, В.П. Таров. Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2010. 96 с.

2. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья: - 5-е изд., перераб. и доп. М.: КолосС 2003. 360 с.: ил. (учебники и учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений).

3. Черкасова Л. С., Мережинский М. Ф., Обмен жиров и липидов, Минск, 1961.

4. Тютюнников Б. Н., Химия жиров, М., 1966.

5. Химия углеводов, М., 1967; Бочков А. Ф., Афанасьев В. А., Заиков Г. Е., Образование и расщепление гликозидных связей, М., 1978.

6. Технология переработки растениеводческой продукции: учебное пособие. Ч. II / Т.Н. Тертычная, В.И. Манжесов, С.В. Калашникова, И.А. Попов, С.Ю. Чурикова, И.В. Мажулина. Воронеж:: ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2012. 166 с.

7. Технология хранения, переработки и стандартизация растениеводческой продукции: Учебник / В.И. Манжесов, И.А. Попов, Д.С. Щедрин, С.В. Калашникова, Т.Н. Тертычная, Н.Н. Хабаров, Е.Е. Курчаева, М.Г. Сысоева; под общ. ред. В.И. Манжесова. СПб.: Троицкий мост, 2010.- 704 с.: ил.

8. Технология переработки продукции растениеводства /Под ред. Н.М. Личко. М.: КолосС, 2006.- 616 с.: ил. (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).

Размещено на Allbest.ru

...