Технологический процесс производства растительного масла и шрота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Масложировая промышленность является одной из основных отраслей пищевой промышленности. Она связана практически со всеми отраслями пищевой промышленности и со многими техническими отраслями. Она одна из отраслей промышленности определяющих продовольственную безопасность страны. Продукция масложировой промышленности являются товары как пищевого (масло, маргарин, майонез), кормового так и технического назначения (лаки, краски, масло, глицерин, ДЖК).

Подсолнечник - это ценная масличная культура. Семена его содержат 45-50% жира и 16 - 19% белка. Калорийность подсолнечного масла превышает калорийность сливочного масла и достигает 929 ккал на 100г продукта [5].

Подсолнечник - основная масличная культура, возделываемая в России на семена, из которых получают пищевое и техническое масло. Жмыхи используются в корм сельскохозяйственным животным; из золы стеблей получают поташ или применяют её как удобрение. Высокорослые сорта подсолнечника (до 4 м), дающие большую зелёную массу, возделывают как силосную культуру. Подсолнечник - хороший медонос.

Подсолнечник - высокорентабельная, выгодная в экономическом отношении культура. Семена подсолнечника являются основным источником получения растительного масла [5].

Задача развития производства семян подсолнечника предусматривает целесообразность превышения доли растительных масел в структуре потребления населением жиров. Рост потребления растительных масел взамен животных жиров характерен для многих высокоразвитых стран.

Производство подсолнечника оказывает существенное влияние на эффективность функционирования всей отрасли растениеводства. Высокая закупочная цена на семена этой культуры делает её экономически выгодной для возделывания, способствует подъёму экономики хозяйств. [5].

Подсолнечник является самой распространенной масличной культурой на территории Российской Федерации. Эта культура занимает 78 % посевных площадей отведенных под масличные культуры и 86 % валового сбора масличных культур страны. Посевные площади в нашей стране занимают более 15 % всех посевных площадей, занятых этой культурой в мире. Доля России в мировом производстве подсолнечника - более 12 %, в переработке - 5,6 %. Эти цифры показывают, что Россия является экспортером подсолнечника и импортером растительного масла [5].

1. Технологическая часть

1.1 Ассортимент выпускаемой продукции

Проектом вырабатывается подсолнечное масло холодного прессования, форпрессовое и шрот подсолнечника.

Отходами предприятия являются сор и лузга.

Форпрессовое масло можно использовать в пищу без рафинации, однако для улучшения его товарного вида и предотвращения вспенивания при тепловой обработки масло подвергают рафинации в зависимости от требований качества.

Жмыхи и шроты получаемые из семян подсолнечника, являются ценным белковым продуктом. Наиболее широко они используются в качестве ингредиентов при приготовлении комбикормов для сельскохозяйственных животных.

Лузга, являющаяся отходом производства. При незначительных затратах производства может стать сырьём для корма жвачных животных. При этом могут быть использованы не только отходы производства растительных масел и рафинации. Такой способ утилизации отходов позволит не только уменьшить затраты на их перевозку но и на их утилизацию на свалку.

1.2 Характеристика исходного сырья и готовой продукции

1.2.1 Семена подсолнечника

Семена подсолнечника относится к семейству сложноцветных. Это однолетнее растение, семена которого собраны в корзину (диаметр до 30 см), которая может содержать до 1000 цветков. Семена разнообразны по окраске: белые, бурые, светло-серые, полосатые, угольно-чёрные.

Плод подсолнечника - семянка, имеет ядро и околоплодник (лузгу). Ядро покрыто тонкой семенной оболочкой и состоит из семядолей и корешка. Между плодовой оболочкой и ядром находится воздушная полость.

Размеры подсолнечного семени современных промышленных сортов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Размеры подсолнечных семян, мм

Наименование	Размеры
Длина	10.7 - 11.5
Ширина	4.9 - 5.7
Высота	3.0 - 3.7

Возделываемые в нашей стране сорта и гибриды семян подсолнечника

можно разделить на три типа [2]:

1. сорта и гибриды, содержащие масло линолевого типа;

2. сорта и гибриды, содержащие масло олеинового типа;

3. низкомасличные сорта, предназначенные для производства кондитерских изделий.

Таблица 1.2- Характеристика основных районированных сортов и гибридов семян подсолнечника [2]

Наименование	Урожайность семян, т/га	Массовая доля масла,%	Масса 1000 шт семян, г
Сорта:
СУР	3,16	48,6	57
Фотон	3,20	49,1	57
Роднвеик	3,40	50,9	57
Бузлук	3,54	51,2	54
Крепыш	3,10	51,0	65
Березанский	3,50	50,6	56
Флагман	3,62	52,4	56
Мастер	3,66	52,3	57
Пересвет	3,62	54,0	59
Фаворит	3,34	50,1	56
Круиз	3,49	49,7	62
СПК	3,58	45,2	96
Орешек	3,59	47,0	93
Лакомка	3,70	46,9	87
Гибриды:
Авангард	3,35	47,8	58
Альтаир	3,44	49,1	58
Юпитер	3,53	47,0	57
Меркурий	3,58	49,1	61
Кубанский 930	3,56	48,9	59
Призер	3,68	49,3	58
Беркут	3,65	48,6	57
Барс	3,65	48,1	59
Гермес	3,40	47,6	56

К первому типу семян относятся сорта: Мастер, Флагман, Березанский,

Фаворит, Родник, Лидер и др., а также гибриды: Юпитер, Авангард, Кубанский 930, Барс и др [2].

Семена подсолнечника этого типа наиболее широко районированы на полях нашей страны. Все они характеризуются достаточно высокой масличностью (47,0-52,4%) , устойчивы к комплексу основных патогенов, засухоустойчивы, технологичны. Их урожайность составляет 3,40-3,65 тон/га (таблица 1.2).

Особенностью этих семян является то, что они являются источниками подсолнечного масла линолевого типа. Содержание линолевой кислоты в них достигает 72,0 %. Кроме того, в них содержатся олеиновая (24,2-40,3%), и линоленовая (до 0,5%) и другие кислоты. Масло линолевого типа характеризуется высокой биологической эффективностью, так как содержащиеся в них линолевая и линоленовая кислоты относятся к эссенциальным (незаменимым) жирным кислотам, необходимых для жизнедеятельности живого организма.

Недостатком подсолнечных масел линолевого типа является их низкая стойкость к окислению [2].

Ко второму типу подсолнечных семян относятся сорта: Первенец.

Круиз и гибрид Гермес. На долю олеиновой кислоты в них приходится 70,1-

85,6% от суммы всех жирных кислот. По жирно-кислотному составу масло, вырабатываемое из высокоолеиновых сортов подсолнечника, приближается к оливковому маслу.

Благодаря наличию в олеиновой кислоте только одной двойной связи оно обладает повышенной стабильностью при высокотемпературной обработке не способно к образованию очень вредных для организма человека продуктов окисления [2].

Дополнительным преимуществом высокоолеиновых сортов и гибридов семян подсолнечника является то, что активность содержащейся в них липазы ниже, чем в сортах и гибридах семян линолевого типа. Это обуславливает повышенную стойкость содержащихся в них масел не только к окислению, но и к гидролитическому расщеплению.

К третьему типу семян подсолнечника относятся крупноплодные сорта: СПК, Лакомка, Орешек, Бородинский. Масса 1000 штук этих семян достигает 150г против 56-58г для семян других типов. Их масличность составляет 45,2-47,0%, содержание белка 32-35%, лузжистость колеблется в пределах 26,2-27,0%. Из всех крупноплодных сортов наиболее востребованным на рынке является сорт СПК [2].

Особенностью семян подсолнечника этого типа является хорошая отделяемость оболочки, что даёт возможность использовать их для получения ядра, предназначенного для кондитерской промышленности.

Семена подсолнечника подразделяют на три класса в соответствии с требованиями ГОСТ 22391-2015 указанными в таблице 1.3 [8].

Таблица 1.3-Характеристика семян подсолнечника [8]

Наименование Показателя	Значение показателя для подсолнечника класса
	1	2	3
1	2	3	4
Состояние	В здоровом состоянии, без самосогревания или теплового повреждения во время сушки
Цвет	Свойственный нормальному цвету семян подсолнечника соответственно определенным сортовым признакам
Запах	Свойственный здоровым семенам подсолнечника
	(без постороннего, затхлого и плесневого запахов)
Массовая доля влаги,%	6,0-8,0
Массовая доля масла в пересчете на сухое вещество, % ,не менее	50	45	40
Кислотное число масла, мг КОН/г для семян, не более	1,2	2,2	5,0
Масличная примесь, % не более, в том числе проросшие семена	3,0 1,0	5,0 2,0	7,0 3,0
Сорная примесь, % не более, в том числе:	1,0	2,0	3,0
испорченные семена	0,2	0,5	1,0
минеральные примеси	0,3	0,5	0,5
в числе минеральных примесей:
галька, шлак, руда	0,15	0,3	0,3
вредная примесь:
семена клещевины	Не допускаются

производство растительный масло шрот

Таблица 1.4- Показатели безопасности семян подсолнечника [2]

Наименование показателя	Допустимый уровень, мг/кг, не более
1	2
Токсичные элементы:
свинец	1,0
мышьяк	0,3
кадмий	0,1
ртуть	0,05
Микотоксины:
афлатоксин B1	0,005
Пестициды:
гексахлорциклогексан (б, в, г - изомеры)	0,5
ДДТ и его метоболиты	0,15
Радионуклиды:
цезий - 137	70 Бк/кг
стронций - 90	90 Бк/кг

1.2.2 Масло подсолнечное

Подсолнечное масло производят из семян подсолнечника. В России среди всех масличных культур на долю подсолнечника приходится до 70% посевных площадей, до 80% валового сбора семян и до 90% выработки масла от общего объёма растительных масел. В настоящее время в России культивируют более 70 сортов и гибридов подсолнечника, которые отличаются по составу триацилглицеринов масла: линолевого типа (содержание линолевой кислоты до 74%) и олеинового типа (содержание олеиновой кислоты более 80%) [3].

Подсолнечное масло в зависимости от обработки, уровня значений показателей качества и назначения подразделяют на марки в соответствии с таблицей 1.5 [9].

Таблица 1.5-Марки подсолнечного масла [9]

Марка подсолнечного масла	Назначение
1	2
Рафинированное дезодорированное "Премиум"	Для непосредственного употребления в пищу и для производства продуктов детского и диетического питания
Рафинированное дезодорированное "Высший сорт"	Для непосредственного употребления в пищу и для производства пищевых про дуктов
Рафинированное дезодорированное "Первый сорт"
Рафинированное недезодорированое	Для производства пищевых продуктов1) и для промышленной переработки
Нерафинированное "Высший сорт"2)	Для непосредственного употребления в пищу, для производства пищевых продуктов и для промышленной переработки
Нерафинированное "Первый сорт"2)
Нерафинированное для промышленной переработки	Для промышленной переработки
1) Только прессовое масло 2) Производятся только прессовым способом

Органолептические и физико-химические показатели должны соответствовать требованиям ГОСТ 1129-2013 указанным в таблице 1.6 и 1.7.

Таблица 1.6-Органолептические показатели качества подсолнечного масла [9]

Наименование показателя	Характеристика подсолнечного масла
	рафинированное	нерафинированное
	дезодорированное	не дезодорированного	Высший сорт	Первый сорт	Для промышленной переработки
	Премиум	Высший сорт	Первый сорт
Прозрачность	Прозрачное без Осадка	Допускается легкое помутнение или "сетка"	Допускается осадок и легкое помутнение или "сетка" над осадком	Не нормируется
Запах и вкус	Без запаха, обезличенный вкус	Свойственные подсолнечному маслу, без посторонних запаха и привкуса

Подсолнечное масло содержит ценные органические кислоты, такие как пальмитиновая, стеариновая, арахиновая, миристиновая, линолевая, олеиновая, линоленовая. Кроме того, в подсолнечном масле содержатся фосфорсодержащие вещества, токоферолы, воски, летучие вещества, не жировые примеси, количество которых зависит от способа отжима и последующей переработки масла [6].

Таблица 1.7-Физико-химические показатели качества подсолнечного масла [9]

Наименование показателя	Норма для подсолнечного масла
	рафинированного дезодорированного	рафинированного не дезодорированного	нерафинированного
	Премиум	Высший сорт	Первый сорт		Высший сорт	Первый сорт	Для промышленной переработки
		вымороженного	не вымороженного	вымороженного	не вымороженного
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Цветное число, мг йода, не более	6	10	12	15	25	35
Кислотное число, мг КОН/г, не более	0,30	0,40	0,40	1,50	4,00	6,00
Массовая доля не жировых примесей, % не более 1	Отсутствие 2 3 4 5 6 7	0,05 8	0,10 9	0,20 10
Массовая доля фосфоросодержащих веществ, % не более:	Отсутствие
в пересчёте на стеароолеолецитин		0,20	0,60	0,80
в пересчёте на P2O5		0,018	0,053	0,070
Мыло (качественная проба)	Отсутствие	Не нормируется
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более	0,10	0,15	0,20	0,30
Температура вспышки экстракционного масла, не ниже	Не нормируется	225	Не нормируется	225
Перекисное число, моль активного кислорода/кг, не более	2,0	4,0	10,0	10,0	7,0	10,0	10,0
Анизидиновое число, не более	3,0	Не нормируется

Подсолнечное масло является одним из основных источников жирорастворимого витамина Е, в результате чего становится прекрасным антиоксидантом, защищающим организм человека от атеросклероза и прочих сердечных болезней. Витамин Е препятствует старению, укрепляет иммунную систему, нормализует работу печени. Этот важный витамин также оказывает влияние на функцию эндокринных, половых и других желез, он участвует в обмене углеводов и белков в организме, способствует улучшению памяти.

Таблица 1.8- Жирно-кислотный состав подсолнечного масла [9]

Наименование жирной кислоты	Массовая доля жирной кислоты(%,к сумме жирных кислот)
1	2
Тетрадекановая (миристиновая) С14:0	До 0,2
Гексадекановая (пальмитиновая) С16:0	5,0-7,6
Гексадеценовая (пальмитолеиновая) С16:1	До 0,3
Октодекановая (стеариновая) С18:0	2,7-6,5
Октодеценовая (олеиновая) С18:1	14,0-39,4
Октадекадиеновая (линолевая) С18:2
Октадекадиеновая (линолевая) С18:2	48,3-77,0
Октадекатриеновая (линоленовая) С18:3	До 0,3
Эйкозановая (арахиновая) С20:0	До 0,5
Эйкозеновая (гондоиновая) С20:1	До 0,3
Докозановая (бегеновая) С22:0	0,3-1,5
Докозеновая (эруковая) С22:1	До 0,2
Тетракозановая (лигноцериновая) С24:0	До 0,5

Немаловажный компонент подсолнечного масла - только эссециальные жирные кислоты и то в определенном соотношении нужным для полноценной деятельности нервных волокон, сосудов и клеток печени [6].

Важно помнить, что при слишком сильном и продолжительном нагревании масла, его полезные качества теряются, а если масло используют повторно, то оно становится даже вредным для здоровья.

Полезно знать, что содержащийся в овощах в-каротин становится провитамином А только если сочетается с жирами. Поэтому подсолнечное масло считается идеальным вариантом для заправки салатов [6].

В состав подсолнечного масла входят две основные жирные кислоты: олеиновая и линолевая.

1.2.3 Подсолнечный шрот

Подсолнечный шрот должен вырабатываться в соответствии с требованиями настоящего стандарта ГОСТ 11246-96 «Подсолнечный шрот» [10].

Органолептические и физико-химические показатели должны соответствовать требованиям ГОСТ 11246-96 указанным в таблице 1.9 и 1.10.

Таблица 1.9-Органолептические показатели подсолнечного шрота [10]

Наименование показателя	Характеристика и значение показателя для подсолнечного шрота
	обыкновенного	тостированного
Цвет	Серый, различных оттенков	Серый с коричневым оттенком
Запах	Свойственный подсолнечному шроту без посторонних запахов (затхлости, плесени, горелости и др.)	Свойственный подсолнечному тостированному шроту без посторонних запахов (затхлости, плесени, горелости и др.)

Освобождение белковых продуктов от хлорогеновой кислоты и других соединений фенольной природы возможно путём обработки шрота нормальным бутанолом, подкисленным соляной кислотой, а также янтарным ангидридом. Хлорогеновая кислота образуется с последним растворимые в воде комплексы, которые удаляются при последующем промывании шрота водой. В таком шроте возрастает количество общего белка, так как одновременно удаляются олигосахариды и потемнение белков исключается [11]

Таблица 1.10- Физико-химические показатели подсолнечного шрота [10]

Наименование показателя	Характеристика и значение показателя для подсолнечного шрота
	обыкновенного	тостированного
Массовая доля сырого протеина в пересчёте на абсолютно сухое вещество,%, не менее	39	39
Массовая доля сырой клетчатки в обезжиренном продукте, в пересчёте на абсолютно сухое вещество,%, не более	23	23
Массовая доля растворимых протеинов в шроте к общему содержанию протеина,%	-	68,0 3
Массовая доля влаги и летучих веществ,%	7-10	9-11
Массовая доля золы, не растворимой в соляной кислоте, в пересчёте на абсолютно сухое вещество,%, не более	1,0	1,0
Массовая доля металлопримесей ,% :
частиц размером до 2мм включительно, не более	0,01	0,01
частиц размером более 2мм и частиц с острыми режущими краями	Не допускаются
Посторонние примеси (камешки, стекло, земля)	Не допускаются
Зараженность вредителями или наличие следов заражения	Не допускаются
Общая энергетическая питательность в пересчёте на абсолютно сухое вещество, к.е., не менее	0,968	0,968

1.3 Определение теоретических выходов продукции и отходов при переработке подсолнечных семян экстракционным способом с предварительным съёмом масла

Основные данные необходимые для расчета материального баланса приведены в таблице 1.11 [1].

Таблица 1.11-Основные данные для расчёта [1]

Наименование показателя	Условное обозначение	Значе-ние,%
1	2	3
Масличность семян при фактической влажности и засорённости	М0	46,39
Влажность семян при исходной фактической влажности и засорённости	В0	8,5
Содержание сора в семенах до очитки	С0	2,5
Содержание лузги в семенах при исходной фактической влажности и засорённости	Л0	20,36
Содержание лузги в чистых семенах	Л1	22,6
Содержание ядра в чистых семенах	Я1	77,4
Влажность ядра в семенах	В3	8,0
Содержание минерального и органического сора в семенах после очистки	С1	0,3
Влажность отходящего сора, равная влажности семян	В1	8,5
Вынос ядра в лузгу	Я2	0,2
Содержание лузги в ядре	Л2	3,0
Влажность отходящей лузги	В2	8,7
Масличность отходящей лузги (вместе с выносом)	М1	4,3
Содержание сора в лузге	С3	0,4
Масличность форпрессового жмыха	М2	17,2
Влажность форпрессового жмыха	В4	5,4
Масличность шрота	М3	1,2
Влажность шрота	В5	9,5
Вероятные неучтенные потери масла в производстве	Н	0,1

Расчёты:

1.Съём минерального и органического сора С2 ,% :

(1.1)

% .

2.Выход лузги без учёта потерь влаги в производстве Л4,%:

 (1.2)

%.

3.Влажность лузги в семенах В8,%:

(1.3)

%.

4. Выход лузги с учетом потерь влаги Л5,%:

(1.4)

5.Выход форпрессового жмыха Ж1, %:

(1.5)

6.Выход шрота Ш, %:

, (1.6)

7.Остаток масла в форпрессовом жмыхе М6,%:

, (1.7)

8.Потери масла

а) в шроте П1,%:

, (1.8)

б) в лузге П2,%:

, (1.9)

9.Суммарный выход масла P1,%:

, (1.10)

10.Выход форпрессового масла P2,%:

, (1.11)

11.Выход экспеллерного масла P3,%:

, (1.12)

=5,76

12.Потери влаги П5,%:

), (1.13)

Полученный баланс сырья сводят в таблицу 1.11 [1].

Таблица 1.12 - Баланс сырья [1]

Наименование показателя	Условное обозначение	Выход,%	Выход т/сут
Выход форпрессового масла	P2	39,5	79
Выход экстракционного масла	P3	5,76	11,52
Выход шрота	Ш	30,93	61,86
Выход лузги	Л5	17,77	35,54
Съём минерального и органического сора	С2	2,21	4,42
Потери влаги	П5	3,83	7,66
Итого		100	200

Таблица 1.13 - Баланс масла [1]

Наименование показателя	Условное обозначение	Выход,%	Выход т/сут
Выход форпрессового масла	P2	39,5	79
Выход экстракционного масла	P3	5,76	11,52
Потери масла:
в шроте	П1	0,37	0,74
В лузге	П3	0,76	1,52
Итого		46,39	92,78

13.Фактический выход масла Ф,%:

, (1.14)

1.4 Процессуальная схема прессового цеха

Рисунок 1.1-Процессуальная схема прессового цеха

1.5 Расчет основного и вспомогательного оборудования

1.5.1 Расчёт подземного бункера для лузги[18]

Таблица 1.14- Исходные данные [18]

Показатель	Значение
1	2
Выход лузги Вл, т/сут Запас времени , ч Угол естественного откоса а, Насыпная масса лузги , т/м3 Угол наклона днища ад,	35,54 2 30 0,4 45

Расчет

1. Номинальный объем бункера VН, м3

VН = Q * / 24 *, (1.15)

VН = 35, 54 * 2/24*0, 4=7, 40

2.Объем пирамидального днища VД, м3

Vд = SД * HД / 3, (1.16)

VД = 2,5*2,5*1,25/ 3=2,60

3. Объем верхнего конуса Vвк, м3

Vвк = Sвк * Hвк / 3, (1.17)

Vвк = 2,5*2,5*2,0 / 3=4,17

4.Объем прямоугольной части Vп, м3

Vп = Vн - VД , (1.18)

Vп = 7,40 - 2,60 = 4,80

5.Высота прямоугольной части Hп, м

Hп = V / S , (1.19)

Hп =4,80 /2,5*2,5 = 0,77

Вывод: принят к установке бункер высотой Нб=6,12 м, вместимостью vн=119,05 м3, позволяющий обеспечить бесперебойную работу завода в течение 10 часов.

1.5.2 Расчет бака для форпрессового масла цилиндрического с коническим днищем[18]

Таблица 1.15 - Исходные данные[18]

Показатель	Значение
1	2
Производительность Q, т/сут Плотность масла с, т/м3 Коэффициент запаса ц Запас времени ф, ч Угол наклона днища, о Высота этажа, м	79,0 0,911 0,9 4 15 6

Расчет

1. Номинальный объем Vн, м3

Vн = Q* / 24** , (1.20)

Vн= 79,0*4 / 24*0,911*0,9=16,06

Vн = Vц + Vд , (1.21)

где Vц - объем цилиндрической части, м3 Vд - объем конического днища, м3.

По таблице баков находим бак, объем которого приблизительно равен рассчитанному номинальному и выбираем его диаметр для расчета. В данном случае таким объемом является 16,00 м3, диаметр которого 2,4 м. При наклоне днища 15о высота днища Нд, м

Нд = Д / 8 = 2,4 / 8= 0,3

2.Объем конического днища Vд, м3

Vд = Sд * Нд / 3, (1.22)

где Sд, м2 и Нд, м площадь и высота днища соответственно

Vд = 3,14*(2,4)2* 0,3 / 3*4 =0,45

3.Объем цилиндрической части Vц, м3

Vц = Vн - Vд , (1.23)

Vц =16,06-0,45 =15,61

Vц = Sц * Нц , (1.24)

где Sц, м2 и Нц, м площадь и высота цилиндрической части соответственно.

4.Высота цилиндрической части Нц, м

Нц = Vц / Sц , (1.25)

Нц= 15,61 *4 / 3,14* (2,4)2 = 3,45

5.Максимальная высота бункера Нм, м

Нм = Нэт - Нп - Нэв, (1.26)

где Нп - высота перекрытия равная 0,90 м, Нэв - высота, необходимая для обслуживания бака сверху принята 0,70 м.

Нм = 6 - 0,5 - 0,7 = 4,8

Значит максимально возможная высота бака для этажа высотой 6 м равна 4,8м

6.Общая высота бункера Нб, м

Нб = Нц + Нд + Нэк Нм, (1.27)

где Нэк - высота, необходимая для устройства разводки трубопровода принята 0,50 м

Нб = 3,45 + 0,25 + 0,5 = 4,2

Условие Нб Нм соблюдено.

Вывод: принят к установке бак для масла общей высотой 4,2 м, общим объемом vн= 16,06 м3, что позволяет создать запас масла в течение 4 ч.

1.5.3 Расчет бака для экстракционного масла цилиндрического с коническим днищем[18]

Таблица 1.16 - Исходные данные[18]

Показатель	Значение
1	2
Производительность Q,т/сут Плотность масла с, т/м3 Коэффициент запаса ц Запас времени ф, ч Угол наклона днища, о Высота этажа, м	11,52 0,911 0,9 2 15 6

Расчет

1. Номинальный объем Vн, м3

Vн = Q* / 24** , (1.28)

Vн= 11,52*4 / 24*0,911*0,9=1,17

Vн = Vц + Vд, (1.29)

где Vц - объем цилиндрической части, м3 Vд - объем конического днища, м3.

По таблице баков находим бак, объем которого приблизительно равен рассчитанному номинальному и выбираем его диаметр для расчета. В данном случае таким объемом является 1,17 м3, диаметр которого 1,2 м. При наклоне днища 15о высота днища Нд, м

Нд = Д / 8 = 1,2 / 8= 0,15

2.Объем конического днища Vд, м3

Vд = Sд * Нд / 3, (1.30)

где Sд, м2 и Нд, м площадь и высота днища соответственно

Vд = 3,14*(1,2)2* 0,3 / 3*4 =0,06

3.Объем цилиндрической части Vц, м3

Vц = Vн - Vд = 1,17-0,06 =1,11

Vц = Sц * Нц , (1.31)

где Sц, м2 и Нц, м площадь и высота цилиндрической части соответственно.

4.Высота цилиндрической части Нц, м

Нц = Vц / Sц , (1.32)

Нц= 1,17 *4 / 3,14* (1,2)2 = 0,98

5.Максимальная высота бункера Нм, м

Нм = Нэт - Нп - Нэв , (1.33)

где Нп - высота перекрытия равная 0,90 м, Нэв - высота, необходимая для обслуживания бака сверху принята 0,70 м.

Нм = 6 - 0,5 - 0,7 = 4,8

Значит максимально возможная высота бака для этажа высотой 6 м равна 4,8м

6.Общая высота бункера Нб, м

Нб = Нц + Нд + Нэк Нм , (1.34)

где Нэк - высота, необходимая для устройства разводки трубопровода принята 0,50 м

Нб = 0,98 + 0,25 + 0,5 = 1,73

Условие Нб Нм соблюдено.

Вывод: принят к установке бак для масла общей высотой 1,73 м, общим объемом vн= 1,17 м3, что позволяет создать запас масла в течение 2 ч.

1.5.4 Расчет коробки для форпрессового масла[18]

Таблица 1.17 - Исходные данные[18]

Показатель	Значение
1	2
Производительность Q, т/сут Плотность масла с, т/м3 Коэффициент запаса ц Запас времени ф, ч Высота бака, м	79,0 0,911 0,9 1,5 1,5

Расчет

1.Номинальный объем Vн, м3

Vн = Q* / 24** , (1.35)

Vн= 79,0*1,5/24*0,911*0,9=6,0

2.Стороны коробки a b, м

a=b=( Vн/Н), (1.36)

a=b=( 6,0/1,5*1,5)=2,6

Вывод: принята к установке коробка для масла высотой 1,5 м, общим объемом v'н= 6,0 м3, что позволяет создать запас масла в течение 1,5 ч.

1.6 Обоснование технологических операций и выбор оборудования

1.6.1 Хранение

Бункер для лузги

Бункер для лузги предназначен для накопления лузги при поломке вейки.

Расчет бункера с запасом на 2 часа представлен в пункте 1.4.1

Баки для масла

Позволяют установить в непрерывно работающей схеме периодически работающее оборудование. Запас масла в баках зависит от их назначения.

Расчеты баков для масла представлены в пунктах 1.4.2, 1.4.3, 1.4.4.

1.6.2 Сепарирование рушанки

Сепарирование рушанки преследует цель максимального отделения оболочек от ядра при минимальных потерях масла. Выбор способов, оборудования и режимов сепарирования рушанки зависит от свойств и степени различия между отдельными свойствами компонентов рушанки.

Показатели работы аспирационной семеновейки Р1-МС-2Т[4].

Техническая характеристика[4]

Производительность, т/сут семян подсолнечника……………..100

Масличность лузги, отходящей из вейки, сверх ботанической,%,

не более…………………………………………………………….1,0

Лузжистость ядра,%, не более…………………………………...12,0

Вынос ядра в лузгу,%, не более…………………………………1,1

Расход воздуха на аспирацию…………………………………...9000

1.6.3 Измельчение

Целью измельчения является:

- механическое разрушение внешних и внутренних структур. Ядро в целом и в отдельности каждую клетку и клеточные органеллы;

- создание новой структуры материала, благоприятной для последующих операций (ВТО).

1.6.4 Влаготепловая обработка

Целью ВТО является:

-создание оптимальных упруго - пластичных свойств материала для последующих операций (прессование или плющение (лепесткование));

-уменьшение вязкости масла следовательно увеличение текучести и выхода масла при прессовании;

-инактивация ферментной системы, в основном гидролитических ферментов (липаза, фосфолипаза), ферменты которые разрушают специфические вещества с образованием антипитательных и токсичных веществ (мирозиназа);

-частичная отгонка низкомолекулярных антипитательных и токсичных веществ;

-разрушение биологических мембран, которые не были разрушены в процессе измельчения, что позволяет увеличить выход масла;

-улучшение вкусовых достоинств материала;

-кондиционирование по влажности.

Влаготепловая обработка происходит в 2 этапа:

-инактивация ферментной системы;

-жарение перед форпрессованием.

Инактивация ферментной системы

В чанных жаровнях в двух верхних чанах происходит активация ферментной системы. В третьем чане ферментная система еще в активном состоянии, т.е. в верхних трех чанах ускоренный распад запасных веществ. Инактивация ферментной системы начинается в четвертом чане. Полностью она будет инактивирована в пятом чане. В результате активность ферментной системы будет наблюдаться в течении 40 минут. За это время будут разрушаться триглицериды с образованием свободных жирных кислот, а также фосфолипиды с образованием негидратируемых форм. Поэтому возникла необходимость провести инактивацию до жарения, что возможно сделать в шнековом инактиваторе, в котором материал нагревается до температуры инактивации (85-90оС) в течении 14-30 секунд, т.е. в промышленных масштабах практически мгновенна, что позволяет улучшить качество получаемого масла[4].

После полной инактивации ферментной системы кислотное число будет увеличиваться за счет автономного гидролиза и окисления, которые протекают значительно медленнее, чем ферментативные процессы.

Техническая характеристика[4]

Производительность, т/сут………………………………………..200

Габаритные размеры, мм

длина……………………………………………………................4150

ширина…………………………………………………….............965

высота………………………………………………………………540

Масса, кг…………………………………………………………....750

Количество форсунок, шт…………………………………………750

Продолжительность прогрева мятки, с…………………………….16

Частота вращения шнеков, об/мин…………………………………46

Мощность электродвигателя, кВ…………………………………..2,8

Передаточное отношение червячного редуктора……………….20,49

Жарение перед форпрессованием

Жарение перед фопрессованием предусмотрено производить на жаровне Р3-МОА[4]

Техническая характеристика жаровни агрегата Р3-МОА[4]

Диаметр чана внутренний, мм……………………………………3000

Высота слоя материала в чане, мм…………………………….300-400

Рабочее давление насыщенного пара

в обогреваемых полостях, МПа……………………………….0,55-0,6

Частота вращения вала, с-1(об/мин)…………………………..0,35922

Мощность привода вентилятора, кВт………………………………1,5

Габаритные размеры, мм……………………….……..4150х3235х8330

Влаготепловая обработка перед лепесткованием

Влаготепловая обработка перед лепесткованием позволяет улучшить условия получения стойкого лепестка. Горячий материал более пластичен и из него можно получить пластины определенной толщины (0,35-0,60 мм), кроме того из горячего лепестка испаряется избыточная влага, что улучшает условия экстракции, поскольку при сушки лепестка с его поверхности исчезает гидратная оболочка препятствующая его проникновению в глубь частицы. Кондиционирование материала перед лепесткованием предусмотрено проводить так же как жарение перед форпрессованием на жаровне Р3-МОА.

1.6.5 Прессование

Прессование бывает нескольких видов:

- холодное прессование;

- форпрессование;

- окончательное прессование.

Холодное прессование - это прессование без предварительной влаготепловой обработки, однако зачёт внутреннего трения частиц материала друг от друга, материал разогревается до температуры 60-80 , при этом выход масла будет не высоким, таким образом полученное масло высокой биологической ценности, в котором не значительное количество антипитательных веществ (провитамины), которые как правило термолабильны и остаются в нативном виде. Поэтому масло холодного прессования целесообразно использовать для приготовления пищи (салатов). Поэтому проектом предусмотрено самотечное оборудование позволяющее направить первичную мятку в пресс минуя влаготепловую обработку. И таким образом часть высокомасличных и высококачественных семян можно переработать методом холодного прессования.

Форпрессование

Форпрессование - это прессование с влаготепловой обработкой с температурой от 100-105.

Форпрессование предусмотрено производить на прессе Р3-МОА[4]

Техническая характеристика[4]

Производительность, т/сут……………………………………150-300

Установленная мощность приводов, кВт……………………182

Корректированный уровень звуковой мощности, дБ……...80

Занимаемая площадь, м2……………………………………...22,39

Габаритные размеры, мм……………………………...5715х3910х8330

Масса агрегата, кг……………………………………….……38000

1.6.6 Первичная очистка масла

Присутствие нелипидных примесей в масле не желательно по следующим причинам:

-нелипидные примеси гигроскопичны, могут быть покрыты гидратной оболочкой, на которой будут проходить процесс гидролиза;

-в связи с ренатурацией в процессе хранения могут активироваться ферменты, как гидролитические так и окислительные, что значительно ускорит порчу масла;

-на поверхности нелипидных примесей могут адсорбироваться фосфолипиды, следовательно понижается выход фосфатидного концентрата;

-присутствие взвесей в масле ухудшают его товарный вид;

-при рафинации масла с нелипидными примесями возрастают потери масла за счет образования эмульсий при щелочной нейтрализации;

-при термической обработке такого масла нелипидные примеси пригорают к греющим поверхностям, что приводит к ухудшению теплопередачи, а следовательно росту расхода греющего пара, к ухудшению всех органолептических. показателей масла и к уменьшению биологической ценности масла.

Отстаивание

Отстаивание, которое происходит за счет силы тяжести (самый простой способ, но требует много времени) зависит от дисперсности частиц, поэтому этот способ используют для предварительного отделения. В виброклассификаторе усовершенствован этот способ, поскольку при пропускании масла через вибриро сито происходит агрегирование частиц и увеличение степени очистки.

Техническая характеристика[7].

Производительность, т/ч………………………………………….10-12

Фильтрация

Фильтрацию предусмотрено производить на дисковых фильтрах ФГДС

Техническая характеристика[2].

Производительность, т/ч……………………………………………4-5

Отстой после фильтрации, % ………………………………………до 0,05

Диаметр фильтрующих дисков, мм………………………………..900

Поверхность фильтрации, м2……………………………………….25

Мощность привода вала, кВт………………………………………14

Частота вращения вала, кВт………………………………………..14

Габаритные размеры, мм………………………..……………..3200х1200х1500

1.6.7 Подготовка жмыха к экстракции

Подготовка жмыха к экстракции состоит из предварительного измельчения, он предназначен для создания однородных по размерам частиц материала. Этот процесс осуществляется в молотковой дробилке.

Техническая характеристика[4].

Производительность дробилки, т/сут жмыха……………………...75

Частота вращения вала, об/мин………………………………..550-600

Зазор между пластинами ротора и решеткой дробилки, мм……..80

Далее дробилку направляют на калибровщик, для отделения от неё крупных частиц, их возвращают на измельчение, а материал с частицами нужного размера проходом (10 мм) направляют на влаготепловую обработку в жаровню Р3-МОА и далее её направляют на лепесткование.

Лепесткование жмыха

Маслосодержащий материал в виде лепестка (толщиной 0,35-50 мм, диаметром 10 мм) является наиболее распространенным видом материала направляемый на экстракцию, позволяет обеспечить достоинство мелких частиц (короткий путь масла из внутри частиц к её поверхности) и крупных частиц позволяющих обеспечить хорошие дренажные свойства материала в процессе экстракции. Лепесткование осуществляется на плющильновальцевом станке.

Лепесткование предусмотрено производить на вальцевом станке FW-600

Техническая характеристика[4].

Производительность станка, т/сут…………………………………250

Количество разрушенных клеток, % ……………………………..70-72

Производительность станка при получении лепестка из прессового жмыха, т/сут…………………………………………………………………..125

Лепесток направляют редлером в экстракционный цех, по пути лепесток охлаждается от 100 до 50 оптимальная температура для экстракции. В зимний период редлер размещающий на крыше можно обеспечить теплоизоляцией.

1.6.8 Гранулирование лузги

В настоящее время известен опыт по обогащению и гранулированию подсолнечной лузги. В качестве обогащенной смеси чаще всего используют саопсточные липиды, кормовой фосфатидный концентрат, баковые отстои, отбельную глину, жировые погоны с дезодорации и т.д. Добавление таких веществ повышает питательную ценность лузги благодаря обогащению глицеридами, фосфатидами, токофероллами, стеринами, а последующее гранулирование облегчает его транспортировку и хранение, предотвращает взрывоопасные ситуации при этих операциях, обеспечивает более эффективное использование транспорта и складских помещений, снижает его потери благодаря отсутствию пыли. Кроме того в липидных отходах рафинационного цеха содержатся биологически ценные вещества каротиноиды, токофероллы в жировых погонах, причём при использовании отбельной глины до 40% масла, животные получают калорийную пищу, провитамин А, как каротиноиды. На освободившуюся от липидов отбельную глину сорбируются токсичные вещества из желудочного тракта, таким образом, выздоравливание животных.

Кормовая ценность гранулированной лузги составляет 0,4 кормовых единиц, что означает, что 4 кг гранулированной лузги заменяют 1 кг кормового зерна.

Грануляция позволяет увеличить сроки хранения смеси за счёт уменьшения удельной поверхности, увеличивает плотность материала в два раза (c 0,2 до 0,4т/м3), что позволяет уменьшить затраты на производство.

Гранулированный корм удобен для кормления животных, и не приводит к ухудшению санитарных условий на складе, а также и на ферме.

Получение лузги включает следующие операции:

- измельчение лузги с целью получения стойких гранул. Эта операция предусмотрена в подготовительном цехе. В прессовом цехе предусмотрено установка оборудования связанная с влаготепловой обработкой, при их работе выделяется влага.

- пропаривание происходит в шнеке инактиваторе, затем в трехчанной жаровне, это позволяет одновременно распределить липиды по широко развитой внешней и внутренней поверхности лузги. Кроме того высокая температура приводит к увеличению пластичности материала, что в свою очередь позволяет получить более стойкие гранулы.

Гранулирование включает следующие операции смешивание,пропаривание, влаготепловая обработка, грануляция, охлаждение и хранение.

1.7 Описание технологической схемы

Мятка из подготовительного цеха шнеком 1 и норией 3 направляют на двух ступенчатую влаготепловую обработку, состоящую из шнека инактиватора 4 и жаровни 5. Мезга самотеком поступает в пресс 6.

Масло шнеком 21 и пятачковой норией 22 направляют в виброклассификатор 9, масло из виброклассификатора поступает в бак для мутного масла 10 откуда насосом 11 его направляют в напорный бак 12, далее самотеком в фильтр 13, качество фильтрации масла определяется с помощью фонаря 14, недофильтрованое масло возвращают в бак для нефильтрованного масла 10, фильтрованное масло поступает в бак фильтрованного масла 15 откуда его насосом 16 направляют на охлаждение в теплообменник 17 и взвешивание 18, далее в бак 19 и насосом 20 форпрессовое масло отправляют на рафинацию. Отстой по массе из виброклассификатора 9 и фильтра 13 поступает в шнек 2 и далее на шнек-инактиватор то есть возвращают в производство.

Жмых из пресса 6 шнеком 21 и норией 22 направляют на дробление в молотковую дробилку 23, откуда дробленка самотеком поступает на колибровщик 24, далее шнеком 28 и норией 29 вторичную мятку направляют на шестичанной жаровни 30, мезга поступает в наклоный шнек 31, который направляет дробленку из плющильно вальцевого станка 34, откуда лепесток Z- образным редлером 35 отправляют лепесток на экстракцию.

Воздух с масличной пылью от дробилки 23 и колибровщика 24 вентилятором 25 направляются на очистку в циклон 26,откуда масличная пыль поступает в шнек 28. Воздух с масличной пылью от плющильно вальцевого станка 34 вентилятором 32, направляются на очистку в циклон 33 возвращают в плющильно вальцевый станок.

Норией 37 измельченная лузга подается в бак 39, насосом из рафинационного цеха соапсточные липиды направляют в обогреваемый бак 38. Лузга со смесью липидов самотеком поступает в шнек инактиватор 40, откуда самотеком-в трехчанную жаровню 41, так же самотеком в гранулятор 42. Гранулированную лузгу подземным шнеком 43 направляют в бункер для гранулированной лузги 44 и далее через шлюзовый затвор 45 пневмопроводом пневмотранспорта46 подают на склад.

1.8 Технохимический контроль производства растительных масел

Технологический контроль производства растительных масел основан на получении данных о среднем качестве сырья, вспомогательных материалов, готовой продукции и отходов за различные периоды работы завода на основании единых анализов отбираемых проб. Схема технохимического контроля представлена в таблице 1.18.

Так, на основании сведений о среднем количестве работы смены, а аналогичные данные за месячный период предприятия составляют сырьевой и масличный баланс, по которым оценивается экономическая эффективность работы предприятия.

В производстве растительных масел контроль производства складывается из оперативного контроля технологических процессов и общезаводского контроля, который охватывает контроль качества готовой продукции, принимаевого сырья и мат...