Технология производства растительных масел - Копейковский В.М., Данильчук С.И.

Author: Копейковский В.М. Данильчук С.И.
Tags: производство пищевых жиров и масел пищевые жиры и масла, маргарин химическая технология химические производства пищевая промышленность приготовление пищи пищевые продукты издательство легкая и пищевая индустрия
Year: 1982
Similar
Научно-технические основы жиров и жирозаменителей
Технология пищевых производств
Маслоэкстракционное производство
Технология пищевых производств
Text
                    
ЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЕЛ
Под редакцией проф. В. М. Копейковского
и доц. С. И. Данильчук
Допущено Министерством высшего и среднего специального
образования СССР в качестве учебника для студентов высших
учебных заведений, обучающихся по специальности «Технология
жиров»

Москва 
«Легкая и пищевая
промышленность»
1982
Сканирование
К. Марков, НТЧ "ХПИ"
2005
ББК 35.78'2
Т38
УДК 664.3.002(075.8)
В. М. Копейковский
С. И. Данильчук
Г. И. Гарбузова
Л. А. Мхитарьянц
А. К. Мосян
Е. А. Аришева
В. К. Костенко
Н. В. Трубицын
Т38 Технология производства растительных масел/[В. М. Ко-"
пейковский, С. И. Данильчук, Г. И. Гарбузова и др.]; под
ред. В. М. Копейковского. — М.: Легкая и пищевая промыш-
ленность, 1982. — 416 с.
В пер.: 1 р. 30 к.
В книге изложены научные и технологические основы процессов производства
растительных масел.
Книга состоит из пяти частей. Первая'часть посвящена описанию процессов под-
готовки масличного сырья к хранению и самого хранения. Во второй и третьей ча-
стях описывается технология подготовки масличных семян к переработке и получе-
ния масел методом прессования.
В четвертой части излагаются теоретические основы и описываются технологи-
ческие процессы извлечения растительных масел методом экстракции. Заключитель-
ная. пятая часть посвящена вопросам первичной очистки масел с получением фосфор-
содержащих продуктов кормового и пищевого назначения.
Предназначена в качестве учебника для вузов пищевой промышленности.
2905000000—086
Т -----——--------86—82
044(01)—82
ББК 35.782
6П7.57
Рецензенты: кафедра технологии пищевых производств Всесоюзного заочного ин-
ститута пищевой промышленности (канд. техн, наук Р. И. Джафарова), инж.
Ю. А. Гулезов (Росжирмаслопром Миипищепрома РСФСР) и инж. Ф. И. Маз-
няк (Госплан СССР).
© Издательство «Легкая
и пищевая промышленность», 1982 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Производство растительных масел — одна из ведущих отраслей
пищевой промышленности СССР. Основным ее сырьем являются
семена масличных культур, основной продукцией — пищевые и тех-
нические масла. Масло-жировая промышленность поставляет сель-
скому хозяйству ценные белковые корма — жмыхи и шроты.
Масличные семена и продукты их переработки кроме масла и
белка содержат богатый комплекс биологически активных веществ,
таких как витамины и провитамины, фосфатиды и пр.
Правильная организация и рациональная технология перера-
ботки масличного сырья позволит обеспечить наряду с наиболь-
шим выходом масла и жмыхов или шротов наименьшие потери
биологически активных, полезных их компонентов. Это может быть
осуществлено лишь при наличии у руководителей производства глу-
бокого знания физиолого-биохимических особенностей семян, техно-
логии их переработки, влияния различных технологических факто-
ров на компоненты семян и продукты их переработки, умения
управлять технологическим процессом.
Дисциплина «Технология производства растительных масел»
является основным специальным курсом, определяющим подготов-
ку студента как будущего инженера-технолога масло-жировой про-
мышленности.
В настоящем учебнике изложены научные и технологические ос-
новы процессов производства растительных масел. При написании
учебника были обобщены опыт и новейшие достижения передовых
предприятий отрасли, а также результаты научно-исследователь-
ских работ, проведенных во Всесоюзном научно-исследовательском
институте жиров и на кафедре технологии жиров Краснодарского
ордена Трудового Красного Знамени политехнического института.
Широко освещены зарубежные данные в области техники и техно-
логии производства растительных масел.
В основу учебника положена действующая программа курса
«Технология производства растительных масел» для высших учеб-
ных заведений по специальности 1006 —«Технология жиров», спе-
циализация «Технология добывания растительных жиров», утверж-
денная Учебно-методическим управлением по высшему образова-
1|Нию Министерства высшего и среднего специального образования
СССР (автор-программы проф. В. М. Копейковский).
Авторский коллектив представлен профессором Краснодарско-
го политехнического института В. М. Копейковским (руководитель
коллектива) и доцентами того же института С. И. Данильчук,
Г. И. Гарбузовой, Л. А. Мхитарьянц , А. К. Мосян, Е. А. Арише.
вой, В. К- Костенко и Н. В. Трубицыным.
Участие авторов в написании учебника следующее: предисловие
и введение—В. М. Копейковский; глава I—Н. В. Трубицын и
С. И. Данильчук; глава 2 — В. М. Копейковский; глава 3, § 1—6,
8— В. К- Костенко, § 7 — С. И. Данильчук; глава 4, § 1, 2 и 4 —
Л. А. Мхитарьянц, § 3, 5 и 6 — Л. А. Мхитарьянц и А. К. Мосян;
глава 5, § 1, 2 — С. И. Данильчук, § 3 — С. И. Данильчук и
Л. А. Мхитарьянц; глава 6 — С. И. Данильчук; глава 7 — Г. И. Гар-
бузова; глава 8 — А. К. Мосян; глава 9, § 1—3 и § 5—7 — В. М. Ко-
пейковский и Г. И. Гарбузова, § 4 — Л. А. Мхитарьянц; глава 10 —
А. К- Мосян; глава 11 — Л. А. Мхитарьянц; глава 12, § 1 и 6 —
В. М. Копейковский, § 2—5 — Г. И. Гарбузова; глава 13 — В. М. Ко-
пейковский; главы 14 и 15 — Е. А. Аришева.
Авторский коллектив выражает признательность рецензентам —
доценту Всесоюзного заочного института пищевой промышленно-
сти, капд. техн, наук Р. И. Джафаровой и работникам масло-жн-
ровой промышленности инженерам Ю. А. Гулезову и Ф. И. Маз-
няку — за весьма обстоятельное рассмотрение рукописи.
Одновременно авторы приносят глубокую благодарность началь-
нику Управления масло-жировой промышленности и моющих
средств Минпищепрома СССР канд. техн, наук Б. Н.Чубинидзе и
главному инженеру Управления канд. техн. наук. Р. И. Спинову,
а также работникам ВНИИЖа: проф. А. Г. Сергееву, канд. техн,
наук Г. В. Зарембо и канд. техн, паук В. В. Ключкину за предо-
ставление ряда технических материалов, значительно облегчивших
работу над рукописью.
Все пожелания и замечания по учебнику авторы просят направ-
лять в издательство по адресу: 113035, Москва, М-35, 1-й Кадашев-
ский пер., д. 12.
ВВЕДЕНИЕ
§ 1. ЦЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
Специальный курс технологии производства растительных ма-
сел имеет цель дать студентам научно обоснованное описание ос-
новных технологических процессов переработки масличных семян,
начиная от их послеуборочной обработки и хранения и кончая по-
лучением из них готовых продуктов — высококачественных пище-
вых н технических растительных масел, а также жмыхов и шротов
кормового и пищевого назначения. Изложение курса в соответствии
с программой делится на пять частей, состоящих из пятнадцати
глав, в которых содержание курса раскрывается в технологической
последовательности и взаимосвязи отдельных операций, состав-
ляющих в целом технологию производства растительных ма-
сел.
В первой части излагаются вопросы подготовки масличных се-
мян к хранению и производственной переработке путем очистки от
примесей, сушки и собственно хранения. Вторая часть посвящена
описанию технологических операций, непосредственно подготавли-
вающих семепа к извлечению из них масла: процессов освобожде-
ния ядра семян от оболочки и сепарирования рушанки, а также из-
мельчения масличных семян и ядра. В третьей части описана тех-
нология получения масел методом прессования с предшествующей
ему и неразрывно связанной с ним операцией жарения (влаго-теп-
ловой обработки) измельченного ядра масличных семян. В четвер-
той части, основной по объему и значимости, даются теоретические
основы и описываются технологические процессы получения расти-
тельных масел методом экстракции с вспомогательными операция-
ми. Последняя, пятая часть учебника посвящается вопросам пер-
вичной очистки масел с получением пищевых и кормовых фосфа-
тидов.
Курс технологии производства растительных масел изучается
^студентами специальности 1006 «Технология жиров» (специализа-
ция «Технология добывания растительных жиров»). Базой для
изучения данного специального курса являются предшествующие
ему общеобразовательные, общеинженерпые и профилирующие
(химия и товароведение масличного сырья, химия жиров) дис-
циплины, а также общеинженерная и технологическая прак-
тика.
5
§ 2. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ
МАСЛОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Культивирование масличных растений и получение из них рас-
тительных масел восходит к древнейшему периоду развития чело-
веческого общества. По определению Энгельса, это был «период
введения скотоводства и земледелия, период овладения методами
увеличения производства продуктов природы с помощью человече-
ской деятельности» *.
Присваивающий характер хозяйства раннего периода привел
человечество к тому, что потребление готовых материальных благ:
собирание растений, окота — стало опережать их естественное вос-
производство и пищевая база человека начала истощаться. Возник-
шее противоречие было разрешено переходом к хозяйству преиму-
щественно производящему, что явилось огромным экономическим
переворотом, определившим активный характер борьбы человека с
природой.
При раскопках египетских могил и пирамид были найдены гли-
няные сосуды с остатками жировых веществ, в частности пальмо-
вого масла и пальмитиновой кислоты как продукта его расщепле-
ния * 2. Древние египтяне в долине Нила около 2 тыс. лет до н. э., по
свидетельству историков, разводили лен для выработки из него
волокна и получения масла. Первые достоверные письменные све-
дения о получении масла из семян льна, кунжута, клещевины в
Египте путем прессования были обнаружены в египетских папи-
русах, относящихся к 259 году до и. э. О получении растительных
масел методом прессования в Греции имеются упоминания у Ге-
родота (V в. до н. э.).
Россия с давних времен занимала первое место в Европе по про-
изводству растительного масличного сырья, причем наиболее ста-
рыми были прядильно-масличные культуры — лен и конопля (для
европейской части) и хлопчатник (для районов Средней Азии).
Уже в XIV в. на Руси было широко распространено льноводство с
целью получения волокна и пищевого масла.
В XVI—XVII вв., когда были установлены торговые отношения
России с Западной Европой, наряду с другими товарами стали вы-
возить льняное семя и масло.
В 1715 г. Петром I был издан указ, в котором говорилось о том,
чтобы «семени льняного и конопляного к морским пристаням для
продажи отнюдь не.возили, а если есть у кого с излишеством, что-
бы избивали и к морским пристаням привозили и продавали мас-
лом, а не семенами». Одновременно издается указ «О размноже-
нии во всех губерниях льняного и пенькового промысла».
Запрет вывоза семян имел большое значение, так как он на-
правлял страну на путь расширения переработки масличного сырья
'Энгельс Ф. Происхождение семьи, частной собственности и государст-
ва,—М., 1978, с. 27.
2 Любавин Н. Н. Техническая химия. Т. VI. Органические’вещества.
Ч. 2. М., 1914, с. 633.
и развития маслобойного дела. Культура льна прочно вошла в хо-
зяйство Руси, и в первой половине XVIII столетия посевы маслич-
ного льна стали развиваться на юге страны, в Молдавии и Сред-
ней России. Однако позже запрет на вывоз льняного и конопля-
ного семени неоднократно отменялся, а в 1764 г., при Екатерине II,
специальным указом было разрешено отпускать беспрепятственно
за границу льняное семя «как на посев, так и на битье масла». Это
повлекло за собой значительный упадок маслобойного дела вслед-
ствие возросшего экспорта семян и снизило выработку масла в
стране.
Наряду со льном древнейшей технической культурой в России
была конопля, которая почти повсеместно высевалась крестьянами
для удовлетворения своих личных нужд. В XVIII в. предметом ку-
старного промысла становится добывание масла из семян конопли,
.а в первой половине XIX в. конопля становится культурой промыш-
ленного значения для получения как волокна, так и масла.
В конце XVIII в. в России как масличная культура появилась и 1
стала быстро развиваться горчнца. Однако сравнительно ограни- ’ *.]
ченные объемы выработки горчичного масла не могли удовлетво-
рить потребности в высококачественных пищевых маслах. Одной
из основных масличных культур в стране стал подсолнечник.
Подсолнечник был завезен в Европу из Южной Америки и Мек-
сики. В начале XVI в. он был освоен в Испании, затем распростра-
нился на.Восток. В России подсолнечник появился в XVIII в. и дол-
гое время культивировался как декоративное растение.
Начало разведения подсолнечника для получения из его семян
> масла относится к 1829 г. и связано с именем Даниила Бокарева •—
крепостного крестьянина слободы Алексеевки Бирюченского уезда
Воронежской губернии. Именно здесь начались первые посевы под-
солнечника для маслобойного производства.
Посвящая один из своих первых больших трудов вопросам раз-
вития капитализма в России, В. И. Ленин пишет по этому поводу:
”В Воронежской губ. в пореформенную эпоху получили особое рас-
пространение торговые посевы подсолнечника, перерабатываемого
на местных маслобойнях в масло. В 70-х годах считали в России
около 80 тыс. дес. под подсолнечником («Ист.-стат. обзор», I),
в 80-х — около 136 тыс. дес., принадлежавших на 2/3 крестьянам.
«С тех пор, однако, судя по некоторым данным, посевная площадь
этого растения значительно увеличилась — местами на 100 и даже
более процентов» («Произв. силы», I, 37). «В одной слободе Алек-
сеевке» (Бирюченского уезда Воронежской губ.), — читаем в
«Ист.-стат. обзоре», ч. II, — «насчитывается более 40 маслобоек,
да и сама Алексеевка разбогатела только благодаря подсолнуху и
превратилась из жалкой деревушки в богатое село...»,,1.
В цитированном выше труде В. И. Ленин неоднократно обраща-
ется к примерам, связанным с развитием посевов масличных куль-
1 Ленин В. И.
296.
Развитие капитализма в России. — Поли. собр. соч., т. 3,
7
тур и производством растительных масел. В. И. Ленин дает глу-
бокий анализ как развития маслобойного производства в целом,
так и в особенности развития мелкого крестьянского производства
и постепенного вытеснения его крупным капиталом.
' «Выделка масла из льна, конопли, подсолнечника и пр., — го-
ворит В. И. Ленин, — тоже представляет из себя нередко сельско-
хозяйственное техническое производство. О развитии маслобойного
производства в пореформенную эпоху можно судить по тому, что щЖ
1864 г. сумма маслобойного производства определялась аЯ
1619 тыс. руб., в 1879 г. — в 6486 тыс. руб., а в 1890 г. — аИ
12 232 тыс. руб. И в этом производстве наблюдается двоякий про-™
цесс развития: с одной стороны, в деревнях возникают мелкие кре-
стьянские маслобойки (иногда и помещичьи), производящие про-
дукт на продажу. С другой стороны, развиваются крупные паровые
заводы, концентрирующие производство и вытесняющие мелкие за-
ведения»1.
Производство растительных масел в дореволюционной России
было крайне раздробленным, Полукустарным и базировалось на
отечественном сырье. Ввоз сырья из-за границы был незначитель-
ным, причем предметами импорта были копра, клещевина и кун-
жут — сырье, которого Россия не имела. Вследствие плохих транс-
портных связей маслодобывающая промышленность России была
разбросана в районах произрастания сырья, что в значительной
мере отличало ее от промышленности Западной Европы, работав- .
шей в основном на привозном сырье и имевшей заводы большой
мощности в портовых городах.
Россия, производившая большое количество сельскохозяйствен-
ного сырья и имевшая низкий уровень развития промышленности,
в значительном количестве экспортировала масличные семена.
Размер этого экспорта достиг максимума в 1896 г. (689 тыс. т),
а затем стал снижаться вследствие начавшегося с этого времени
строительства крупных маслозаводов. Однако вплоть до начала
первой мировой войны размер экспорта составлял в среднем 220—
230 т в год.
Накануне Великой Октябрьской социалистической революции
маслодобывающая промышленность характеризовалась следую-
щими типами предприятий:
портовые заводы — в Одессе, Петрограде, Либаве, Ревеле. В этих
промышленных центрах масло находило хороший сбыт, а жмыхи
по водным путям в значительных количествах экспортировались
за границу. Удельный вес этих заводов составлял 15—20% мощ-
ности всех маслозаводов страны;
потребительские заводы — в Москве, Ростове-на-Дону, Ниж-
нем Новгороде. Они снабжались семенами ближайших сырьевых
районов или работали на импортном сырье и обеспечивали снаб-
жение крупных индустриальных центров растительными маслами.
1 Ленин В. И. Развитие капитализма в России. — Поли. собр. соч., т. 3,
с. 295.
8
Удельный вес их в общем объеме маслодобывающей промышлен-
ности составлял всего 7—8%;
сырьевые заводы — в сырьевых районах, составлявшие основ-
ную массу маслодобывающих предприятий (70—75%).
После революции были национализированы прежде'всего круп-
ные предприятия, а большое количество мелких маслозаводов бы-
ло передано, особенно в период нэпа, кооперации и частным лицам.
К моменту национализации по РСФСР насчитывалось около 12 800
маслозаводов, в подавляющем большинстве мелких, полукус-
тарных.
В 1918—1919 гг. было национализировано 179 заводов, а к кон-,
цу гражданской войны всего по стране было национализировано
377 наиболее крупных заводов, которые вырабатывали свыше 50%
всего масла.
Уже в первой пятилетке основное внимание было обращено на
укрупнение и реконструкцию действующих заводов и ликвидацию
большого числа мелких, кустарных предприятий, работавших с ог-
ромными потерями масла. В то же время было начато строитель-
ство ряда крупных маслоэкстракционпых заводов. В 1928 г. всту-
пил в строй первый в стране маслоэкстракционный завод (МЭЗ) по
переработке семян подсолнечника в г. Кропоткине (Краснодарский
край).
С 1930 по 1941 г. в крупных масштабах велась реконструкция
и расширение действующих маслозаводов, а также большое строи-
тельство новых предприятий. За этот период в разных районах
СССР было построено 31 предприятие мощностью 3,7 тыс. т в сут-
ки перерабатываемого сырья. Вступили в строй действующих экс-
тракционные заводы в Уссурийске (1935 г.), Краснодаре (1936 г.),
Каттакургане (1936 г.), причем на Каттакурганском МЭЗе впер-
вые в мире была осуществлена промышленная переработка хлоп-
ковых семян методом экстракции.
В 1941 г. общее число маслозаводов системы Наркомпищепро-
ма СССР достигло 155 с общей мощностью переработки 11,9 тыс. т
сырья в сутки, тогда как в 1930 г. перерабатывалось всего 3,8 тыс.
т/сутки.
В соответствии с увеличением числа и мощности заводов в
стране за годы первых трех пятилеток при одновременном значи-
тельном расширении сырьевой базы происходил и рост производ-
ства растительных масел. Так, в 1932 г. в СССР было выработано
490 тыс. т растительных масел, в 1937 г. — 539 тыс. т, а в 1940 г.
его производство достигло 804 тыс. т.
Великая Отечественная война нанесла огромный ущерб народ-
ному хозяйству страны, в том числе и масло-жировой промышлен-
ности. Большая часть посевов подсолнечника и десятки крупных
маслозаводов и жировых комбинатов оказались на оккупированной
территории. Почти все заводы Украины, Краснодарского края, Рос-
товской, Воронежской областей были полностью или частично раз-
рушены. В 1945 г. было выработано всего 292 тыс. т растительного
масла.
9
В годы четвертой пятилетки (1946—1950 гг.) интенсивно осу-
ществлялся первый этап технического перевооружения маслодобы-
вающей промышленности — перевод ее на непрерывно действую-
щие шнековые прессы и второй этап — внедрение экстракционного
метода производства растительных масел в его непрерывной мо-
дификации, Все восстанавливаемые и строящиеся маслозаводы
оборудовались только непрерывно действующими шнекпрессами и
экстракционными установками. К 1950 г. выработка растительно-
го масла была доведена до 819 тыс. т. Переработка масличного
сырья на экстракционных заводах, оборудованных новой техникой,
увеличилась с 10,0% в 1940 г. до 17,5% в 1950 г. и на заводах,
оборудованных шнековыми прессами, с 7,3 до 49,4% соответст-
венно.
За пятую пятилетку (1951—1955 гг.) объем переработки мас-
личного сырья методом экстракции увеличился с 17,5 до 29,5%,
а выработка растительных масел в 1955 г. достигла 1168 тыс. т. '
В шестой пятилетке (1956—1960 гг.) производство раститель-
ного масла увеличилось до 1586 тыс. т в 1960 г. Объем, переработки
масличного сырья методом экстракции за это время достиг 46,3%.
В течение семилетки 1959—1965 гг. масло-жировая промышлен-
ность развивалась высокими темпами. Выработка растительного
масла в 1965 г. составила 2740 тыс. т — за 7 лет увеличилась на
70%. Мощность маслоэкстракциониых заводов за этот же срок
возросла в 2,5 раза, а объем переработки масличного сырья мето-
дом экстракции превысил 74%.
В восьмой пятилетке (1966—1970 гг.) среднегодовое производ-
ство растительных масел составило 2944 тыс. т, а удельный вес
экстракционного метода производства вырос до 84,0% благодаря
вводу в эксплуатацию ряда крупных масложиркомбинатов и от-
дельных заводов.
В годы девятой пятилетки (1971—1975 гг.) масло-жировая про-
мышленность работала в сложных условиях по обеспеченности
масличным сырьем. В отдельные высокоурожайные годы (1973 г.)
валовой сбор семян масличных культур превышал 8 млн. т, в ре-
зультате чего в 1974 г. выработка растительных масел достигла
3441 тыс. т, однако в другие годы, особенно в 1975 г., из-за плохих
погодных условий производство и заготовка масличных семян ока-
зались ниже плановых. В целом среднегодовое производство масел
в девятой пятилетке увеличилось и составило 3036 тыс. т при одно-
временном повышении удельного веса метода экстракции до 85,5%
в 1975 г.
В годы десятой пятилетки (1976—1980 гг.), несмотря на дости-
жение в 1978 г. наибольшего сбора зерна, не были преодолены за-
труднения в заготовках семян масличных культур, в связи с чем
июльский (1978 г.) Пленум ЦК КПСС наметил ряд мероприятий
по увеличению производства сельскохозяйственной продукции,
в том числе и семян подсолнечника.
Увеличение производства растительных масел в послевоенный
период более чем в 4 раза в значительной мере стало1 возможным
11
10
благодаря выдающимся работам советских ученых-селекционеров,
в первую очередь дважды Героя Социалистического Труда, лау-
реата Ленинской и Государственной премий академика В. С. Пус-
товойта, академика ВАСХНИЛ Героя Социалистического Труда
Л. А. Жданова и других, В результате этих работ средняя маслич-
ность семян подсолнечника по стране с 28,5% в 1940 г. повысилась
почти до 47,0% в 1975 г., а в ряде краев и.областей достигла 50%.
При одновременном росте урожайности подсолнечника за тот же
период почти в 2 раза в 1975 г. в среднем по стране был достигнут
сбор масла с 1 га посевов в количестве 625 кг по сравнению с
211 кг в 1940 г.
Как видно из предыдущего, партия и правительство постоянно
проявляют большое внимание к вопросам расширения производст-
ва масличных культур и растительных масел в стране, к развитию
масло-жировой промышленности.
Утвержденные XXVI съездом КПСС «Основные направления
экономического и социального развития СССР па 1981—1985 годы
и на период до 1990 года», касаясь вопросов развития пищевой
промышленности, в качестве одной из конкретных задач масло-
жировой промышленности определяют: «Осуществить широкое
применение методов прямой экстракции в производстве раститель-
ного масла...» *. Постановка этой задачи показывает, какое боль-
шое значение придается вопросам улучшения использования тако-
го важнейшего вида сельскохозяйственного сырья, как масличные
семена, так как переработка их с применением методов прямой
экстракции позволит не только получить высококачественное мас-
ло, но и в наибольшей степени сохранить питательные свойства
второго основного компонента семян — растительного белка как
продукта кормового и пищевого назначения. Особое значение это
имеет при переработке семян таких высокобелковых культур, как
соя и подсолнечник.
В вопросах роста сельскохозяйственного производства в Основ-
ных направлениях большое значение придается увеличению произ-
водства семян подсолнечника как основной ^в СССР масличной
культуры. Среднегодовое производство подсолнечника в одиннад-
цатой пятилетке намечено увеличить на 28 % по сравнению с 1976—
1980 гг. Выполнение этих заданий позволит обеспечить маслодобы-
вающую промышленность отечественным масличным сырьем и во
многом будет способствовать выполнению плана производства рас-
тительных масел в одиннадцатой пятилетке и на период до 1990
года.
§ 3. РАЗВИТИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЕЛ
В глубокой древности для извлечения масла из масличного
сырья применяли камйи и чаши. Расширение материальных и куль-
турных потребностей человека и его хозяйственной деятельности
1 Материалы XXVI съезда КПСС. — М., 1981, с. 169.
11
предъявляло новые, более высокие требования к первобытной тех-
нике. Стремление к большему использованию продуктов природы
растительного происхождения путем размножения растений приве-
ло к необходимости их дальнейшей переработки, что и вызвало к
жизни специальные отрасли производства.
В результате роста выработки растительных масел для пита-
ния, освещения, смазки, защитных покрытий и т. п. зародилось и
маслодобывающее производство, имевшее довольно большой
удельный вес в экономике уже рабовладельческого общества. Тех-
ника получения растительных масел, вначале примитивная, посте-
пенно развивалась и совершенствовалась.
Римский государственный деятель и писатель Катон (III—II в.
до н. э.) в трактате о земледелии, говоря о сельскохозяйственном
инвентаре, упоминает об оливковом прессе и оливковом бегуне —
«трансте», служившем для измельчения мякоти оливок и найден-
ном при раскопках близ Помпеи. Из измельченного на трансте мас-
лосодержащего материала отжималось масло на рычажном прессе,
в котором заключенный в мешок материал подвергался сжатию
между вертикальной станиной и шарнирно закрепленной плитой.
Давление на плиту создавалось с помощью рычага, на конце «ко-
торого подвешивался груз.
К аналогичным рычажным прессам относится и пресс с винто-
вым приводом рычага, применявшийся на Руси в кустарных кресть-
янских маслобойках1.
Около 1600 г. в Европе появились клиновые прессы, которыми
как более прочными* стали заменять рычажные и винтовые. Описа-
ние, чертежи и расчеты клиновых прессов приводит в одном из
своих трудов Д. И. Менделеев2. Рабочим органом этого пресса яв-
ляются две пары вертикально расположенных чугунных плит, по-
мещенных в дубовое корыто прямоугольного сечения в его проти-
воположных сторонах. Наружные плиты неподвижно закреплены
на стенках корпуса пресса, а внутренние могут перемещаться по
горизонтали. Маслосодержащий материал в мешках помещается
между чугунными плитами и подвергается сжатию путем исполь-
зования действия прямого и обратного клиньев. Забивая прямой
и подтягивая обратный клин, создают давление, которое переда-
ется подвижным чугунным плитам и материалу.
Выделяющееся при сжатии материала масло вытекает через
отверстия в плитах и через дырчатые днища. После прекращения
выделения масла пресс разгружают, для чего вытягивают прямой
клин и выбивают обратный.
Повсеместно употреблявшийся в XVI—XIX вв. и в первой поло-
вине XX в. термин «маслобойное» производство связан, по-види-
мому, именно с этим способом получения растительных масел. Кли-
1 Никифоренко К. Т. Растительные масла. — Л; М. — Снабтехиздат,
1932, с. 95.
2 Техническая энциклопедия (под ред. Д. Менделеева). Вып. 6 «Маслобойное
производство». — Изд. Товарищества «Общественная польза», СПБ, 1867,
с. 90—107.
12
новые прессы применялись в Западной Европе и в России с момен-
та их появления и даже в начале XX в.
Большим усовершенствованием в технике получения раститель-
ных масел, значительно увеличившим его количественный выход,
явилось изобретение и применение вальцовых станков (1750 г.) и
гидравлического пресса, который был изобретен в Англии в 1795 г.
и имел ручной гидравлический привод.
Для добывания растительных масел из масличных семян гид-
равлический пресс был использован впервые в 1818 г. с подготов-
кой материала к прессованию на огневых жаровнях, а с 1830 г.-
па паровых жаровнях.
Значительным шагом вперед явилось изобретение в это время
(1819 г.) гидравлического насоса, который позволял подавать
напорную жидкость в различных количествах и с различным дав-
лением, а затем гидравлического грузового аккумулятора (1843 г.)
для сглаживания толчков напорной жидкости.
Вспомогательное оборудование маслобойного производства:
вальцы, гидронасосы, аккумуляторы, жаровни и пр. — в последую-
щее столетие не претерпели в общих чертах особых изменений.
Отжимные же прессы были значительно модернизированы, и от-
дельные их типы специально' приспосабливались к переработке тех
или иных масличных культур.
К 1832 г. появились закрытые зеерные прессы, получившие рас-
пространение с 1880 г., после изобретения приспособления для за-
грузки и выгрузки зеерных коробок.
Значительным усовершенствованием закрытых прессов явилось
изобретение компаунд-прессов с вращающимися зеерными короб-,
ками, в которых один зеер был рабочим, а другой «наполнитель-
ным», подвергавшимся загрузке во время отжима масла в первом.
Компаунд-прессы получили повсеместное распространение, экс-
плуатировались в России и в СССР вплоть до сороковых годов
XX в.
Одновременно с зеерными прессами с 1880 г. в Америке стали
применяться этажные прессы в виде открытых и полузакрытых
(дренажных) конструкций. Эти прессы, импортируемые в Европу
с конца XIX в. фирмой «Роз-Даунс и Томпсон» в Англии, получили
широкое распространение и долгое время являлись основными в
прессовом парке маслозаводов России и СССР.
В России в это время стал пользоваться известностью пресс
Зябицкого1, изготовлявшийся Путиловским заводом.
Все виды гидравлических прессов страдали многочисленными
недостатками, основным из которых являлась периодичность их
Действия. Кроме того/ они требовали большого расхода дорого-
стоящего прессового сукна, создавали антисанитарные условия ра-
боты, давали большие потери масла со жмыхом, требовали устрой-
ства сложной гидравлической напорной системы. Все это побудило
1 Зябицкий И. Гидравлический маслобойный пресс. — Вестник жировых
веществ, 1905, № 7.
13
начать поиски для разработки автоматических непрерывно дейст-
вующих прессов.
Среди ряда конструкций таких прессов наиболее ранней явля-
ется пресс Бессемера, описанный Д. И. Менделеевым в «Техниче-
ской энциклопедии».
Автоматические непрерывно действующие прессы со шнековым
рабочим механизмом впервые были разработаны в начале теку-
щего столетия Андерсоном. В этих прессах подготовленный мас-
личный материал при помощи шнекового вала вдавливается в ци-
линдрическое зеерное пространство с переменным, уменьшающим-
ся к выходу сечением и подвергается сжатию по мере
перемещения благодаря уменьшению его объема.
Первые шнековые прессы значительно отличались от современ-
ных конструкций, однако принцип их действия и основные узлы
остались неизменными.
В Европе широкую известность приобрели шнековые прессы,
.выпускавшиеся в Германии. В настоящее время различные новые
типы шнековых прессов выпускает фирма SKET (ГДР).
Машиностроительная промышленность СССР освоила выпуск
шнековых прессов в конце 30-х годов и продолжала разработку их
новых типов и выпуск в послевоенный период времени.
Несмотря на большие успехи в технике и технологии производ-
ства растительных масел с применением весьма совершенных.и вы-
сокопроизводительных шнековых прессов непрерывного действия,
принципиальный недостаток процесса получения масла путем ме-
ханического отжима — высокая остаточная масличность жмыхов и
большие потери масла с ними — не мог быть устранен. Это с дав-
них пор вызывало стремление к изысканию новых, более совер-
шенных методов извлечения масла. В конечном итоге был открыт
способ извлечения масла из масличного сырья с помощью лег-
колетучих органических растворителей, т. е. экстракционный
способ.
В отличие дт всех других способов экстракционный способ до
настоящего времени является единственным, позволяющим извле-
кать масло в промышленных масштабах до остаточного содержа-
ния его в экстрагируемом материале 0,5—1,5%.
По свидетельству Н. Мельникова, «начало* маслоэкстракцион-
ного производства принадлежит к тому времени, когда начали про-
изводить дешевый сернистый углерод»1. Сероуглерод был открыт в
1796 г., но только в середине XIX столетия он стал доступным для
различных технических целей.
Экстракционный способ получения масла был впервые приме-
нен в промышленном масштабе в 1856 г. во Франции Диесом, ко-
торый построил и опробовал установку для извлечения масла из
оливковых выжимок с применением сероуглерода в качестве рас-
творителя.
'Мельников Н. Маслоэкстракционное производство. Изд. журн. «Техни-
ческий сборник», СПБ, 1877, с. 10.
14
Одндко примитивная аппаратура первых экстракционных уста-
новок, отсутствие достаточной их герметичности и неналаженность
производственного режима затрудняли широкое их применение.
Помимо этого большие потери растворителя, несовершенство ме- _
тода отгонки его из масла и шрота, снижающие их качество, тяже- "
лые условия труда ввиду высокой токсичности сероуглерода так-
же значительно задерживали развитие экстракционного произ-
водства.
На заре развития экстракционного способа производства расти-
тельных масел им заинтересовался великий русский ученый
Д. И. Менделеев. Учитывая плохие результаты экстракции масел
сероуглеродом, он впервые предложил применить для экстракции
«легкие погоны нефти» — бензин. В издаваемой в то время под
его редакцией «Технической энциклопедии» Менделеев писал: «Для
извлечения масла из масличных семян едва ли не удобнее всякой
другой жидкости легкое нефтяное масло, ценность которого весьма
невелика. Опыты; сделанные мною в малом виде, дали отличные
। результаты» *.
Это ценнейшее предложение Менделеева постигла, однако, судь-
Г ба многих других технических новшеств и изобретений в царской
• России. Оно не встретило никакой поддержки, и первый патент на
экстракцию бензином (петролейным эфиром) был получен в Гер-
мании в 1867 г.
Позже в известном словаре Брокгауза и Ефрона по этому по-
воду было написано: «Способ извлечения масла нефтяными лету-
чими продуктами впервые был предложен Д. И. Менделеевым.
В России имеются, по-видимому, все благоприятные условия раз-
вития такого маслоэкстракционного производства, а именно: про-
I изводство огромного количества, масличных семян и изобилие неф-
тяного бензина, для которого пока не находят никакого крупного
применения» 1 2.
К числу первых экстракционных установок, в которых практи-
чески были использованы легкие погоны нефти («нефтяной спирт»,
«нефтяной эфир», «петролейный спирт»), близкие по свойствам
к современному экстракционному бензину, относится экстракцион-
! ный агрегат Фоля (1866—1867)3.
Ввиду более высокого качества масла и шрота, получаемых при
экстракции углеводородными растворителями с узкими пределами
выкипания, экстракционный способ стал довольно быстро внед-
’’ ряться в маслодобывающую промышленность. В период 1879—
1882 гг. появляется и патентуется в основном в Германии ряд но-
вых конструкций экстракционных установок, работающих по ме-
1 Техническая энциклопедия (под ред. Д. Менделеева). Вып. 6 «Маслобой-
ное производство». — Изд. Товарищества «Общественная польза», СПБ, 1867.
с. 36—37.
2 Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона, СПБ, 1896, т. XVIII",
кн. 36, с. 746.
3 Мельников Н. Маслоэкстракционное производство. Изд. журн. «Техни-
ческий’сборник», СПБ, 1877.
15
тоду настаивания, в частности установка Мерца с автоматическим
сифонным сливом, нашедшая широкое распространение в масло-
экстракционном производстве.
Дальнейшее развитие и совершенствование экстракционных
установок привело к появлению системы батарейной экстракции,
при которой ряд экстракционных аппаратов (6—8) соединялся по-
следовательно в батарею и экстракция масла велась путем после-
довательного обезжиривания материала и насыщения мисцеллы,-
Наиболее типичной из таких установок была экстракционная уста-
новка Гейля1.
В начале XX в. появляются и получают распространение в
промышленности унифицированные батарейные экстракционные
установки фирмы «Кебер», работающие в некоторых европейских
странах и до настоящего времени.
Развитие маслоэкстракционного производства в России нача-
лось вскоре после появления первых экстракционных установок в
Западной Европе, чему в значительной мере способствовали поло-
жительные отклики в русских научных и технических кругах на
новый, прогрессивный метод извлечения масел. В русской перио-
дической технической литературе еще в 60-е и 70-е годы прошлого
столетия появляется ряд статей, посвященных экстракции .масел
из различных материалов, и издается монография «Маслобойное
производство» под редакцией Д. И. Менделеева (1867 г.).
В начале 1874 г. Н. Мельников выступает с обширным докла-
дом в Русском Техническом Обществе об экстракционном способе
производства и его развитии в России. Доклад вызвал оживлен-
ную дискуссию и был полностью опубликован2.
В 1877 г. журнал «Технический сборник» издал монографию
Н. Мельникова «Маслоэкстракционное производство», где даны ос-
новы метода экстракции, его технико-экономические сравнения с
методом прессования, описаны материалы, растворители и аппа-
раты, применяемые в маслоэкстракционном производстве, а также
состояние маслоэкстракционной промышленности за рубежом и в
России.
Мельников пишет, что в России находится несколько масло-
экстракционных заводов, и перечисляет заводы в Одессе, под Кер-
чью, в Моршанске, в Могилевской н Смоленской губерниях и т. д.,
работающие с применением легкокипящих нефтяных растворителей
и выпускающие не более 2—3 т масла в сутки каждый.
Перерабатывали эти заводы семена рапса и сурепы с получе-
нием масел, используемых для смазки, лампадного масла и т. п.
в чистом виде или чаще в смеси с минеральным маслом, а также
семена льна и конопли с выработкой масел, идущих для приго-
товления олиф, масляных красок, замазок, т. е, для технических
целей.
1 Янкелевнч Б. Экстракция растительных масел. — «Вестник жировых
веществ», 1900, №5, 7, 9.
2 Записки Русского Технического Общества. 1874, т. II, вып. 3, с. 101—122.
16
Но уже Н. Мельников пишет о возможности применения экс-
тракционного метода для получения пищевых растительных масел,
хотя и констатирует, что заводов по производству пищевых расти-
тельных масел экстракционным, способом еще нет.
Дальнейшее развитие и внедрение экстракционного метода в
производство растительных масел, в том числе и решение вопро-
сов получения пищевых масел, требовало более высокого техниче-
ского уровня, крупных затрат и высокой концентрации производ-
ства. Это оказалось не под силу царской России и было успешно
завершено лишь в условиях социалистической экономики.
§ 4. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
В мировой практике производства растительных масел в на-
стоящее время существует двд принципиально различных метода
извлечения масла из растительного маслосодержащего сырья: меха-
нический отжим масла, называемый методом прессован И я.
и растворение масла в легколетучих органических растворителях,
или метод экстракции- Эти два основных метода используют-
ся в технологии производства растительных масел либо самостоя-
тельно, порознь, либо в определенном сочетании одного с другим,,
что диктуется, как правило, видом и качеством перерабатываемо^
го масличного сырья. Извлечение масел производится по различ-
ным технологическим схемам с использованием разнообразных
технологических режимов.^
'^Технологической с х е м о й называют обычно опреде-
ленное сочетание технологических операций, выполняемых в соот-
ветствующей последовательности.
Под технологическим режимом подразумевается со-
четание факторов времени, температуры и влажности, при которых
проводится данная операция, режима работы соответствующих ма-
шин и аппаратов, с помощью которых она осуществляется, а так-
же степени изменения состояния и свойств обрабатываемого ма-
териала.
При проведении отдельных технологических операций перера-
батываемый материал подвергается разнообразным внешним воз-
действиям. К числу таких воздействий можно отнести механиче-
ские, тепловые, действие влаги, растворителя и некоторых хими-
ческих реагентов.
Среди отдельных процессов, протекающих при осуществлении
той или иной технологической операции, можно условно выделить
процессы основные и побочные, причем последние часто оказыва-
ют существенное влияние на весь ход и конечный эффект операции.
Например, при отжиме масла основными процессами являются ме-
ханические и сопутствующие им гидродинамические (вытекание
масла), но они сопровождаются побочным процессом выделения
тепла вследствие преобразования механической энергии, идущей
на преодоление сил трения, в энергию тепловую. Побочное тепло-
2—857 — --------------j	17
*	•	> т * j а ।
вое воздействие усиливает протекание таких химических процес-
сов, как денатурация белковых веществ прессуемого материа-
ла, окисление масла и диффузионный процесс испарения
влаги.
В технологических схемах переработки масличных семян, про-
изводимой с отделением их оболочки от ядра, различают операции
подготовительные, основные, вспомогательные и дополнительные.
К подготовительным операциям относят очистку семян от приме-
сей, их сушку и освобождение ядра от оболочки. Основные опера-
ции включают измельчение ядра, влаго-тепловую обработку из-
мельченного продукта — мятки — и собственно извлечение масла
путем отжима или экстракции растворителем. Характерной осо-
бенностью первых двух операций является изменение структуры
материала, локализация в нем масла и уменьшение связанности
масла с нежировой частью с целью более легкого и полного из-
влечения масла при проведений завершающей основной операции.
К вспомогательным относятся такие операции маслоэкстракцион-
ного производства, как отделение растворителя от обезжиренного
остатка — шрота — и получение готового продукта — масла из его
раствора — мисцеллы. Вспомогательными операциями являются
также процессы регенерации и рекуперации растворителя, т. е. вы-
деления его из смесей с водяными парами и воздухом и возврата
в производство для повторного использования. Наконец, дополни-
тельными являются операции первичной очистки ^асла от механи-
чески увлеченных при его получении примесей и комплексной
очистки с выделением фосфорсодержащих примесей — фосфоли-
пидов.
Совокупность всех перечисленных операций: подготовительных,
основных, вспомогательных и дополнительных — составляет тех-
нологическую схему производства растительного масла.
В соответствии с наличием двух принципиально различных ме-
тодов получения растительных масел технологические схемы пере-
работки масличных семян делятся на две основные группы: схемы,
завершающиеся прессованием, и схемы, завершающиеся экстрак-
цией. В свою очередь каждая из этих двух групп схем имеет раз-
личные варианты, отличающиеся наличием или отсутствием пред-
варительного съема масла из соответствующим образом подготов-
ленного масличного сырья.
В современной практике производства растительных масел в
СССР и за рубежом используются следующие технологические
схемы:
1. Схемы, завершающиеся прессованием:
однократное прессование на шнековых прессах;
двукратное прессование на шнековых прессах с предваритель-
ным и окончательным отжимом масла;
трехкратное прессование с двумя предварительными и одной
окончательной ступенями отжима масла.
2. Схемы, завершающиеся экстракцией:
прямая экстракция без предвари'тельного отжима масла;
18
экстракция с однократным предварительным отжимом масла на
шнековых прессах;
; экстракция с двукратным предварительным отжимом масла.
Среди схем 1-й группы наибольшее распространение получила
схема двукратного прессования, а среди схем 2-й группы — схема
с однократным предварительным отжимом, получившая наимено-
вание схемы «форпрессование — экстракция».
Следует подчеркнуть, что с дальнейшим развитием и внедрени-
ем в промышленность метода экстракции все большее ь!есто будет
занимать схема прямой экстракции масла, что предусмотрено «Ос-
новными направлениями экономического и социального развития
СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года».
Часть I
ХРАНЕНИЕ, ОЧИСТКА И СУШКА МАСЛИЧНОГО
СЫРЬЯ
Глава 1. ХРАНЕНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Хранение семян масличных культур — важный этап работы
предприятий заготовительной системы и масло-жировой промыш-
ленности. По своим биологическим особенностям семена маслич-
ных культур трудно сохраняемы. Затраты на их хранение превы-
шают аналогичные расходы для зерновых культур. Неумелое хра-
нение, незнание основных причин ухудшения качества хранящихся
семян, приемов и режимов подготовки их к хранению и самого
хранения могут привести к их порче. Порча в свою очередь приво-
дит к большим потерям семян и содержащегося в них масла и мо-
жет свести на нет все достижения сельскохозяйственного производ-
ства по повышению урожайности, обесценить труд, затраченный на
выращивание и уборку урожая.
Для обеспечения ритмичной работы маслодобывающие пред-
приятия должны иметь элеваторно-складские емкости для хране-
ния значительных масс масличных семян. На маслодобывающие
предприятия семена поступают в основном от колхозов, совхозов
и хлебоприемных пунктов. Качество семян, особенно в период за-
готовки, неодинаково: они имеют различную влажность, засорен-
ность и разную' степень поражения микроорганизмами и амбарны-
ми вредителями, что очень усложняет условия их хранения,
г Правильная организация и рациональная технология хранения
'масличных семян позволяет не только сохранить их без потерь или
с минимальными потерями, но и сформировать партии семян для
наиболее эффективной переработки, обеспечить при наименьших
затратах наибольший выход масла. Это может быть осуществлено
лишь с учетом физиолого-биохимических особенностей отдельных
видов семян, накопленного опыта и научных данных.
В разработке научных основ хранения масличных семян прини-
мают участие многие научные учреждения, учебные заведения,
проектные институты и работники промышленности. Среди них —
Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров, кафедра
технологии жиров Краснодарского политехнического института,
Всесоюзный научно-исследовательский институт зерна и его Ку-
банский филиал, Гипропищепром-3, Лесковский технологический
институт пищевой промышленности и др.
20
-------------- —
§ 2. БИОХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХРАНЕНИЯ
МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
Качество семян, поступающих на маслозаводы, зависит от ряда
факторов: качества посевного материала, условий развития рас-
тения в поле, условий уборки, хранения в колхозах и на хлебопри-
емных пунктах и транспортировки их на маслозаводы.
Семенная масса состоит из семян основной культуры и семян
сорных растений, различных примесей органического и минераль-
ного происхождения, микроорганизмов, воздуха межсеменных
пространств. По названию основной масличной культуры называ-
ется вся партия семян, например семена подсолнечника, сои и т. п.
Семена основной культуры имеют различные размеры, влажность,
внешний вид, масличность и другие показатели, что объясняется
неодновременным цветением и созреванием их даже в пределах
одного растения.
9 Сорные примеси, главным образом органические, имеют более
высокую влажность по сравнению с семенами основной культуры,
поэтому легче подвергаются воздействию микроорганизмов и мо-
гут явиться причиной самосогревания и порчи семян. Микроорга-
низмы, и особенно плесневые грибы, в определенных условиях иг-
рают существенную роль при хранении семян.
Наличие воздуха в межсеменных пространствах способствует
сохранению жизнеспособности семян, позволяет применять такие
технологические приемы обработки их при хранении, как активное
вентилирование, фумигация (газация).
Тадим образом, в масличных семенах присутствуют различные
компоненты, по-разному влияющие на хранящиеся семена и про-
текающие в них процессы.
Физические свойства масличных семян и семенных масс. При организации
хранения масличных семян должны учитываться их физические свойства — сы-
пучесть* самосортирование, скважистость, плотность, сорбционные свойства,
теплопроводность и температуропроводность.
Сыпучесть определяется величиной угла естественного откоса, т.е. угла
между основанием и образующей конуса, получающегося при свободном верти-
кальном падении семенной массы иа горизонтальную поверхность. Чем меньше
угол естественного откоса, тем больше сыпучесть семенной массы. Угол естест-
венного откоса для семян подсолнечника колеблется от 31 до 45°, клещевины —
от 34 до 46°, сои — от 25 до 32°, льна — от 27 до 34°, хлопчатника — от 42 до 45°.
Сыпучесть семенной массы зависит от многих факторов, из которых глав-
ными являются: форма, размеры, характер и состояние поверхности семян, влаж-
ность, количество примесей и их видовой состав.
В процессе хранения сыпучесть семенных масс может ухудшаться, а при не-
благоприятных условиях хранения может быть и совсем потеряна (при высокой
влажности и засоренности, самосогревании и слеживании).
Сыпучесть маслосемян позволяет использовать в технологических схемах
принцип самотека, применять бестарное хранение, легко перемещать семена с
помощью иорий, шнеков, ленточных транспортеров.
Угол естественного откоса семян учитывается при проектировании машин,
хранилищ,* самотечного транспорта и т. п. Так как при определении угла естест-
венного откоса различными способами сходных результатов ие получается, ра-
счет ведется по наиболее жестким условиям. При расчете самотечного транс-
порта принимаются наибольшие углы естественного откоса, а при расчете проч-
ности стен хранилищ — наименьшие.
21
Самосортирование является одним из следствий сыпучести н неод-
нородности семенной массы. Оно имеет большое значение при хранении, отпуске
и оценке качества партии семян. Возникающая в результате самосортирования
неравномерность распределения в семенной массе легких и тяжелых семян (часто
тяжелые — это более влажные), а также легких и тяжелых примесей способству-
ет возникновению гнездового самосогревания, затрудняет получение однородных
партий, усложняет методику изъятия выемок и отбора проб в потоке семян для
получения среднего образца.
Скважистость —это отношение объема, заполненного воздухом, между
твердыми частицами в семенной массе к полному ее объему. Величина скважи-
стости зависит от формы, упругости, размеров, состояния поверхности семян,
от количества и характера примесей, влажности и ряда других факторов, и даже
для одной культуры она сильно колеблется. Так, скважистость семян подсол-
нечника колеблется от 60 до 80%, семян льна — от 35 до 45%. При равных
условиях крупные семена (подсолнечника, сои, клещевины и др.) укладываются
менее плотно, чем мелкие семена (льна, конопли, горчицы и др.). Скважистость
оказывает исключительно большое влияние на физические и физиологические
процессы, происходящие в семенной массе.
При хранении скважистость уменьшается из-за изменения состояния поверх-
ности. семян, а также в результате давления, оказываемого верхними слоями на
нижние.'
Плотностью семенной массы называется отношений объема
твердых частиц ко всему объему семенной массы.
Сорбционная емкость — это способность семенйой массы к сорбции
и десорбции паров различных веществ и газов. Наибольшее влияние на качество
масличных семян и их сохранность оказывает ги гроскопичиость — спо-
собность поглощать и отдавать пары воды в зависимости от парциального дав-
ления паров в окружающем воздухе. Установившаяся влажность семян при опре-
деленной относительной влажности воздуха и температуре называется равно-
весной влажностью! Состояние равновесия может быть достигнуто путем
сорбции и десорбции паров воды. Изотермы сорбции и десорбции (зависимость
равновесной влажности от относительной' влажности воздуха при определенной
температуре) не совпадают. Их значения одинаковы лишь при <р=0 и <р=100%.
Явление несовпадения изотерм сорбции и десорбции называется сорбцион-
ным гистерезисом./ Установлено, что равновесная влажность масличных
семян почти в 2 раза меньше} чем у злаковых культур, что связано с наличием
гидрофобной масляной фазы. •
L После уборки отдельньгеГсемянки имеют различную влажность. В первый пе-
риод хранения происходит перераспределение влаги, но полного выравнивания
влажности за счет сорбционного гистерезиса не происходит. /
\1 Влажность семян при хранении играет решающую роль, поэтому вопрос о
распределении влаги в семенной массе и ее миграции из одного участка в дру-
гой является чрезвычайно важным.
Различные части семени поглощают из воздуха неодинаковое количество
влаги: оболочка обладает большей гигроскопичностью, чем ядро. Так, если
равновесная влажность целого семени подсолнечника составляет 10%, то ядра
(в этих же условиях) —около 8, лузги — около 16%.
Равновесная влажность семян масличных культур имеет большое значение,
так как, зная ее и фактическую влажность семян, можно определить, будут ли
семена в данных условиях увлажняться или подсыхать. Изменяющаяся в течение
года, а также в течение суток относительная влажность воздуха вызывает из-
менение влажности семян. Все живые компоненты семенной массы выделяют
тепло и влагу, что при определенных условиях может значительно изменять
влажность хранящихся семян. Наличие температурного перепада в семенной мас-
се приводит к тому, что влага из мест более нагретых перемещается в места бо-
лее холодные, т. е. происходит термодиффузия влаги. Все это значительно ослож-
няет хранение семян.
При сорбции паров и газов, имеющих специфический запах, качество семян
ухудшается. В связи с этим хранилища и транспортные средства для семян ие
должны иметь посторонних запахов, а применяемые для фумигации вещества
оцениваются по их сорбционной и десорбционной способности.
22
Исследования сорбции диоксида углерода (СО2) семенами подсолнечника .
(В. Г. Щербаков, И. В. Трубицын, 1960) показали, что его нельзя рассматривать
как инертное вещество. Он оказывает значительное влияние на жизнедеятель-
ность семян и находящихся иа них микроорганизмов. При этом на жизнедеятель-
ность семян и их физиолого-биохимическую активность решающее влияние ока-
зывает диоксид углерода, находящийся во внутренней атмосфере самих семянок.
Сорбционная емкость семяи увеличивается с возрастанием концентрации диокси-
да углерода и влажности семян.
В тканях хранящихся подсолнечных семян всегда имеется диоксид углерода,
количество которого определяется состоянием семян и условиями окружающей
их внешней среды. /Десорбция диоксида углерода происходит легко при активной
и пассивной аэрации семян. |
(Сравнение сорбционной' емкости целых и обрушенных семян показало, что
целые семена сорбируют диоксида углерода больше, чем обрушенные. Это обстоя-
тельство позволяет считать, что при нарушении целости семенной оболочки из-
меняется внутренний газовый режим семанки, что является одной из причин по-
ниженной стойкости поврежденных семяш^/
'Влажность, начиная с которой резко усиливаются физиолого-биохимические
процессы в семенах и они становятся нестойкими при хранении, называется
критической. В сейенах появляется свободная влага, что приводит к скач-
кообразному усилению интенсивности дыхания, значительному росту микро-
флоры.
• В настоящее время установлено, что при влажности, превышающей крити-
ческий уровень, происходит усиленное развитие сапрофитных плесневых грибов.
Для прорастания спор плесневых грибов при обычной температуре минимальная
относительная влажность воздуха должна быть 75%. Поэтому критической
влажностью масличных семян следует считать равновесную влажность при от-
носительной влажности воздуха 75%•
Ори хранении семян с влажностью ниже критической все жизненные процес-
сьгтУЯих замедлены, потери их массы при хранении незначительны. При влажно-	,]
сти выше критической жизнедеятельность семян, микроорганизмов и вредителей ;!
в них усиливается. Это сопровождается расходом запасных веществ семени и 1J
ЦЬзменением состава оставшейся сухой части: высокомолекулярные соединения '
Вгидролизуются и в семени накапливаются низкомолекулярные соединения, растет
Кислотное число масла; развитие микроорганизмов приводит к изменению цвета ,
Иеемян, появлению постороннего запаха, росту их температуры. Процессы порчи
Протекают с нарастающей скоростью и сопровождаются количественными поте- I
рямц и значительным снижением качества семян вплоть до их полной гибелш/
^Критическая влажность семян злаковых культур находится в пределах
14,5—15,5%.’Для семян масличных культур эта величина значительно ниже, при-
чем чем выше масличность, тем меньше критическая влажность. Если общую
влажность семени „пересчитать на его гидрофильную часть, величина ее будет в
пределах 14,0—15,0Щ
Если величину критической влажности по гелевой части принять равной
14,5%, то критическую влажность масличных семян (в %) можно рассчитать по
формуле
№ = 14,5(100 — Л4)/100,	(1-1)
'де М — масличность семян, %.
.Теплопроводность и температуропроводность семян мае-
шчных культур невелика, что объясняется большим содержанием в семенной
lacce воздуха, являющегося плохим проводником тепла. Несколько больший
коэффициент теплопроводности имеют сами семена, но на него сильно влияет
х влажность: с увеличением влажности теплопроводность семян увеличивается,
; наоборот.
Семенная масса характеризуется низким коэффициентом температуропровод-
юсти, т. е. обладает большой тепловой инерцией, что имеет как. положительное,
'ак и отрицательное значение. При правильно организованном хранении можно
Длительное время поддерживать в семенной массе низкую температуру, кото-
рая способствует сохранению хорошего качества семяи. Отрицательное влия-
ние низкой температуропроводности в том, что при наличии благоприятных усло-
23
вий для жизнедеятельности семян или живых организмов в них выделяемое ими
тепло может задерживаться в семенной массе и вызвать ее самосогревание. '
Характеристика состояния масличных семян по жизнеспособно-
сти. При характеристике состояния . организмов учитывают
(А. М. Голдовский, 1977) интенсивность обмена веществ, соотно-
шение интенсивности ассимиляции и диссимиляции, а также пока-
затель реактивности, под которым понимается свойство организма
отвечать изменением жизнедеятельности на воздействия окружаю-
щей среды.
Все состояния организмов делятся на жизнедеятельные и не-
жизнедеятельные. К жизнедеятельным относятся полная жизнедея-
тельность (биоз) и временные снижения интенсивности жизненных
процессов — замедленная и ограниченная жизнедеятельность (ги-
побиоз). К нежизнедеятельным относятся мезабиоз (промежуточ-
ные состояния между анабиозом и жизнедеятельностью) и анаби-
оз (абиоз).
Характеристики состояний организмов (по А. М. Голдовскому)
представлены в табл. 1-1.
Таблица 1-1
Процессы, харак- теризующие сос- тояние организ- мов	Жизнедеятельные состояния		Нежизнедеятельные состояния	
	биоз	гипобиоз	анабиоз (абиоз)	мезабиоз
Особенности
обмена
Функциониро-
вание жизне-
способных
структур кле-
ток
Реактивность
Сочетание ассимиляции,
и диссимиляции (синте-
тических и разрушитель-
# ных процессов обмена
" веществ)
Полное Ослабленное
и ограничен-
ное
Полная
Пониженная
(гипореак-
тив носгь)
Незиачитель- Диссимиляция
ные разруши- (процесс рас-
тельиые про- пада вещества)
цессы, не явля-
ющиеся дисси-
миляцией
Не функцио- Одностороннее
нируют	каталитическое
действие фер-
ментативно-ак-
тивных участков
структур
Отсутствует Отсутствует
(ареактив-
ность)
С точки зрения изучения условий сохранности семян наиболь-
ший интерес представляют состояния анабиоза и мезабиоза. Раз-
личают полный и неполный анабиоз. При полном анабио-
з е биохимические процессы прекращаются, жизнедеятельные
структуры перестают функционировать, но жизнеспособность их со-
храняется. При полном анабиозе ферментативные процессы, по-ви-
димому, не протекают, газообмен не обнаруживается. В случае
доступа кислорода воздуха возможны дишь чисто химические про-
цессы, протекающие с небольшой интенсивностью. Полный анабиоз
возможен при глубоком высушивании или охлаждении. В природе,
ои может встречаться при благоприятном сочетании условий внеш-
24
ней среды (стабильная низкая температура и влажность, отсутствие
кислорода). Известны случаи сохранения семян растений в таких
условиях в течение сотен лет.
При неполном анабиозе разрушительные процессы
протекают, но с незначительной интенсивностью,- что обеспечива-
ет сохранение жизнеспособности семян в течение длительного вре-
мени, хотя и меньшего, чем при полном анабиозе. При неполном
анабиозе химические окислительные процессы идут с большей ско-
ростью, чем при полном, однако это вызывает незначительные раз-
рушительные процессы. Возможен также незначительный газооб-
мен, который, по мнению А. М. Голдовского, не может быть обу-
словлен дыханием в обычном понимании, так как биоэлектриче-
ский потенциал сухих семян оказывается равным нулю.
Неполный анабиоз в природе встречается часто. Состояние не-
полного анабиоза характерно для семян, хранящихся в сухом со-
стоянии. Переход от неполного анабиоза к полному и наоборот про-
исходит постепенно, резкой границы между этими состояниями нет.
Оба эти состояния характеризуются наличием в семенах связан-
ной влаги.
Кроме представления об анабиозе, обоснованного и развитого
А. М.. Голдовским, суть которого изложена выше, существует пред-
ставление, согласно которому при анабиозе жизнедеятельность
лишь сильно замедляется, т. е. на анабиоз распространяются обыч-
ные понятия, применимые к жизнедеятельности.
Переход от анабиоза к жизнедеятельности или наоборот про-
ходит через зону особых состояний, названных А. М. Голдовским
мезабиозом. Семена находятся в состоянии мезабиоза, если
воды в них больше, чем требуется при анабиозе, но меньше, чем
это необходимо для прорастания. В состоянии мезабиоза отмеча-
ется односторонний обмен — протекают разрушительные диссими-
ляционные процессы, ассимиляция отсутствует или проявляется
незначительно.
Состояние мезабиоза оказывается патологическим, если пребы-
вание в нем более длительно, чем в природных условиях. При хра-
нении семян следует не допускать состояния мезабиоза, так как
при этом неизбежны потери семян и ухудшение их качества/’'
Дыхание семян. Все живые компоненты семенной массы про-
являют жизнедеятельность, и в них протекают процессы обмена
веществ. Выделяемая в клетках энергия используется организмом
для жизнедеятельности, вредные продукты внутриклеточного об-
мена выводятся во внешнюю среду. Семена и внешняя среда на-
ходятся во взаимодействии, влияют друг на друга. В зависимости
от внешних условий интенсивность и характер жизненных процес-
сов семени могут быть различными.
Дыхание семян является важнейшим и наиболее чувствитель-
ным показателем их стойкости при хранении. Нет такого жизнен-
ного явления, которое так или иначе не было бы связано с дыха-
нием. В процессе дыхания клетки получают энергию в результате
окисления и распада органических веществ в семени. Растения при
25
дыхании компенсируют расход этих веществ за счет синтетических
процессов, а семена не могут восстановить вещества, теряемые при
дыхании, поэтому дыхание всегда сопровождается потерей сухих
веществ — углеводов, жиров, белков. Основной путь к разрешению
многих проблем, связанных с хранением семян, — это изучение их
дыхания и различных факторов, влияющих на него.
Различают два вида дыхания: аэробное и анаэробное.
При аэробном дыхании семена для окислительных процессов рас-
ходуют кислород окружающего воздуха, при анаэробном процесс
идет за счет внутриклеточных реакций.
Процесс дыхания в случае использования в качестве дыхатель-
ного субстрата углеводов может быть выражен следующими урав-
нениями:
аэробное дыхание
С„Н12Ов + 6О2 -> 6 Н2О + 6 СО2 + 2872 кДж;	А
анаэробное дыхание	М
СвН12О„ -> 2 С2Н5ОН + 2 СО2 + 234 кДж.	W
Приведенные уравнения не отражают всей сложности химиче-
ских превращений при дыхании и показывают лишь конечные про-
дукты!
Методы определения интенсивности дыхания семенной массы
основаны на учете выделенного диоксида углерода, иногда учиты-
вают также поглощенный кислород. Интенсивность дыхания обыч-
но выражают в объеме пли массе выделенного диоксида углерода
или поглощенного кислорода, определенной навеской семян за
фиксированное время при определенной влажности, температуре и
доступе воздуха.
Увеличение интенсивности дыхания хранящихся семян указы-
вает на усиление физиолого-биохимической активности семян и
снижение их стойкости.
Среди многих факторов, влияющих на интенсивность дыхания,
важнейшими являются влажность, а также температура и доступ
воздуха.
С повышением температуры интенсивность дыхания вначале
увеличивается, а затем падает. Это объясняется тем, что с повы-
шением температуры ускоряются внутриклеточные реакции, но при
достижении определенного температурного оптимума начинается
инактивация ферментов и денатурация белков, что в конечном ито-
ге приводит к гибели семян. Температурный оптимум зависит от
влажности семян: чем выше их влажность, тем при более низкой
температуре достигается максимальная интенсивность дыхания.
Оптимальная температура зависит также от продолжительности
температурного воздействия. С увеличением продолжительности
воздействия зона оптимальной температуры смещается в сторону
более низких температур.
Поэтому при хранении желательно иметь низкие температуры
масличных семян: в этом случае ограничивается рост плесневых
грибов, снижается жизнедеятельность семян и насекомых. Свое-
временное снижение температуры семян является важнейшим ме-
роприятием для обеспечения их сохранности.
Доступ воздуха к семенной массе влияет на интенсивность ды-
хания и, следовательно, на скорость ухудшения их качества.
При хранении семян в условиях, ограничивающих или исклю-
чающих воздухообмен с наружным воздухом, состав воздуха меж-
семенных пространств изменяется: количество диоксида углерода
увеличивается, а кислорода падает. Степень этих изменений может
быть различной в зависимости от состояния семенной массы и гер-
метичности хранилища. В отдельных случаях концентрация кисло-
рода может падать до нуля.>
Степень герметизации зависит от конструкции хранилища. Си-
лосы более герметичны по сравнению со складами, внутренние си-
лосы более герметичны, чем силосы наружные.
Таблица 1-2
Влажность, семян, %	Интенсивность дыхания, мг С02 на 100г СВ	
	аэробного	анаэробного
9,84	2,08	0,07
11,93	6,00	0,65
14,04	10,67	1,47
16,00	21,15	1,96
19,50	29,82	3,25
Изучением действия диок-
Рис. 1-1. Изменение состава межсемен-
ного воздуха при герметичном хранении
семян подсолнечника с различной влаж-
ностью (в %):
Г —7,83; 2 — 9,84; 3 — 11.93; 4—14,04; 5—-16,00;
6 — 19,5
выделения на 100 г сухого вещест-
сида углерода на интенсив-
ность дыхания семян занима-
лись многие ученые, в резуль-
тате получены данные, харак-
теризующие качественную сто-
рону вопроса.
Была исследована динамика
ва (СВ) диоксида углерода и поглощения кислорода при герме-
тичном хранении семян подсолнечника с различной влажностью
(В. М. Копейковский, Н. В. Трубицын, 1961, 1964). Результаты ис-
следований приведены, на рис. 1-1. Из приведенных данных видно,
что чем выше влажность семян, тем интенсивнее идет накопление
диоксида углерода и уменьшение количества кислорода.
Интенсивность дыхания уменьшается с увеличением содержа-
ния в межсеменном пространстве диоксида углерода и снижением
содержания кислорода. Резкое уменьшение интенсивности дыхания
наблюдается после полного поглощения кислорода, т. е. при пере-
ходе семян на анаэробное дыхание] Данные, характеризующие ин-
тенсивность дыхания семян подсолнечника — аэробного (за 1-е
сутки) и анаэробного (среднее за время, когда кислород не обна-
руживается) приведены в табл. 1-2.	/
Как следует из приведенных данных, | интенсивность аэробного
27
дыхания больше, чем анаэробного, в 30 раз для семян с влажно-
стью 9,84%, для остальных — в 7—11 раз. С повышением влажно-
сти интенсивность анаэробного дыхания увеличивается линейнф.
Герметичное хранение позволяет перевести аэробное дыхание
семян подсолнечника в анаэробное. Время этого перехода для се-
мян различной влажности неодинаково: с повышением влажности
этот переход наступает быстрее.]
f г Послеуборочное дозревание. После цветения и оплодотворения
цветков соцветия начинается формирование и постепенное созре-
вание семян. Исходный материал для синтеза запасных веществ,
накапливающихся в семени, поступает из вегетативных органов
растения.
По современным представлениям масло образуется непосредст-
венно в клетках семени. Механизм и динамика накопления масла
и других запасных веществ в семенах подробно излагаются в курсе
«Биохимия и товароведение масличного сырья» (В. Г. Щербаков,
1979). Здесь освещаются вопросы послеуборочного дозревания се-
мян при хранении, факторы, влияющие на него, и особенности хра-
нения свежеубранных семян.
I Уборка семян производится в стадии уборочной зрелости, кото-
рая, как правило, не совпадает с физиологической зрелостью. Све-
жеубранные семена обладают рядом специфических особенностей.
Они имеют низкую энергию прорастания и всхожесть, повышенную
влажность, в них продолжаются сложные биохимические превра-
щения, ферментная система находится в активном состоянии. Из
таких семян-труднее получать масло, и его потери в производстве
увеличиваются.
Послеуборочное дозревание сопровождается повышением энер-
гии прорастания и всхожести: семена достигают физиологической
зрелости, выравнивается и снижается влажность, уменьшается ак-
тивность физиологических процессов, падает интенсивность ды-
хания.
Синтетическая направленность процессов в хранящихся семе-
нах возможна лишь при определенном соотношении влаги и сво-
бодных пластидных веществ. После отделения от соцветия коли-
чество последних в семени быстро уменьшается, а для сохранения
синтетической направленности должна снижаться также и влаж-
ность. В результате синтетических процессов возможно выделение
влаги. Например, при синтезе мальтозы из глюкозы выделяется
вода по уравнению
2С6Н12Ос “*• С12Н22О11 4- Н2О.
Удаление влаги из свежеубранных семян осторожным подсуши-
ванием или активным вентилированием ускоряет послеуборочное
дозревание.
Положительная температура также ускоряет .послеуборочное
дозревание, так как повышается скорость реакций. Низкие темпе-
ратуры задерживают или даже полностью приостанавливают пос-
леуборочное дозревание.
28
Повышение концентрации диоксида углерода в межсеменном
воздухе, по мнению некоторых авторов (Л. А. Трисвятский, 1966;
В. Г. Щербаков, 1969), тормозит послеуборочное дозревание, одна-
ко опыты, проведенные с семенами подсолнечника, хранящимися в
атмосфере воздуха и диоксида углерода, показали, что послеубо-
рочное дозревание не связано с аэробным дыханием (В. М. Копей-
ковский, Н. В. Трубицын, 1968).
Свежеубранные семена менее стойки при хранении по сравне-
нию с прошедшими послеуборочное дозревание. Хранить их следует
с меньшей высотой насыпи. Протекание процессов послеуборочного
дозревания обеспечивается проведением мягкой сушки или актив-
ного вентилирования со снижением влажности ниже критической.
При благоприятных условиях хранения послеуборочное дозрева-
ние заканчивается за 1,5—2,0 месяца, продолжительность его за-
висит от состояния семян и условий их хранения.
•7 Жизнедеятельность микрофлоры. При поступлении семян на
Охранение они имеют уже многочисленную и разнообразную микро-
флору. Микроорганизмы попадают в семенную массу в поле,
при обмолоте и при хранении в условиях, способствующих их
развитию.
Масличные семена являются хорошей питательной средой для
микроорганизмов, которые при определенных условиях могут пе-
рейти к активной жизнедеятельности. Среди микроорганизмов се-
менной массы отмечено присутствие грибов, бактерий и актиноми-
цетов. Эти микроорганизмы для своего развития нуждаются в орга-
нических веществах и являются причиной гибели значительного
количества семян. Особая роль принадлежит плесневым грибам.
Плесени способны гидролизовать клетчатку, т. е. разрушать семен-
ные и плодовые оболочки семян, и тем самым облегчать другим
микроорганизмам доступ внутрь семени.
Семена, более зараженные микроорганизмами, особенно спора;
ми плесневых грибов, менее стойки в хранении при прочих равных
условиях. Поэтому снижение численности микрофлоры при заклад-
ке семян на хранение'имеет существенное значение. Среди меро-
приятий, способствующих снижению количества микрофлоры, глав-
ное место занимает очистка семян от примесей, в которых микро-
организмов содержится во много раз больше, чем в семенах. Важно
также проведение мероприятий по снижению активности микро-
флоры сразу после уборки.
При хранении семян в условиях, препятствующих развитию мик-
роорганизмов, количество микрофлоры ностепенно уменьшается,
причем бесспоровые формы заменяются споровыми. При хранении
семян в условиях, способствующих развитию микрофлоры, коли-
чество ее быстро растет, причем преобладают наиболее опасные
микроорганизмы — плесени. Изменяется и видовой состав микро-
флоры (В. М. Копейковский, Н. В. Трубицын, 1961).
Развитие микроорганизмов в семенной массе поначалу не вы-
зывает заметных изменений семян. Первым признаком активной
жизнедеятельности микроорганизмов является изменение цвета
29
семян. Теряется характерный блеск, могут появиться темные или
цветные пятна, в первую очередь на зародыше. Затем появляется
затхлый или плесневелый запах, семена теряют сыпучесть, растет
их температура, что приводит в конечном итоге к самосогреванию.
Самосогревание семян при хранении. При .хранении семян в ус-
ловиях, .интенсифицирующих физиолого-биохимические процессы,
может произойти их самосогревание. Все живые компоненты се-
менной массы: семена основной культуры, сорных растений, микро-
организмы, вредители — при дыхании выделяют тепло и влагу.
В результате плохой теплопроводности семенной массы тепло на-
капливается в ней. Роль отдельных компонентов в образовании
тепла неодинакова. В настоящее время доказано, что основная роль
принадлежит плесневым грибам, хотя массовое развитие вредите-
лей может также привести к самосогреванию.
Различают самосогревание очаговое, верховое, низовое, верти-
кально-пластовое. Обычно самосогревание начинается на участках,
где по каким-либо причинам повысилась влажность или имеется
повышенное содержание сорных примесей. Если не принять мер,
то любой из локальных видов самосогревания перейдет в сплош-
ное.
При самосогревании семян подсолнечника установлены четыре
его стадии. Это деление является условным, но оно показывает, как
нарастают изменения в качестве семян при самосогревании. При
переходе от стадии к стадии растет температура семян, изменяется
их цвет, теряется сыпучесть, появляется плесневелый или гнилост-
ный запах, растет кислотное число масла. Начавшееся самосогре-
вание идет с нарастающей скоростью, чему способствует повыше-
ние температуры и влажности. Температура может подняться до
65—75 °C и выше. Известны случаи, когда самосогревание приво-
дило к загоранию семенной массы.
Самосогревание семян при хранении является совершенно недо-.
пустимым явлением. Основным способом предотвращений само-
согревания является закладка на хранение семян, очищенных от
сора и имеющих влажность ниже критической.
Однако процесс самосогревания может начаться и в сухих очи-
щенных семенах. Это возможно потому, что хранящиеся семена
подвергаются воздействию наружного воздуха, вследствие чего
температура и влажность отдельных участков насыпи может повы-
ситься и вызвать самосогревание. Поэтому контроль за состоянием
хранящихся семян, особенно за их температурой, должен быть
систематическим и тщательным. Периодичность его зависит от об-
г щего состояния хранящихся семян и условий хранения (табл. 1-3).
СВ случае обнаружения начавшегося процесса самосогревания
обходимо принимать немедленные меры к его прекращению^ На
практике для этой цели используют различные приемы, исходя из
имеющихся технических возможностей и экономической целесооб-
разности. Такими приемами могут быть: перемещение семян из си-
лоса в силос, активное вентилирование, пропуск через семеочисти-
тельные машины или сушка. Все применяемые технологические опе-
30
Таблица 1-3
Сезоны н условия хранения	'	Периодичность контроля масличных семян		
	свежеубр энные	влажные и сор- ные	сухие и средней сухости
Осенние месяцы	Ежедневно в	—	— течение месяца после уборки Осенне-зимнее время при темпе- ратуре семяи lire и выше	—	Через день	1	раз в неделю от 0 до 10° С	—	1 раз в неделю	3	раза в месяц •	ниже (ГС	—	3 раза в месяц	2	раза в месяц В весенне-летнее время при темпе- ратуре семян ниже 0°С	—	1 раз в неделю 3 раза в месяц выше 0° С	—	2 раза в неделю 1 раз в месяц			
рации направлены на снижение температуры и влажности семен-
ной массы, уменьшение ее засоренности.
§ 3. РЕЖИМЫ ХРАНЕНИЯ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
<-• При хранении масличных семян могут применяться следующие
режимы: / 1) хранение семян в сухом состоянии, 2) хранение в
охлажденном состоянии, 3) хранение без доступа воздуха. К вспо-
могательным технологическим приемам относятся: очистка от при-
месей, активное вентилирование, химическое консервирование и
Другие.
Первые два режима являются наиболее распространенными,
применяется также комбинация нескольких режимов, например
хранение сухих семян в охлажденном состоянии и т. п.
Хранение в сухом состоянии. При хранении семян с влажностью
ниже критической семена находятся в состоянии неполного анабио-
за, и вся влага в них находится в связанном состоянии. Микроор-
ганизмы и вредители в сухих семенах также не могут вести актив-
ный образ жизни. Все это обеспечивает минимальные потери при
хранении семян.
Основным технологическим приемом, обеспечивающим дости-
жение необходимой влажности, является сушка; находит также
применение активное вентилирование. Хранение в сухом состоянии
может осуществляться в складах и элеваторах. Подготовка семян
к такому хранению обычно осуществляется в потоке, что позволяет
снизить затраты и повысить уровень механизации. Такие семена
могут длительно храниться без перемещения.
Хранение в охлажденном состоянии. Все живые компоненты се-
менной массы способны к активной жизнедеятельности в определен-
ном интервале температур. При температуре ниже оптимальной
происходит ослабление жизнедеятельности семян основной куль-
31
туры, а также семян сорных растений, микроорганизмов, насеко-
мых и клещей. Это особенно отмечается при температуре ниже 10 °C.
Поэтому охлаждение семян до температуры 10—0°С позволяет в
течение длительного времени хранить их даже при несколько повы-
шенной влажности без ухудшения их качества.
Снижение температуры хранящихся семян является непремен-
ным требованием. Для охлаждения используют атмосферный воз-
дух в холодное время года, а также искусственно охлажденный воз-
дух. Климатические условия многих районов нашей страны позво-
ляют почти весь год поддерживать в семенной массе пониженные
температуры, чему способствует ее плохая теплопроводность. При-
менение для охлаждения .семян активного вентилирования по-
зволяет использовать перепады температуры воздуха в течение
суток.
Охлаждать семенную массу можно пассивной аэрацией, а так-
же используя средства активного вентилирования или пропуская
семена через транспортные механизмы и семеочистительные ма-
шины. Эффективность такого охлаждения зависит от разности тем-
ператур наружного воздуха и семян. Необходимо также учитывать
возможность увлажнения семян при охлаждении в результате кон-
денсации на них паров воды; допускать этого нельзя. Поэтому
прежде чем .приступить к охлаждению, необходимо сопоставить
влажность семян с равновесной влажностью при температуре и от-
носительной влажности наружного воздуха.
В последнее время использование искусственного холода для
охлаждения зерна и семян подсолнечника находит практическое
применение. Для охлаждения семян подсолнечника применяются
передвижные холодильные машины ХМВ-1-30 и G-100, позволяю-
щие снижать температуру воздуха на 20° С, расходующие по 3 тыс.
м3/ч воздуха и имеющие производительность до 70 и 100 т/сут со-
ответственно при снижении температуры семян с 25 до 10 °C. Ре-
жимы искусственного охлаждения семян разработаны Кубанским
филиалом ВНЙИЗ.
Хранение без доступа воздуха. Жизнедеятельность семян, мик-
роорганизмов и вредителей протекает с участием кислорода возду-
ха. Отсутствие кислорода в межсеменнцм пространстве приводит к
снижению жизнедеятельности всех живых компонентов. Семена в
этих условиях дышат анаэробно, интенсивность такого дыхания
меньше по сравнению с аэробным. Микроорганизмы семян пред-
ставлены в основном аэробами, к которым относятся и плесени,
поэтому в бескислородной среде они не развиваются.^е могут раз-
виваться в этих условиях также насекомые и клещи. Критическая
влажность семян при анаэробном хранении на 2% выше, чем при
хранении в аэробных условиях. Хранение без доступа воздуха пре-
дохраняет семенную массу от самосогревания.
Создание бескислородной среды в семенной массе может быть
достигнуто самоконсервацией, т. е. путем поглощения семенами
кислорода межсеменного воздуха и накопления диоксида углерода
в герметизированном хранилище, а также путем вытеснения кис-
32
лорода воздуха другими газами. Самоконсервацию осуществить
проще и дешевле. Недостаток этого метода заключается в том, что
анаэробные условия создаются не сразу и в некоторых случаях в
семенах может наблюдаться развитие микроорганизмов и вредите.-
лей. Вытеснение диоксидом углерода воздуха из межсеменных про-
странств ускоряет консервацию семян, а применение брикетов ди-
оксида углерода дополнительно снижает температуру семенной
массы.
Применение режима хранения масличных семян без доступа
воздуха требует наличия газонепроницаемых хранилищ. Основные
материалы, применяемые в строительстве хранилищ (бетон, кир-
пич, камень) являются газопроницаемыми. В качестве газонепро-
ницаемых материалов могут применяться: металлы, стеклопласти-
ки, бетон, полученный с использованием Цемента на основе фури-
лового спирта, различные полимерные смолы и пленки. Герметич-
ные хранилища бывают наземного и подземного тйпа. Наибольшее
распространение находят подземные хранилища, особенно в стра-
нах с жарким климатом. Подземное герметическое хранение поз-
воляет поддерживать в семенной массе стабильную понижен-
ную температуру, что благоприятно сказывается на сохранности
семян.
Исследования показали (Н. В. Трубицын, 1961), что при хране-
нии семян подсолнечника в герметических условиях расходование
масла на дыхание идет в несколько раз медленнее и качество его
выше.
^Активное вентилирование. Под активным вентилированием по-
нимают~принудительную аэрацию неподвижной семенной массы.
Хорошая газопроницаемость, скважистость семенной массы позво-
ляют нагнетать в нее воздух вентиляторами. При этом количество
его может во много раз превосходить количество межсеменного
воздуха. Активное вентилирование применяется для снижения
•влажности и температуры семенной массы, дегазации ее, с профи-
лактическими целями и т. п. Активное вентилирование позволяет
достичь хорошего технологического эффекта при относительно не-
больших материальных затратах, значительно ускоряет послеубо-
рочное дозревание семян, что позволяет перерабатывать их с мень-
шими потерями масла.
Активное вентилирование можно проводить в силосах, складах
любого типа и на площадках. Для активного вентилирования при-
меняется в основном наружный, а иногда подогретый воздух.
УСилосы могут вентилироваться в вертикальном и горизонталь-
ном направлениях, а также послойно. При вертикальной продувке
всего столба семенной массы используется нижнее воздухораспре-
деление: в нижней части силоса на уровне воронки подводятся воз-
духоводы, куда вентилятором высокого давления нагнетается воз-
дух. Для того чтобы в воздуховоды не попали семена, в выходной
части они прикрыты металлическими конусообразными колпачками
или коробами (рис. 1-2).
Для вентилирования семян подсолнечника в силосе предложена
3—857
33
Рис. 1-3. Схемы стационарных устано-
вок для активного вентилирования зер-
на в складах с горизонтальными полами:
С — СВУ-1; б — СВУ-2; в — СВУ-3
Рис. 1-2. Схема установок для вен-
тилирования зерна в силосах элева-
торов:
а — ГИПЗП-49; б — ЦНИИЭПсельстроя;
в — ВЗИПП и Краснодарского управления
хлебопродуктов
установка с диаметральной подачей воздуха в семенную массу
(М. И. Игольченко й др., 1976).
Для продувки семян в горизонтальном направлении по высоте
силоса монтируются воздухоподводящие и воздухботводящие тру-
бы. Такая конструкция более сложна й дорога, однако толщина
продуваемого слоя семян значительно меньше, что сокращает рас-
ход электроэнергии и улучшает условия вентилирования.
Для вентилирования семян в складах и на площадках применя-
ются стационарные, напольно-переносные и передвижные трубные
установки.
Стационарные установки выполняются в виде самостоятельных
секций. Каждая секция состоит из канала, прорытого в полу и выведенного за
пределы склада посредством специального патрубка, к которому подсоединяется
вентилятор. Канал имеет постоянную ширину и переменную глубину. В установ-
ке института Промзернопроект с обеих сторон канала в полу устроены специ-
альные углубления. В эти углубления укладывают деревянные решетки для рас-
пределения воздуха, а каналы закрывают щитами. В типовом складе вместимо-
стью 3200 т имеется восемь секций. Вентилирование рекомендуется проводить не
менее чем в двух секциях сразу.
Щиты над каналами не имеют щелей для выхода воздуха, их назначение —
предотвратить попадание семян в канал.
В .последнее время большое распространение находят установки, разрабо-
танные ВНИИЗ (рис. 1-3).
Установка СВУ-1 (рис. 1-3, а) выполняется из самостоятельных секций,
которые состоят из соединенных попарно каналов, закрытых щитами. Типовой
склад вместимостью 3200 т имеет 12 секций.
Воздух в насыпь входит с двух сторон канала через щель, образуемую пси
всей длине его между щитами и стенкой.
34
В установке СВУ-2 (рис. 1-3,6) каналы подведены с двух сторон склада, по-
этому теми же вентиляторами, что и в установке СВУ-1, обеспечивается большая
подача воздуха. В складе вместимостью 3200 т встроено 26 секций, из них 22 из
спаренных каналов и 4 из одинарных.
Установка СВУ-3 (рис. 1-3, в) состоит из 20 секций. В каждой секции имеется
магистральный канал, перпендикулярно к которому подводится по десять ка-
налов.
Установка УСВУ-62 имеет 16 одинаковых секций. В каждой секции один ма-
гистральный и 12 или 14 боковых каналов. Установка УСВУ-63 отличается от
установки УСВУ-62 большим числом боковых каналов.
Для активного вентилирования складов используют вентиляторы ВМ-200,
СВМ-5, СВМ-6, для вентилирования силосов — вентиляторы высокого давления.
Напольно-переносные установки отличаются от стационарных тем,
что воздухораспределительная система собирается на полу склада или площадки
из отдельных щитов и решеток. Основной канал монтируется против дверей, в
которых устанавливается щит с отверстием посредине. К отверстию монтиру-
ется диффузор, заканчивающийся патрубком для подключения вентилятора.
Наибольшее применение находят установки Промзернопроекта и ВНИИЗа.
Передвижные труби ые установки состоят из секций, выполнен-
ных из перфорированных труб, и перемещаются при помощи автомобиля или
трактора.
Телескопическая установка ТВУ-2 состоит из трубных телескопических сек-
ций с пятью звеньми 1, 2, 3, 4 и 5 переменного диаметра — от 576 до 330 мм
(рис. 1-4). Звенья, кроме наружного 1, выполнены из перфорированных труб.
К наружному звену для удобства обращения и транспортирования прикреплены
•салазки 9. Через всю трубу пропущен гибкий стальной трос 6 с зажимом 7, один
конец которого закреплен за последнее, пятое звено, а другой выходит за пре-
делы первого. При помощи троса установку растягивают на всю длину, которая
составляет 9900 мм. Во избежание попадания семян в телескопические трубы за-
зоры между звеньями закрыты войлочными уплотнителями 8.
Каждая установка работает самостоятельно. К трубам подключают вентиля-
торы ВМ-5, ВО-5, ВМ-200 и др. В типовом складе вместимостью 3200 т необ-
ходимо иметь 14 установок.
Для обеспечения наибольшего технологического эффекта при
активном вентилировании необходимо учитывать параметры приме-
няемого наружного воздуха — его температуру и влажность. Сле-
дует также обеспечить необходимую удельную подачу воздуха в за-
висимости от влажности семян. Режим вентилирования задается
числом обменов или удельной подачей воздуха. За один обмен при-
нимается объем межсеменного воздуха, удельная подача задается
объемом воздуха в кубометрах, подаваемым в час на 1 т семян.
Изучением активного вентилирования занимались многие уче-
ные в нашей стране и за рубежом. Вентилирование семян подсол-
Рис. 1-4. Телескопическая вентиляционная установка ТВУ-2
3*
35
нечника исследовалось в КПП (В. М. Копейковский, Г. И. Гарбу-
зова, М. И. Игольченко и др.). Предложена номограмма для опре-
деления равновесной влажности семян подсолнечника при различ-
ных состояниях наружного воздуха (М. И. Игольченко, 1960). По
номограмме можно определить возможность и целесообразность
вентилирования семян разной влажности и температуры при раз-
личных значениях температуры и влажности наружного воздуха.
Применение вентилирования после сушки позволяет снизить
влажность больше, чем в охладительной камере зерносушилки.
Химическое консервирование. Этот способ применяется для ста-
билизации качества семян при хранении и для борьбы с различны-
ми вредителями. При химическом консервировании масличных се-
мян межсеменное пространство заполняется парами веществ, об-
ладающих токсическим действием на вредителей и микрофлору.
Для консервирования могут применяться парообразные, жидкие и
газообразные вещества.
Проведенные исследования (В. М. Копейковский, М. И. Рязан-
цева, 1970) по газации семян подсолнечника хлорпикрином, ди-
хлорэтаном и бромистым метилом показали, что с их помощью
удается резко снизить жизнедеятельность микрофлоры, особенно
плесневых грибов. При этом отмечалось также снижение интенсив-
ности дыхания семян. Качество семян и содержащегося в них мас-
ла не ухудшалось.
Семена, обработанные фумигантами, хранились без порчи на
несколько месяцев дольше, чем необработанные. На основании
. этих исследований Министерством заготовок СССР разрешено про-
изводственное применение газации семян подсолнечника и некото-.
рых других масличных культур.
Известны успешные опыты по применению пропионовой кисло-
ты для повышения стойкости хранящихся семян подсолнечника
(В. Г. Щербаков, А. И. Журавлев, 1975).
На практике химические вещества нахбдят большее применение
для борьбы с вредителями семян, чем для борьбы с микрофлорой.
v § 4. ОСОБЕННОСТИ ХРАНЕНИЯ СЕМЯН ОТДЕЛЬНЫХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР
Требования к хранилищам для приема и размещения семян мас-
личных культур заключаются в . следующем: стены помещения
должны быть сухими, хорошо изолированными от грунтовых вод, в
каменных и кирпичных складах — оштукатуренными и побеленны-
ми; крыши должны быть исправными и не протекать; двери дол-
жны плотно закрываться; полы должны быть гладкими, без выбо-
ин и трещин. Хранилища перед загрузкой необходимо освободить
от сора, амбарных вредителей, посторонних запахов.
Обязательными требованиями для хранилищ масличных семян
являются чистота, сухость и хорошая циркуляция воздуха.
Основной режим хранения масличных семян — хранение их в
• сухом состоянии. Практика и многочисленные научные опыты по-
казали, что для успешного хранения семян их влажность должна
быть на 1—2% ниже критической.
36
Основным способом хранения крупносеменных масличных куль-
тур является хранение их насыпью. В таре (мешках) хранят се-
мена с хрупкой структурой оболочек (арахис) и мелкосеменные
(мак).
Хранение таких мелкосеменных культур, как лен, кунжут, рапс
и др.> допускается насыпью в складах со специально оборудован-
ными секциями, имеющими плотные полы и стены. Высота насыпи
зависит от влажности семян, содержания в них сорной и маслич-
ных примесей, технического состояния и типа хранилища, целе-
вого назначения семян, а также прочности их оболочки.
При размещении семян подсолнечника в зависимости
от его влажности рекомендуется следующая высота насыпи: для
сухих и средней сухости — в пределах, допустимых техническим со-
стоянием хранилищ; для влажных семян — не выше 2 м; при вре-
менном хранении сырых семян с влажностью в пределах ограни-
чительных кондиций — до 1,5 м и при кратковременном хранении
семян с влажностью выше ограничительных кондиций —не более
1 м.
Многочисленными исследованиями установлено, что с повыше-
нием масличности семян подсолнечника изменяется их химический
состав, биохимические и физико-механические свойства. Повыше-
ние на 15—20% содержания линолевой кислоты наряду с увеличе-
нием биологической ценности масла привело к более интенсивно-
му протеканию в нем окислительных процессов в результате роста
содержания непредельных кислот.
Высокомасличным семенам подсолнечника свойственна повы-
шенная интенсивность жизненных процессов, а также большая по-
ражаемость микроорганизмами, значительное снижение толщины
плодовой оболочки, которая защищает семена от воздействия
внешней среды. Поэтому семена высокомасличного подсолнечника
относят к трудно сохраняемым. Затраты на их хранение обычно
в 2—3 раза превышают аналогичные расходы на зерновые куль-
туры.
Повышенное содержание масла в семенах подсолнечника вызы-
вает необходимость хранить их при влажности не более 6—7%, так
как у них критическая влажность значительно ниже критической
влажности низкомасличных семян и зерна злаковых куль-
тур.
Семена сои, содержащие до 50% белка и до 25% жира, от-
личаются большой гигроскопичностью и малой стойкостью при
хранении. Безопасное хранение сои возможно при влажности не
выше Ц—12%.
В хранилища закладывают очищенные, просушенные и охлаж-
денные семена сои с минимальным количеством поврежденных се-
мян насыпью высотой в пределах, допустимых техническим состоя-
нием хранилищ. Семена, поврежденные морозом или с большим
содержанием механически поврежденных семян, можно хранить
при высоте насыпи, не превышающей 5 м. Семена сои с влажно-
стью выше 12%, но поступившие в холодное время года в замерз-
37
шем состоянии, складируются отдельно и могут храниться в таком
состоянии до потепления.
Учитывая повышенную гигроскопичность сои, для ее хранения
нужно выделять хорошо вентилируемые складские помещения с
деревянными или асфальтированными полами. При хранении на
цементном или кирпичном полу нижний слой сои может увлаж-
ниться и качество семян ухудшится.
Семена клещевины в сухом состоянии (при влажности
до 6%) можно длительно хранить насыпью слоем до 5 м; средней
сухости — до 3 м. Клещевину в коробочках, третинках или в смеси
обмолоченных и необмолоченных семян размещают отдельно от
обмолоченных семян.
Семена льна, р ы ж и к а и р а п с а при влажности до 8%
хранят насыпью в складах любой конструкции.
Семена горчицы перед складированием тщательно очи-
щают от сора и длительно хранят при влажности не более 8% в
складах шатрового или силосного типа.
Семена средневолокнистого хлопчатника хра-
нят в закрытых складах с плоским дном, в полузакрытых складах
(под навесами) или в плотно утрамбованных пира'мидах (бун-
тах) при отсутствии или недостаточной емкости складов. На дли-
тельное хранение (более двух месяцев) закладывают семена I, II
и III сортов с влажностью не выше 9%. Семена с влажностью
выше 9% и семена IV сорта перерабатывают в первую очередь.
Семена тонковолокнистого хлопчатника можно
хранить в складах с коническим дном.
§ 5. .ХРАНИЛИЩА ДЛЯ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН I/
Заготовки семян масличных культур проводятся в нашей стра-
не в форме государственных закупок их у колхозов и совхозов по
договорам контрактации государственными хлебоприемными пунк-
тами и непосредственно предприятиями (в зоне 50 км) и осуществ-
ляются в основном в течение 1—2 мес. Сохранение больших масс
семян до переработки с минимально допустимыми потерями (за
• счет естественных частичных потерь влаги или в результате суш-
ки и очистки) представляет собой сложную и ответственную за-
дачу.
Заводы, перерабатывающие масличные семена, для бесперебой-
ной работы в течение года должны иметь достаточные ресурсы
сырья, величина которых определяется производительностью пред-
приятия и должна составлять для подсолнечника, например, за-
пас на 90 сут работы завода, для сои—на 30—50 сут.
Для бесперебойного обеспечения предприятий качественным
масличным сырьем и сохранности больших его объемов (50—
80 тыс. т и более) масло-жировые предприятия имеют мощные
складские хозяйства со всеми вспомогательными службами.
Хранилища для масличных семян подразделяются на несколь-
ко типов в зависимости от устройства и степени механизации по-
38
Рис. 1-5. Типовой элеватор с очистительно-сушильной башней
ч
грузочно-разгрузочных операций: силосные хранилища, или элева-
торы, механизированные склады шатрового типа с наклонными
или горизонтальными полами, бунтовые площадки, этажные хра-
нилища. Наиболее совершенными хранилищами для тех семян,
которые по своим свойствам могут храниться насыпью в высоком
слое (подсолнечник, лен), являются силосные, или элеваторные,
семенохранилища.
\ Элеваторные хранилища состоят из круглых или квад-
ратных в сечении вертикальных железобетонных или металличес-
ких силосов (ячеек) 2, в которых хранятся семена, и часто примы-
кающей к ним сушильно-очистительной башни 1 (рис. 1-5).
Металлические элеваторы имеют тот недостаток, что стенки их
обладают хорошей теплопроводностью, создающей резкие измене-
ния температуры внутри силосов, что обусловливает конденсацию
влаги на стенках силосов и увеличение влажности периферийных
слоев семян, а также коррозию металлических стенок силосов.
Наибольшее распространение получили элеваторы из сборного
железобетона. Силосные корпуса из монолитного железобетона
чаще всего имеют ячейки круглого сечения диаметром 6 и высотой
30 м. Наиболее экономичны в строительстве и эксплуатации эле-
ваторы с силосными ячейками круглой формы диаметром 12 м и
более. Пространства, заключенные между четырьмя смежными
круглыми силосными ячейками (звездочки), используются также
Для хранения семян.
39
В состав элеваторных хранилищ входят приемные сооружения
для семян, семяочистительное и сушильное отделения и собственно
силосный корпус. Элеваторное семенохранилище обеспечивается
мощными транспортными средствами, при помощи которых произ-
водятся все работы по приемке семян, загрузке силосов, внутриси-
лосной переброске семян и подаче их на производство. Как пра-
вило, эти операции не зависят одна от другой.
Система ленточных транспортеров 3, расположенных над си-
лосными ячейками, обеспечивает подачу семян в зависимости от
их качества в любую из силосных ячеек; ленточные транспортеры
4 под ячейками обеспечивают выгрузку семян' из любой из них."
Для вертикального подъема семян служат нории 5, выгрузка се-
мян из ячеек осуществляется под действием собственого веса.
Общая схема движения масличных семян в элеваторе показа-
на на рис. 1-6.
Как видно из рисунка, семена, поступающие на предприятие
автомобильным транспортом, взвешиваются на автомобильных ве-
сах. Разгрузка автомашин производится с помощью автомобиле-
разгрузчика 12 в приемные лари, расположенные под ним. Затем
семена поступают на транспортеры 13 и 14 и подаются в нории
3 и 4, подающие семена в надвесовой бункер 5.
Взвешенные на весах 6 семена с помощью поворотного патруб-
ка и распределительного круга 7 направляются в надсепараторные
бункера 8, или на сушилки 11, или на переработку в производство.
Сухие и чистые семена могут направляться непосредственно по-
сле взвешивания на надсилосные транспортеры 20, 21, 22 и с них
в силосы элеватора 23. Влажные и засоренные семена в период
массового поступления могут быть направлены в силосы лишь для
кратковременного хранения. На длительное хранение в силосы за-
кладываются только очищенные от сорных примесей и высушенные
до оптимальной влажности семена.
Семена, очищенные от сорных примесей на воздушно-ситовых
сепараторах 9, поступают в подсепараторные бункера 10, из кото-
рых норией 3 или 4 подаются на подсилосные транспортеры 20,
21, 22 и с них в силосы. Сорные примеси, выделенные из семян на
сепараторах 9, шнеком 15 подаются в бункер для отходов 16 и вы-
возятся с предприятия автомашинами.
Семена, поступающие на предприятие в железнодорожных ва-
гонах 19, взвешиваются на вагонных весах и выгружаются из ва-
гонов в приемные лари 17. Из ларей они поступают на транспор-
тер 18, а затем нориями 1 или 2 подаются в надвесовые бункера
5. После взвешивания на весах 6 семена с помощью поворотного
патрубка и распределительного круга 7 мргут быть поданы1 в над-
сепараторные бункера 8 для очистки на сепараторах 9, на сушил-
ки 11 или на надсилосные транспортеры 20, 21, 22 и с них в силосы
элеватора 23, а также могут быть направлены на производство
для переработки.
Очищенные на сепараторах семена поступают в подсепаратор-
ные бункера 10, из которых норией 1 или 2 подаются на надсилос-
40

Рис. 1-6. Общая схема движения масличных семян в элеваторе
ные транспортеры и с них в силосы на хранение. Высушенные се-
мена с помощью этих же норий подаются на надсилосные транс-
портеры, а с них в силосы.
Из силосов семена с помощью подсилосных транспортеров 24 и -
25 направляются в нории 1, 2, 3, 4, которые подают семена на про-
изводство для переработки, на очистку, сушку или на надсилосные
транспортеры для переброски их в другой силос с целью провет-
ривания.
Такая технологическая схема отличается большой гибкостью и
маневренностью.
LZ Достоинствами элеваторных хранилищ является то, что они
относительно дешевы, компактны, огнестойки, надежны в эксплуа-
тации, в них осуществляется полная механизация погрузочно-раз-
грузочных работ и имеется возможность дистанционного управ-
ления всеми работами в хранилище. К недостаткам относится не-
возможность хранения в них семян с плохой сыпучестью (напри-
мер, семян хлопчатника), а также семян с непрочной или хрупкой
оболочкой, которая может быть разрушена при загрузке и выгруз-
ке семян из силосов (соя) или давлением верхних слоев на ниж-
ние при хранении (клещевина).
С;Механизированные склады представляют собой одно-
этажные сооружения, оборудованные транспортными средствами
для перемещения семян в вертикальном и горизонтальном направ-
лениях (рис. 1-7) с помощью нижних 1, 2 и верхних 3, 4 ленточ-
ных транспортеров. Пол в таких складах делается покатым, с ук-
лоном, что обеспечивает сползание содержимого к разгрузочным
ленточным транспортерам, подающим семена на переработку или
в другие склады. Активное вентилирование семян осуществляется
с помощью вентиляторов 5 и 6.
Ширина таких складов от 8 до 32 м, высота до 15 м, длина мо-
жет быть различной.
Рис. 1-7. Типовой механизированный склад
42
1480
Рис. 1-8. Склад шатрового типа
У одной из торцовых стен склада часто располагают рабочую
башню, в которой оборудовано приемное устройство, подъемно-
транспортное оборудование, весы, технологическое оборудование
для очистки и сушки семян.
Достоинствами механизированных складов являются полная
механизация загрузки и разгрузки склада, невысокая по сравне-
нию с элеваторами стоимость сооружения. К недостаткам относят-
ся необходимость большой площади для их размещения, невоз-
можность хранения слеживающихся семян, например хлопчат-
ника.
Склады шатрового типа с плоскими полами (рис. 1-8) загру-
жаются с помощью верхнего ленточного транспортера 1, а разгружаются с по-
мощью передвижных зернопогрузчиков или ленточных транспортеров 2, которы-
ми семена подают на систему транспортеров, направляющих их на очистку, суш-
ку или на переработку.
Склад для хранения семян хлопчатника вместимостью 36 тыс. т представ-
ляет собой два склада шатрового типа с плоским диом, соединенных между со-
бой башней (рис. 1-9).
Склад выполняется из сборного железобетона с сеткой колонн 24x6 м и с
навесами по обе стороны по 9 м. Для посортного хранения семян, а также с уче-
том противопожарных норм каждый пролет Склада и верхние галереи разделены
брандмауэрными стенами на 4 отсека по 30 м каждый. Семена из приемных
устройств нориями 3 подаются на ленточные транспортеры / верхних галерей.
Для распределения семян по отсекам на ленточных конвейерах установлены ста-
ционарные сбрасывающие плужки 2. Ленточные конвейеры для разгрузки семян
из склада проходят в каналах под навесом по обе стороны склада по всей длине
его до семяочистительного цеха. Ширина каналов 3,2 м, глубина 1,7 м. Выгрузка
семян из склада осуществляется при помощи шнековых погрузчиков КШП-5, пе-
редвижных ленточных транспортеров, подающих семена в шнеки 4, расположен-
ные в полу склада, с помощью которых семена поступают на ленточные транс-
портеры 5, расположенные вдоль склада под навесом.
Для предотвращения самосогревания и самовозгорания семян предусмот-
рена их активная вентиляция. Все склады шатрового типа (с горизонтальными и
наклонными полами) могут быть оборудованы установками для активного вен-
тилирования семян.
Бунтовые площадки - используются, как правило, для кратковремен-
ного хранения семян. Исключение составляет хлопчатник, семена которого бла-
43.
Рис. 1-9. Склад для хранения семян хлопчатника
годаря своей опушенностн выдерживают длительное хранение в бунтах. Площад-
ки для хранения хлопковых семян выполняют из бетона, асфальта или кирпича.
Хлопковые семена нормальной влажности в сухую погоду укладываются на
площадках пирамидами (45°) и плотно утрамбовываются. Образующаяся на их
поверхности корка предотвращает проникновение влаги внутрь бунта.
Для временного хранения семян других масличных культур оборудуют.
бунтовые площадки с твердым ровным покрытием, с водосточными канавками
вокруг. По сторонам площадок устанавливают щиты, семена укрывают брезен-
том, края которого должны выступать не менее чем на 0,5 м по периметру бунта.
Загрузка семян на бунтовые площадки и выгрузка их осуществляется с по-
мощью передвижных транспортеров. Возможно применение на бунтовых площад-
ках переносных и стационарных установок для активного вентилирования семян
с целью предупреждения их самосогревания или частичной подсушки.
§ 6. Механизация погрузочных и разгрузочных работ
ТГРИ ПРИЕМКЕ СЕМЯН НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
Масличные семена доставляются на предприятия железнодо-
рожным, автомобильным и водным транспортом.
В настоящее время механизация выгрузки семян из железнодо-
рожных вагонов осуществляется путем использования механичес-
ких лопат, вагоноопрокидывателей, инерционных машин, пневма-
тических разгрузчиков. Применяется также доставка семян в са-
моразгружающихся вагонах.
Принцип работы механической лопаты (рис. 1-10) со-
стоит в перемещении щита-лопаты 1 в семенной массе. Механичес-
кая лопата устанавливается в вагоне после выемки вагонного щи-
та из дверного проема. Включив приводной электродвигатель 3 и
натянув трос, намотанный на барабан 2, рабочий входит в вагон
и, повернувшись лицом к выходу, погружает лопату в семена (хо-
‘ .44
лостой ход А). Захватив неко-
торый объем семян, рабочий
прекращает натягивание тро-
са, и лебедка автоматически
переключается на рабочий ход
Б. Трос при этом наматывает-
ся на барабан, а направляе-
мая рабочим лопата выталки-
вает захваченный ею объем се-
мян из вагона. Эти операции
Рис. 1-10. Схема работы механической
лопаты
u>
повторяются до полной выгруз-
ки вагона. Четырехосный вагон
с помощью механизированной
лопаты ВНИИЗ разгружают
за 50—60 мин.
Недостатком в работе ло-
паты является необходимость нахождения рабочего в зоне раз-
грузки в запыленной среде.
Применение инерционной разгрузочной машины
И Р М-7 сокращает срок выгрузки семян из крытого вагона в 4—
5 раз и исключает использование ручного труда.
На колеблющейся платформе 1 (рис. 1-11) уложены рельсы;
на них устанавливают и закрепляют зажимами 2 разгружаемый
вагон.
Рельсы на платформе расположены на разных уровнях, что
создает угол наклона вагона 10°, этого достаточно для высыпания
семян при его колебании. Амплитуда колебаний платформы в на-
чальный период выгрузки составляет 35—40 мм, в конечный—75—
80 мм, максимальная может быть 90 мм. Машина управляется с
пульта 3. Производительность машины 240 т/ч, грузоподъем-
ность —90 т.
При перевозке хлопковых семян используются саморазгру-
ж а ю щ неся вагоны. Пол у этих вагонов состоит из двух схо-
дящихся наклонных плоскостей. Нижние части боковых стенок от-
кидные, на петлях. При разгрузке вагона рабочий с помощью спе-
циальных рычагов поднимает боковые стенки и семена ссыпаются
в приемные бункера.	*
Для перевозки легкосыпучих семян с насыпной плотностью до
0,5т/м3 разработан саморазгружающийся вагон-хоппер (рис. 1-12),
* в котором крышки разгрузочных люков 1 открываются и закры-
ваются специальными рычажными механизмами 2 с пневматичес-
ким приводом. Объем кузова 150 м3.
Для перевозки легкосыпучих семян используют также самораз-
гружающиеся вагоны- цементовозы.
Разгрузка вагонов вручную или с помощью механических раз-
грузчиков сопровождается большим выделением пыли. Примене-
нение пневматических разгрузчиков обеспечивает нор-
мальные санитарные условия при разгрузке и уменьшает затраты
физического труда.
45
13920-15350
Рис. 1-11. Схема разгрузочной инерционной машины ИРМ-7
Рис. 1-12. Саморазгружающийся вагон
Принцип действия этих машин заключается в том, что воздух,
двигаясь в нужном направлении, увлекает за собой сыпучий мате-
риал. Скорость воздуха должна обеспечивать перевод материала
во взвешенное состояние и передвижение его по трубопроводу с не-
обходимой скоростью. Из трех известных систем пневматических
транспортеров: всасывающей, нагнетательной и смешанной —в
масло-жировой промышленности применяется главным образом
всасывающая. Пневмотранспорт особенно широко применяется на
маслозаводах, перерабатывающих хлопковые семена, так как они,
имея опушенность 8% и более, обладают плохой сыпучестью и
разгрузка их из вагонов вручную или с помощью механических
лопат очень затруднительна.
Пневматический разгрузчик С-559Х для хлопковых семян (рис.
1-13) производительностью 25—30 т/ч используется для выгрузки
хлопковых семян из крытых железнодорожных вагонов в приемные
устройства прирельсовых складов.
Самоходное заборное устройство 4, управляемое с переносного
пульта, вводится в вагон. Под воздействием рыхлителей 3 хлоп-
ковые семена ссыпаются на подгребающие диски 1, подающие их
к всасывающему соплу 5. Непосредственно перед соплом враща-
ются нижние приводные рушители 2, интенсивно перемешиваю-
щие семена, что предотвращает образование пробок на входе. По
гибкому металлическому рукаву 6 семена поступают в конусную
46
часть бункера осадительной камеры 7, откуда тихоходным напор-
ным шнеком 12 через патрубок 13 с обратным клапаном 14 на-
правляются в склад или на переработку. Очистка воздуха, посту-
пающего в вакуум-насос 11 по воздухопроводу 10, производится
в рукавных фильтрах 9 осадительной камеры 8. Остаточное дав-
ление в системе 55,9—57,8 кПа. После выгрузки 49—50 т семян
фильтры очищают от накопившегося в них материала.
Для выгрузки семян подсолнечника из крытых железнодорож-
ных вагонов применяется пневмоустановка, обеспечивающая дис-
танционное перемещение заборного сопла в вагоне. Пневмораз-
грузчик состоит из самоходного заборного устройства, трубопро-
вода, циклона-разгрузителя, шлюзового затвора, циклона-пылеот-
делителя, воздуходувки, глушителя аэродинамического шума.
Производительность пневморазгрузчиков 40—80 т/ч.
Принцип действия самоходного заборного устройства заключа-
ется в том, что семена подгребаются шнеками во всасывающее
сопло, где подхватываются воздухом и подаются через трубопро-
вод к циклону-разгрузителю.
При выгрузке семян из автотранспорта на предприятиях внед-
рена схема комплексной механизации разгрузочных работ. В схе-
му входят операции отбора проб и взвешивания семян, разгрузки
их в приемный бункер с помощью автомобилеразгрузчиков и по-
следующей транспортировки на хранение (временное или постоян-
ное в зависимости от качества семян) или на очистку и сушку.
Для разгрузки автомашин с семенами используют автомоби-
леразгрузчики. Они бывают стационарные. и самоходные.
К стационарным автомобилеразгрузчикам относятся ТАП-2Ц,
ГУАР-15М, ГУАР-30, ПГА-25М, БПШФ-2М и др. Автомобилераз-
грузчик ГУАР-30 предназначен для разгрузки одиночных автомо-
билей, автотягачей с полуприцепами и автомобилей с одним или
несколькими прицепами без предварительной их расцепки. Автомо-
билеразгрузчики ПГА-25М и БПШФ-2М используют для разгруз-
ки одновременно автомобиля с прицепом грузоподъемностью 25 т.
Самоходные автомобилеразгрузчики А-101 и Н-108 применяются
на предприятиях в случае рассредоточенной разгрузки при неболь-
ших грузопотоках семян.
Рис. 1-13. Общий вид пневматического разгрузчика для’'хлопковых семян С-559Х
47
Внутрискладские погрузочно-разгрузочные и транспортные ра-
боты состоят из следующих основных операций: транспортирова-
ние семян из приемных устройств в складские емкости на хране-
ние или для подработки перед хранением (сушки и очистки); пе-
реброска семян из одной силосной ячейки в другие или на подра-
ботку; выгрузка семян из складов в производство.
Современные складские сооружения оборудованы стационарны-
ми устройствами для механизации этих работ. Для горизонтально-
го и наклонного перемещения семян применяют ленточные и скреб-
ковые транспортеры и шнеки, для вертикального — нории, редле-
ры и вертикальные шнеки; для смешанного — пневматические тран-
спортеры и транспортеры с погруженными скребками.
На открытых площадках для масличных семян и внутрисклад-
ских перевозок в шатровых складах широко используют самоход-
ные зернопогрузчики, которые относятся к машинам механического
типа непрерывного действия. Заборные органы погрузчиков вхо-
дят в семенную массу и при перемещении машины непрерывно по-
дают семена из насыпи на подъемный или отвальный транспор-
теры.
Заборные органы могут быть шнековые, скребковые, дисковые,
ковшовые, с подгребающими лопатами и комбинированные.
Наиболее распространены универсальные самоходные погруз-
чики КШП-3, КШП-ЗМ, КШП-4. Последние два созданы на базе
первого, производительность их до 75 т/ч. Они состоят из смонти-
рованной на тележке двухцепной ковшовой нории, заборных шне-
ков и отвального ленточного транспортера.
Универсальный погрузчик МГУ снабжен рыхлителем и может
быть использован при перегрузке трудносыпучих масс.-
г В масло-жировой промышленности широко применяются зерно-
погрузчики на самоходных автомобильных и тракторных шасси, на-
пример зернопогрузчики ЗПС-100-ЭШ, многоковшовые погрузчики
Д-565, Т-166М; последние особенно эффективны при работе со сле-
живающимися семенами, например хлопковыми. На предприятиях
масло-жировой промышленности находят применение также на-
весные зернопогрузчики — ЗПН-60, БУ-60 и некоторые другие.
Для выгрузки масличных семян из барж применяют пневмо-
разгрузочные устройства трех видов: стационарные установки,"
смонтированные на берегу или на плавучем перегружателе, и пере-
движные установки, расположенные на эстакаде.
Глава 2. ОЧИСТКА МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН ОТ ПРИМЕСЕЙ
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Семена масличных культур, поступающие для переработки на
предприятия маслодобывающей промышленности, представляют
собой, как правило, не однородную зерновую массу, А смесь, со-
стоящую из семян основной культуры и различных примесей.
48
Все примеси в маслосеменах делятся на сорные (минеральные
и органические), масличные и металлические.
Согласно товарной классификации, представленной в действу-
ющих стандартах, к сдрнызд примесям относят: для всех крупных
семян (подсолнечник, соя и др.) проход через сито с отверстиями ’
диаметром 3 мм, а для мелких семян (лен, горчица, конопля и
др.) — через сито с диаметром отверстий 1 мм; в остатке на сите
с отверстиями диаметром 3 мм: минеральную примесь (комочки
земли, галька, песок и т.п.); органическую примесь (остатки стеб-
лей, листьев, оболочки семян и т.п.); поврежденные семена (с яв-
но испорченным ядром черного цвета); семена всех других дико-
растущих и культурных растений; пустые семена — без ядра (для
семян подсолнечника, клещеви'ны и некоторых других).
К маслич.ньш_примесям относят семена основной культуры, об-
рушенные полностью или частично, изъеденные вредителями, би-
тые, давленые, испорченные самосогреванием или сушкой, заплес-
невевшие, поджаренные с измененным цветом ядра (от желтого до
темно-коричневого); недозрелые, недоразвитые, щуплые; пророс-
шие, с явными признаками прорастания; поврежденные морозом
(морозобойные) — незрелые, сморщенные, с ярко выраженным зе-
леным цветом семядолей в разрезе (для семян сои).
Определение чистоты семян (в %) может быть произведено по
формуле
Х = 100— (4 + 5/2),	(2-1)
где Л — содержание сорной примеси, %; Б — содержание масличной примеси, %.
По степени чистоты масличные семена делятся на три катего-
рии: чистые, средней чистоты и сорные. Для семян основных мас-
личных культур, возделываемых в СССР, категория устанавлива-
ется в зависимости от содержания сорных и масличных примесей,
предельное содержание которых указывается раздельно.
В процессе перевозок масличных семян и доставки их на мас-
лозаводы сор является вредным балластом. При повышенной сор-
ности семян перевозка десятков тысяч тонн сора приносит убыт-
ки народному хозяйству. В случае хранения неочищенных семян
сор непроизводительно занимает значительную часть полезной ем-
кости хранилища, при этом стоимость хранения сырья увеличива-
ется. При транспортировании такого сырья внутри хранилища вы-
деляется много пыли, что создает тяжелые условия труда. Мине-
Iальные примеси, являясь источником распространения грибных
I: плесневых микроорганизмов, способствуют появлению очагов са-
1мосогревания семян. При сушке семян растительный сор забивает
(проходы в сушилках, вызывает необходимость остановки их для
чистки и иногда является причиной пожара.
Засоренность семян, поступающих непосредственно в производ-
ство, отрицательно влияет на качество продукции, повышает по-
тери масла, увеличивает износ и число поломок машин и аппара-
тов, уменьшает их производительность и создает антисанитарные
условия труда.
4—857	'	,	49
1’1
I’
<1
Минеральные примеси ускоряют износ сит, валков, но-
жей и днищ жаровен. Попадая в жмых и шрот, минеральный сор
снижает содержание в нем протеина, увеличивает зольность и
уменьшает его кормовую ценность. Поглощая масло, минеральный
сор увеличивает масличность жмыха, шрота и потери масла с ним.
Попадая в масло, минеральные примеси могут придавать ему спе-
цифический землистый привкус. Наконец, присутствие минераль-
ных примесей сопутствует развитию в масле микроорганизмов, мо-
гущих вызвать прогоркание его. Кроме того, выделяющаяся в под-
готовительных отделениях маслозаводов пыль создает тяжелые
условия работы.
Орг«нические примеси, представляя собой в основном
клетчатку, ухудшают качество жмыха и шрота как кормовых про-
дуктов. Впитывая масло, эти примеси также увеличивают потери
масла со жмыхом и шротом.
Масличные примеси, состоящие из испорченных семян
перерабатываемой культуры' и семян других масличных растений,
в основном ухудшают качество готовой продукции — масла. Боль-
шое содержание испорченных семян делает масло непищевым вви-
ду высокой кислотности и затхлого вкуса. Присутствие в льняных
семенах рыжика, сурепицы, рапса значительно снижает ценность
льняного Масла как сырья для производства высококачественной
олифы.
Металлические (ферромагнитные) примеси по
размерам и форме очень разнообразны: от мельчайших пылинок
до кусков, значительно превышающих размеры семян. Металличе-
ская пыль часто образуется в результате износа рабочих частей
машин. Более крупные металлические частицы попадают в семена
при уборке урожая и транспортировании. Попадая в машины, ме-
таллопримеси повреждают их рабочие органы, ускоряют износ бы-
стровращающихся деталей и иногда вызывают аварии. При попа-
дании кусочков металла в рабочее пространство семенорушки, дро-
билки и т. п. могут возникнуть искры, что создает известную
пожароопасность. Попадание металлопримесей в жмых и шрот де-
лает их непригодными для использования в качестве кормов.
В зависимости от места установки очистительных машин раз-
личают очистку складскую (сырьевую), когда масличные семена
•очищаются перед направлением их на хранение, и производствен-
ную — перед направлением семян на переработку.
§ 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОЧИСТКИ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН ОТ ПРИМЕСЕЙ
Очистка семян от примесей основывается на различии основных
физических свойств семян очищаемой масличной культуры и со-
путствующих им примесей. Примеси могут отличаться от семян по
размерам и форме, плотности, аэродинамическим и магнитным свой-
ствам. В соответствии с этим для очистки семян от примесей при-
меняется различное технологическое оборудование с использова-
нием различных принципов очистки.	<
50
Основными методами очистки масличных семян от примесей
являются следующие:
1)	очистка семян от примесей, основанная на разделении сме-
си семян и сОра по величине и форме составляющих ее компонен-
тов. Такая очистка производится путем просеивания засоренных
семян через сита с различной величиной и формой отверстий;
2)	очистка семян, основанная на различии аэродинамических
свойств семян основной культуры и примесей. Для такой очистки
используются машины, работа которых основана на принципе се-
парации семенной массы в воздушном потоке;
3)	очистка семян от примесей механическими воздействиями с
использованием метода удара и трения;
4)	очистка семян от примесей путем мокрой обработки (мой-
ки) (не имеет широкого применения);
5)	очистка семян от металлических (ферромагнитных) приме-
сей, основанная на различии их магнитных свойств.
Для более тщательной очистки семян от посторонних примесей
в большинстве очистительных машин комбинируются различные
методы очистки.
§ 3. ОЧИСТКА СЕМЯН ОТ ПРИМЕСЕЙ, ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ НИХ
ПО РАЗМЕРАМ
Поступающая на очистку масса семян представляет собой смесь
семян основной культуры и сопутствующих им примесей различ-
ных размеров и формы. Отделение примесей, отличающихся от ос-
новной массы семян размерами, производится при помощи просеи-
вающих машин; основным рабочим органом таких машин являет-
ся система сит, которым сообщается тот или иной вид движения.
При сортировании смеси семян и примесей на сите получают-
ся две фракции: проход, представляющий собой частицы, раз-
меры которых меньше размеров отверстий сита, в результате чего
они проваливаются через отверстия, и сход — частицы, размеры
которых превышают размеры отверстий сита, благодаря чему они
остаются на сите.
Схема разделения продукта на сите изображена на рис. 2-1.
•\/Для правильного подбора сит с отверстиями соответствующих
размеров и осуществления сортировки (очистки) семян с наиболь-
шим эффектом необходимо знать
тур и основных примесей, засо-
ряющих их, которые приводятся
в соответствующей литературе.
Все. примеси помимо их деле-
ния на сорные и масличные мож->
но разделить по размерам на три
труппы: примеси большие, мень-
шие и равные (близкие) по раз-
мерам семенам основной культу-
ры. Первые две группы примесей
размеры семян различных куль-
Рис.-2-1. Схема разделения продукта
на сите
4*
51
Рис. 2-2. Вариационные кривые семян и
примесей
Рис. 2-3. Штампованные сита с круглы-
ми и продолговатыми отверстиями
отделяются в просеивающих машинах путем соответствую-
щего подбора сит и последовательного пропуска через них
засоренных семян. При этом крупный сор будет идти схо-
дом с верхнего сита, а основной продукт с более мелкими при-
месями будет проходить через отверстия первого сита и разде-
ляться на нижнем сите с отверстиями меньшего диаметра, где се-
мена уже пойдут сходом, а мелкий сор — проходом.
Примеси, равные по размерам семенам, не могут быть отделе-
ны на просеивающих машинах и составляют остаточную за-
соренность, с которой семена поступают на хранение или пе-
реработку. Кроме того, после очистки на просеивающих машинах
очищенные семена неизбежно будут содержать сор несколько
больших и меньших размеров, чем основной продукт, так как при
подборе сит для прохода семян исходят из их наибольшего раз-
мера, а для схода семян — из наименьшего.
Рациональное использование разности геометрических разме-
ров семян и примесей при выборе метода сепарирования смеси и
подборе сит возможно при условии массовых измерений длины,
ширины и толщины семян и анализа полученных данных. Резуль-
таты таких измерений оформляются в виде вариационных кривых,
показывающих, в каких предВлах изменяется данный признак се-
мян и примесей.
52
Предположим, что смесь состоит из трех фракций: основного
продукта — семян, мелких примесей и крупных примесей — и раз-
меры частиц каждой фракции характеризуются вариационными
кривыми, не перекрывающими друг друга (рис. 2-2, а).
Следовательно, в данном случае наибольший размер мелкой
примеси меньше минимального размера семян, а наибольший раз-
мер продукта меньше минимального размера крупной примеси.
В этом случае возможно с помощью одного сита разделить смесь
на две фракции, если выбрать размеры отверстий сита d или dlt
лежащие в промежутках между кривыми. При отверстиях диамет-
ром di сходом пойдет крупная примесь, а проходом — семена и
мелкая примесь. При направлении прохода на второе сито с от-
верстиями диаметром d сходом пойдет основной продукт, а про-
ходом— мелкая примесь. Таким образом, произойдет полное раз-
деление смеси на составные части.
Однако в большинстве случаев вариационные кривые размеров
семян и примесей перекрывают друг друга (рис. 2-2,6). В этом
случае полное разделение смеси невозможно. Например, если раз-
мер отверстий сита будет d\, то в сход пойдет весь основной про-
дукт и часть мелких примесей. При размере отверстий d[ будет
отделен весь мелкий сор, но с ним пойдет проходом и значитель-
ная часть наиболее мелких семян. При размерах отверстий d2 и
d' также нельзя добиться четкого разделения смеси.
Для отделения примесей, отличающихся от семян по размерам,
применяют сита, которые разделяются на пробивные (штампован-
ные) и плетеные (тканые).
Отверстия пробивных (штампованных) сит бывают круглыми и продол-
говатыми (рис. 2-3). Круглые отверстия располагают на металлическом листе
в шахматном порядке, продолговатые — параллельными рядами или также в
шахматном порядке. Для круглых отверстий рабочим размером считается диа-
метр, для продолговатых — ширина.
В настоящее время изготавливаются штампованные сита с круглыми от-
верстиями от 0,8 до 40 мм (диаметр) и с продолговатыми отверстиями от 0,5
до 10,0 мМ. (ширина). Длина продолговатых отверстий изменяется от 10 до
50 мм.
Преимущества штампованных сит заключаются в их большой механической
прочности, износоустойчивости и постоянстве размеров отверстий. Наряду с этим
они имеют существенные недостатки: живое сечение их невелико и составляет
от 15 до 50%, увеличиваясь с увеличением размеров отверстий; отверстия часто
засоряются.
Отверстия плетеных (тканых) сит имеют квадратную форму. Номер пле-
теного проволочного сита характеризует номинальный размер стороны отверстия
в миллиметрах. Выпускаются проволочные сита с двадцатью размерами отвер-
стий — от 0,6 до 9,0 мм.
Живое сечение проволочных сит изменяется от 48 до 85% и зависит от числа
нитей и диаметра проволоки.
Благодаря большему, чем у штампованных сит, живому сечению плетеные
сита при прочих равных условиях более производительны, меньше засоряются,
так как застрявшие в ячейках семена или примеси при движении сита могут
несколько раздвинуть проволоку и пройти через отверстия. К недостаткам этих
сит относится их меньшая механическая прочность, меньшее постоянство раз-
меров отверстий, возможность прохождения через отверстия частиц большего
размера, что объясняется подвижностью проволоки. В силу этих недостатков
53
плетеные проволочные сита значительно реже используются в машинах для
очистки семян и зерна, чем штампованные.
К числу тканых сит относятся также шелковые и капроновые сита, кото-
рые хотя и не применяются для очистки семян, ио могут использоваться для
сортировки некоторых продуктов, например при производстве горчичного порош-
ка на маслозаводах.
Обязательным условием просеивания, т. е. разделения смеси,
является ее движение по ситовой поверхности. В этих целях плос-
кие сита в просеивающих машинах приводят в движение, которое
в общем может быть четырех видов:
возвратно-поступательное по направлению движения продукта;
возвратно-поступательное поперек направления движения про-
дукта;
круговое в плоскости сита;
круговое высокочастотное малоамплитудное (вибрация) в вер-
тикальной плоскости.
Для лучшего перемещения материала плоским ситам в просеи-
вающих машинах во всех случаях придают слегка наклонное по-
ложение с углом наклона 10—15°.
Машины для очистки масличных семян, работа которых осно-
вана на принципе разделения смеси по разности размеров состав-
ляющих ее компонентов (семян и примесей), представлены неболь-
шим числом конструкций.
Для предварительной очистки семян хлопчатника от посторон-
них примесей применяются машины, называемые буратами.
Бур ат (рис. 2-4, а) представляет собой цилиндрический или
призматический многогранный барабан, поверхность которого об-
тянута штампованными ситами. Крепится барабан на валу с укло-
ном ~ 1 : 20 по длине и вращается вокруг своей оси с частотой око-
ло 20 об/мин. Барабан может.иметь форму усеченной пирамиды
или усеченного конуса; в этом случае вал устанавливается гори-
зонтально, а уклон, необходимый для передвижения семян, соз-
дается благодаря уклону боковой поверхности барабана.
Современный бурат для очистки хлопковых семян (рис. 2-4,6)
представляет собой шестигранный барабан в виде усеченной пира-
миды (или призматический). Барабан заключен в неподвижный ко-
жух, к которому вверху присоединяется воздуховод аспирацион-
ной системы.
Семена по течке поступают внутрь вращающегося барабана и
вследствие уклона его граней перемещаются по направлению к
противоположному концу. При вращении барабана семена подни-
маются гранями на некоторую высоту, сбрасываются или скатыва-
ются вниз, подхватываются следующей гранью и снова поднима-
ются вверх. В процессе такого движения семян в первой части ба-
рабана отделяются мелкие примеси, проходящие через сито с от-
верстиями малого диаметра. Продвигаясь вдоль барабана дальше,
семена проходят через отверстия сит большего диаметра, а все
крупные примеси идут сходом с конца барабана и по течке отво-
дятся на специальный транспортер или в сборник сора. Под бара-
баном бурата помещается двухходовой шнек, который перемещает
54
Рис. 2-4. Бурат для очистки хлопковых семян:
а — технологические схемы работы; б—общий вид
в одну сторону мелкий сор, а в другую — семена, выводя их по
течкам из машины.
Оптимальная частота вращения барабана бурата составляет
20—26 об/мин* При большей частоте вращения центробежная сила
начинает препятствовать перемещению семян вдоль барабана, а
при меньшей производительность бурата падает. При очистке сред-
незасоренных семян производительность бурата с длиной бараба-
на 5500 мм и шириной грани 750 мм составляет 120 т/сут семян
хлопчатника; при этом удаляется 100% крупного и 50—60% мел-
кого сора.
Бурат — громоздкая машина, имеющая большую ситовую по-
верхность, которая, однако, полезно используется только на 20—
25%, в результате чего при больших габаритах он имеет сравни-
тельно малую производительность. Эти недостатки бурата приве-
ли к разработке других, более совершенных конструкций машин
для очистки семян хлопчатника.
Для предварительной очистки хлопковых семян от посторонних
примесей может использоваться машина МХС, являющаяся мо-
дернизированным двойным встряхивателем, состоящим из двух
рам с гладкими или ступенчатыми ситами, которым сообщается
возвратно-поступательное движение.
55
Применение ступенчатых самоочищающихся сит обеспечивает
хорошее перемешивание семян при их движении. Рабочая поверх-
ность сит в машине МХС используется значительно полнее, чем в
бурате, благодаря чему габариты ее почти в 2 раза меньше при
той же производительности (120 т/сут).
В СССР и за рубежом в горной, угольной и некоторых отрас-
лях пищевой промышленности довольно широко применяются бы-
строходные вибрационные разделительные машины. Вибрацион-
ные сита, как показал опыт их эксплуатации, дают наибольший
эффект при просеивании по сравнению с другими видами сит. По-
пытки использовать вибрационный принцип в машинах для очист-
ки масличных семян предпринимались неоднократно, но до про-
мышленного применения доведены не были.
§ 4. ОЧИСТКА СЕМЯН ОТ ПРИМЕСЕЙ, ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ОТ НИХ
ПО АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ
Примеси, равные или незначительно отличающиеся по разме-
рам и по форме от'основного продукта — семян, не могут быть от-
делены при помощи сит. Ввиду этого при очистке масличных се-
мян широко используется принцип пневматической сепа-
рации, основанный на различии аэродинамических свойств семян
и примесей, т. е. на различной их сопротивляемости воздушному
потоку. Частицы, которые встречают со стороны воздушной среды
большее сопротивление, будут двигаться относительно воздуха мед-
леннее, чем частицы, встречающие меньшее сопротивление.
'Поведение отдельной частицы в воздушном потоке зависит от
ее ?веса, зформы и ^размера,^положения по отношению к потоку и
состояний поверхности частйцы, аЛгакже от скорости движения и
состояния воздуха. /
Сила, с которой воздушный поток действует на от-
дельную частицу, выражается уравнением
Р = kFv2y/g,
ВооИцшныИ лоток •
Рис. 2-5.
Действие
сил на
частицу в
воздушном
потоке
(2-2)
где Р — сила сопротивления воздуха движению частицы, Н; k—
коэффициент сопротивления; F — площадь проекции частицы на
плоскость, перпендикулярную направлению воздушного потока
(миделево сечение), м2; v — относительная скорость частицы по
отношению к воздуху, м/с; у — удельный вес воздуха, Н/м3; g—
ускорение свободного падения, м/с2.
Коэффициент сопротивления k является безразмер-
ной величиной, зависящей Ът формы частицы, состоя-
ния ее поверхности и положения частицы в воздушном
потоке, т. е. от ее удобообтекаемости.
Если частицу весом Q поместить в канал (рис. 2-5),
в котором вентилятором создается вертикальный воз-
душный поток, движущийся с некоторой скоростью v
снизу вверх, то она будет находиться под действием
двух сил: давления воздушного потока Р и веса час-
56
тицы Q. Если Q>P, частица будет двигаться вниз, и, наоборот,
если Q<P, частица будет перемещаться вверх.
При определенной скорости воздуха v наступит состояние, ког-
да P=Q, и абсолютная скорость частицы и станет равной нулю.
В этом случае относительная скорость частицы v будет равна дей-
ствительной скорости воздушного потока, но обратно направлена,
а абсолютная скорость м=0, т. е. частица будет находиться в воз-
душном потоке во взвешенном состоянии. Эта скорость называется
критической, или скоростью витания, и обозначается
Окр.
Величина критической скорости (в м/с) определяется из фор-
мулы (2-3), в которой сила Р приравнивается к весу частицы Q:
ркр = VQg/kFy .	(2-3)
Ускорение w, которое сообщает частице сила Р, определяется
величиной
w = Р/т = kFyv2/tng,
где т — масса частицы; m=Pg кг-сг/м.
Тогда
ш = kyFu4Q-
Коэффициент kyF/Q при о2 называется коэффициентом
парусности и обозначается через Кп.
Вводя значение
Ka^kyF/Q	(2-4)
в уравнение (2-3), получим значение критической скорости:
«кр =	,	(2-5)
т. е. критическая скорость обратно пропорциональна корню квад-
ратному из коэффициента парусности.
' ' Основным условием разделения смеси семян и примесей в воз-
душном потокё" является создание такой скорости воздуха,' кото-
рая была бы больше скорости витания примесей и меньше скоро-
сти витания семян.		’ _
— Необходимо отметить, что критическая скорость и коэффициент
парусности, как это видно из уравнений (2-3) и (2-4),_неявляютс^
с!шсЗ;ш1ШТ>тми для~ одт1ой-}{-тсгй жС '1асти11ь? и зависят от площади
F, на которую оказывает давление воздушный поток. Сила давле-
ния воздуха Р остается постоянной только для шарообразной час-
тицы, имеющей во всех положениях одинаковые F и k. Частицы
удлиненной, неправильной формы имеют разное значение F при
различном положении в воздушном потоке, следовательно, меня-
ется сила давления Р на частицу и меняется значение окр И
В результате этого разделение смеси семян и примесей воздуш-
ным потоком является«^ёчетймртак как попадание отдельных ча-
стиц смеси в ту или инуюфракцию зависит от их положения в воз-
душном потоке в момент разделения.
Однако пневматическая сепарация широко используется при
разделении сыпучих продуктов, в частности при очистке маслич-
57
них семян, так как она дает возможность хорошо отделить легкие
органические примеси и мелкую минеральную пыль, а также семе-
на многих сорных растений. Пневматическая сепарация применя-
ется в качестве самостоятельного метода очистки и в сочетании с
другими методами.
Машины, в которых используется сепарирование смеси семян и
сора по различию их аэродинамических свойств, делятся на маши-
ны, работающие с переменным и постоянным количеством воздуха.
На рис. 2-6, а представлена схема работы машины с открытым
воздушным циклом, на рис. 2-6,6 — с замкнутым воздушным цик-
лом.
В машинах, работающих при переменном количестве
воздуха (с открытым воздушным циклом), воздух из окружаю-
щего помещения просасывается через рабочую камеру (см. рис.
2-6, а), где пересекает поток падающих семян и уносит легкие при-
меси и пыль в осадочную камеру. Здесь значительная часть при-
месей выпадает, а освобожденный от примесей воздух вместе с
частью легких относов вентилятором выбрасывается в фильтр или
циклон. К недостаткам машин, работающих с переменным коли-
чеством воздуха, относится главным образом необходимость очи-
стки отработанного воздуха и установки для этих целей громозд-
ких пылеулавливающих устройств.
В машинах, работающих при постоянном количестве
воздуха (с замкнутым воздушным циклом), струя его, подавае-
мая вентилятором, пересекает в рабочей камере поток семян (см.
рис. 2-6, б) и уносйт легкие примеси и мелкую пыль в осадочную
камеру. Здесь примеси выпадают, а очищенный воздух тем же
вентилятором возвращается в рабочую камеру. Таким образом, в
этих машинах одно и то же количество воздуха перемещается по
замкнутому циклу.
Машины, работающие с постоянным количеством воздуха, ли-
шены недостатков машин с открытым воздушным циклом. Однако
необходимо отметить, что до настоящего времени еще не найдено
надлежащее конструктивное решение, которое устранило бы вы-
деление пыли в местах выхода очищаемого продукта из продувоч-
ных каналов и позволило бы полностью улавливать пыль, цирку-
лирующую вместе с воздухом. Это является большим недостатком
Рис. 2-6. Схема действия машин:
а —с открытым воздушным циклом; б —с замкнутым воздушным циклом; / — рабочая ка-
мера; 2 — вентилятор; 3 — осадочная камера
58
марлин с замкнутым воздушным
циклом, вынуждающим осторожно
подходить к их выбору.
К числу машин, в которых ис-
пользуется принцип пневматической
сепарации без сочетания его с дру-
гими методами очистки, относятся
аспирационные колонки и различ-
ные аспираторы.
На предприятиях, перерабатыва-
ющих семена хлопчатника, для очи-
стки семян применяют специальные
машины, в которых используется
только метод пневматической сепа-
рации- семян и сорных примесей.
К числу их относится пневматичес-
кий чиститель семян ЧСП и семя-
очистительная установка УСМ.
Чиститель семян ЧСП (рис. 2-7)'
предназначен для отделения от се-
мян хлопчатника тяжелых приме-
сей, а также для частичного удале-
ния органического и неорганическо-
го сора, волокна и недозревших,
щуплых семян.
• Семена через шлюзовой затвор
1 поступают в наклонную течку
шахты 2, по которой падают вниз
навстречу потоку воздуха, нагнета-
емого вентилятором. В шахте круп-
ные тяжелые примеси падают вниз в
твор4 выводятся из машины. Семена
Рис. 2-7. Пневматический
чиститель семян ЧСП
камнеуловитель 3 и через за-
подхватываются потоком воз-
духа и через узкий проход сопла уносятся в сепарационную каме-
ру 6. Благодаря резкому увеличению сечения камеры по сравне-
нию с соплом скорость потока воздуха в ней снижается, семена
падают вниз и выводятся из аппарата через затвор 5. Мелкие и
легкие сорные примеси, пух и щуплые семена уносятся воздухом
через верхнее отверстие камеры 6 в циклон. Режим работы чисти-
теля регулируется заслонкой 7, которая находится внутри сепара-
ционной камеры: поворачивая ее с помощью рычага, выведенного
наружу, изменяют свободное сечение для прохода воздуха и его
скорость.
Производительность пневматического чистителя составляет до
150 т/сут семян, очистительный эффект по тяжелым примесям ра-
вен 95%, а по мелкому органическому и неорганическому сору до
50%.
Для удаления из семян хлопчатника тяжелых примесей и час-
тично легкого органического и минерального сора применяют так-
же семяочнстительную установку УСМ (рис. 2-8,а), которая со-
59
Рис. 2-8. Семяочистительная установка УСМ:
а — общая схема установки; б — схема устройства питателя
стоит из трех основных частей: питателя 1, осадительной камеры
4 и инерционного сепаратора 6, которые соединяются между собой
воздуховодами. Семена подаются в питатель 1, который распреде-
ляет семена равномерным слоем по всей ширине аспирационного •
канала 2. Семена и легкие примеси уносятся потоком воздуха, соз-
даваемым вентилятором 10, вверх, а тяжелые примеси падают
вниз.
Из канала 2 семена и легкие примеси попадают в осадочную
камеру 4, из которой легкие примеси (пух, органический сор, пус-
тые семена) уносятся воздушным потоком в воздуховод 5, а очи-
щенные семена, теряя скорость, падают вниз и через вакуум-кла-
пан 3 направляются на переработку. Легкие примеси воздушным
потоком транспортируются по воздуховоду 5 к инерционному сепа-
ратору 6, в котором происходит отделение пустых, щуплых и уне-
сенных с ними отдельных здоровых семян от собственно сора. Се-
мена, перемещаясь по инерции, осаждаются в приемной камере
инерционного сепаратора и через разгрузочный клапан 8 направ-
ляются в поток очищенных семян, идущих на переработку. Воздух
в сепараторе 6 направляется через дроссельную заслонку 9 к вен-
тилятору 10, увлекая с собой пух, легкий органический сор и ми-
неральную пыль, которые, пройдя вентилятор, выбрасываются с
потоком воздуха в циклонную воздухоочистительную установку 7, ,
где осаждаются и периодически выводятся в сборник для сора.
Существенной частью установки УСМ является питатель кон-
струкции СредазНИПКИпищепрома (рис. 2-8,6), позволяющий
равномерно питать установку семенами и регулировать ее произ-
водительность. Семена подаются в приемную коробку 3 питателя
и валиком 4 распределяются по всей ширине сотрясательного си- х
та 5, расположенного наклонно под углом 8° внутри станины 6.
Сито имеет отверстия диаметром 1—1,5 мм и совершает возврат-
но-поступательные движения. На сите проходом отделяется мелкий
неорганический сор, а идущие сходом семена с крупными тяже-
60
дыми примесями и легким органическим сором равномерным сло-
ем распределяются по всей ширине аспирационного канала 1.
С помощью шибера 2 дополнительно регулируется скорость воз-
душного потока, а следовательно, и производительность семяочи-
стительной установки УСМ. Шнек 7 служит для приема и тран-
спортировки тяжелых примесей, выпадающих в аспирационном
канале, и мелкого неорганического сора с поддона питателя.
Производительность всей установки УСМ в комплекте с опи-
санным питателем составляет по семенам хлопчатника 9—10 т/ч.
Очистительный эффект установки по тяжелым примесям с массой
более 3,5 г достигает 100%, а по мелким и легким примесям —
90—92%.
§ 5. КОМБИНИРОВАННАЯ ОЧИСТКА СЕМЯН ОТ ПРИМЕСЕЙ
Требования, предъявляемые в настоящее время к процессам
очистки масличных семян, обусловливают совмещение в большин-
стве современных машин- двух и более принципов очистки. Такие
машины дают больший технологический эффект при небольшой за-
нимаемой ими площади производственного помещения. Из очисти-
тельных машин, в которых комбинируются два или три метода
очистки, наибольшее распространение получили воздушно-ситовые
зерновые сепараторы, широко используемые при очистке семян
подсолнечника, льна, конопли, сои, клещевины, рапса и других
масличных культур.
В сепараторах разделение смеси семян и примесей производит-
ся на основе различия их размеров путем просеивания на ситах и
одновременно на основе различия аэродинамических свойств —пу-
тем продувания воздухом. Кроме того, в современных сепараторах
осуществляется улавливание ферромагнитных примесей из семян
при помощи постоянных магнитов.
По характеру движения воздуха в аспирационном устройстве
сепараторы делятся на две группы:
1) сепараторы с открытым воздушным циклом или с перемен-
ным объемом воздуха;
2) сепараторы с замкнутым воздушным циклом или с посто-
янным объемом воздуха.
На рис. 2-9 изображена технологическая схема сепаратора
с открытым воздушным циклом.
Основные части машины: ситовый кузов I, аспирационное уст-
ройство II с приемной коробкой, вентиляторы III, приводной меха-
низм IV. В некоторых типах сепараторов вентиляторы выносятся
из машины.
Технологический процесс очистки семян в сепараторе протека-
ет следующим образом. Семена поступают в приемную коробку 1,
открывают своим весом загрузочные клапаны 2 и равномерным
слоем падают в канал первой продувки 3. Воздух, засасываемый
вентилятором 15 из помещения, пронизывает поток падающих се-
мян и уносит легкие примеси в аспирационную камеру 14, где
61
Рис. 2-9. Технологическая схема
зерноочистительного сепаратора
с открытым воздушным циклом
примеси осаждаются и выво-
дятся из машины по наклонно-
му лотку. Воздух, освобожден-
ный от большей части аспира-
ционных примесей, выбрасы-
вается вентилятором в циклон
или фильтр для улавливания
легких относов, не отделенных
в аспирационной камере.
Пройдя канал первой про-
дувки, семена поступают в си-
товый кузов, приводимый в
возвратно-поступательное дви-
жение. В ситовом кузове семе-
на попадают на приемное си-
то 4, задерживающее самые
крупные случайные примеси,
которые идут сходом и выво-
дятся по лотку 5. Проход,
представляющий собой основ-
ную массу семян и примесей,
поступает на отсевное сито 6,
где сходом идут крупные при-
меси, а семена и мелкие при-
меси — проходом.
На следующем, разгрузочно-сортировочном сите 7 осуществля-
ется сортировка семян на две фракции по величине. Крупная
фракция, идущая сходом, выводится из машины, а мелкие семе-
на и сор попадают на нижнее подсевное сито 8. На подсевном сите
мелкие семена отделяются от сора, семена идут сходом, а мелкие
пргимеси, так называемый «подсев»—проходом. Освобожденные
от крупных и мелких примесей семена, идущие сходом с разгру-
зочного и подсевного сита, преодолевая усилие выпускного кла-
пана 11, поступают в канал второй продувки 10 и в нем продува-
ются воздушным потоком, создаваемым вентилятором 12. Легкие
примеси, уносимые воздухом из семян, оседают в аспирационной
камере 13 и выводятся из нее по лотку.
Очищенный от примесей воздух поступает в вентилятор и из
него направляется в циклон или фильтр, где улавливаются легкие
относы.
Выходя из канала второй продувки, поток семян попадает на
плоскость постоянных магнитов 9, задерживающих металлические
примеси.
Очищенные семена выпускаются из машины через нижнее от-
верстие аспирационного канала.
Аспирационный режим, т. е. скорость воздуха в каналах пер-
вой и второй продувки, регулируется поворотными клапанами,
установленными в выхлопных отверстиях вентиляторов. Для
очистки сит от застрявших в их ячейках семян и примесей разгру-
62
зочно-сортировочное и подсевное сита снабжаются щеточным ме-
.ханизмом, расположенным под их поверхностью и совершающим
возвратно-поступательные движения с небольшой скоростью.
Технологическая схема сепаратора с замкнутым цик-
лом воздуха изображена на рис. 2-10. Принципиальным от-
личием его от описанного выше сепаратора является циркуляция
•в аспирационной системе одного и того же количества воздуха,
т. е. работа с замкнутым воздушным циклом. Условные обозначе-
ния на рис. 2-10 те же, что и на рис. 2-9.
В типоразмерах всех сепараторов цифра после буквенного обоз-
начения указывает производительность сепаратора (в т/ч) по тя-
желому зерну (пшенице) с насыпной плотностью 760 .кг/м3. В>
случае очистки семян масличных культур производительность се-
паратора должна быть не менее указанной в типоразмере, умно-
женной на соответствующий коэффициент меньше единицы. Вели-
чина этого коэффициента зависит от насыпной плотности очищае-
мых семян и, например, для семян подсолнечника составляет
0,4—0,5.
Характерной особенностью современных стационарных сепа-
раторов является наличие четырех рядов сит и магнитного за-
граждения, расположенного в выпускном канале. Ввод в сепара-
тор так называемого разгрузочно-сортировочного сита дал воз-
можность не только разгрузить подсевное сито и увеличить эф-
фективность его работы, но позволил сортировать семена на две
фракции по размерам и направлять на дальнейшую переработку
каждую фракцию отдельно. Это мероприятие может значительно
улучшить технологический процесс обрушивания масличных се-
мян и снизить потери масла в производстве.
Рис. 2-10. Технологическая схема
зерноочистительного сепаратора
с замкнутым воздушным циклом
Рис. 2-11. Технологическая схема
очистки семян на сепараторах
ЗСМ-50 и ЗСМ-100
63
Зерноочистительные сепараторы делятся на две большие
группы:
1) ЗСМ.— для предприятий с механическим внутрицеховым
транспортом;
2) ЗСП — для предприятий с пневматическим транспортом.
На предприятиях маслодобывающей промышленности исклю-
чительное применение получили сепараторы ЗСМ, которые выпу-
скаются с производительностью от 2,5 до 100 т/ч и имеют марки
(типоразмеры) ЗСМ-2,5, ЗСМ-5, ЗСМ-10, ЗСМ-20, ЗСМ-50 и
ЗСМ-100, причем первые четыре сепаратора предназначены для
вторичной производственной очистки семян на маслозаводах, два
последних (ЗСМ-50 и ЗСМ-100) — для сырьевой очистки. Однако
при необходимости сепараторы ЗСМ-50, ЗСМ-100 могут исполь-
зоваться для технологической очистки. При этом производитель-
ность их снижается примерно на 50%.
По устройству, работе и технологической схеме очистки семян
сепараторы ЗСМ-50 и ЗСМ-100 совершенно одинаковы, причем
сепаратор ЗСМ-100 представляет собой два спаренных сепаратора
ЗСМ-50, станины которых жестко соединены между собой, аспи-
рационные камеры работают на общие выводящие шнеки, а схо-
ды примесей с приемных и сортировочных сит с обеих частей се-
паратора объединены между собой в два самостоятельных потока.
Технологическая схема очистки семян в сепараторах
ЗСМ-50иЗСМ-100 представлена на рис. 2-11.
Семена поступают в приемную камеру 1 и шнеком 2 распреде-
ляются по всей ее ширине. Преодолевая сопротивление клапана 3,
регулирующего производительность, семена равномерным слоем
поступают в аспирационный канал первой продувки 4. Здесь от
семян отделяются легкие примеси, которые уносятся воздушным
потоком в первую осадочную камеру 14 и выводятся из нее шне-
ком 15 за пределы машины.
Из канала первой продувки семена попадают на приемное! си-
то 5, расположенное с уклоном 6°, на котором происходит отделе-
ние крупного сора, удаляемого из машины по лотку 6. Пройдя
приемное сито, семена поступают двумя параллельными потоками
на сортировочные сита 7 верхнего и нижнего кузовов. С сортиро-
вочных сит сходом идут примеси крупнее семян, которые лотками
11 выводятся из машины. Проходом через сортировочные сита се-
мена и мелкие примеси поступают на нижние, подсевные сита 8
верхнего и нижнего кузовов, работающие также параллельно.
Уклон сортировочных и подсевных сит составляет 11°.	,
Сходом с подсевных сит идут очищенные семена, которые, по-
ступив в аспирационный канал второй продувки 12, пронизыва-
ются воздушным потоком. При этом легкие примеси по аспира-
ционному каналу уносятся во вторую осадочную камеру 13 и
шнеком 16 выводятся за пределы машины. Проход подсевных сит
удаляется из машины поддонами 9 и поперечными лотками 10.
Диаметр отверстий приемного сита составляет 16—18 мм,1 сорти-
ровочного 12—10 мм, подсевного—3 мм.
64
В конструкции сепараторов ЗСМ-100 и ЗСМ-50 вентиляторы не
входят и устанавливаются отдельно. Производительность этих се-
параторов на сырьевой очистке по семенам подсолнечника состав-
ляет соответственно 40 и 20 т/ч при съеме сора до 70%.
к. Сепаратор ЗС-50 близок по устройству и работе к сепа-
ратору ЗСМ-50, но имеет вибролотковый питатель. Осадительные
камеры первой и второй продувок работают независимо, что обес-
печивает лучшее регулирование скоростей воздушных потолков в
пневмосепарирующих каналах. Съем сора при исходном его со-
держании выше 3% составляет при первой очистке 70%, а при за-,
соренности ниже 3%—50%. При очистке производственный съем
сора обычно не превышает 50% от исходного.
Для сырьевой очистки масличных семян предназначены сепа-
раторы КДП-80 и КДП-100. Сепаратор КДП-100 (рис.
2-12) состоит из главной рамы с приводным механизмом, двух пар
ситойых кузовов, аспирационного устройства с приемными короб-
ками.	. .
Семена подаются для очистки параллельно в две приемные ко-
робки 1 с вращающимися шнеками 2. Преодолевая сопротивление
грузового клапана, семена равномерным слоем по всей ширине пи-
тающей щели поступают в канал первой продувки 15, в котором
вертикальный воздушный поток пронизывает массу семян и уно-
5—857
65
сит из нее легковесные приме-
си в осадочную камеру 3. За-
тем семена поступают на при-
емное сито 13, сходом с кото-
рого по лотку 12 выводится
крупный сор.
Проходом через приемное
сито семена попадают на два
ряда сортировочных/ сит 14,
работающих параллельно. На
сортировочных ситах отдели-*
ются примеси, размер частиц
которых больше размеров се-
мян. Примеси крупнее семян,
идущие сходом с сортировоч-
ных сит, собираются в лотки
6, по которым направляются
в выходной патрубок 8, распо-
ложенный между кузовами, а
проходы обоих сортировочных
сит поступают на два ряда раз-
«грузочных сит 11, работающих
также параллельно. Семена с
Рис. 2-13. Технологическая схема	мелкими примесями идут схо-
сепаратора ПДП-10	дом с разгрузочных сит и по-
,	падают на подсевные сита 10.
Сходом с подсевных сит идут очищенные от крупных и мелких
примесей семена, которые вместе со сходом разгрузочных сит по-
ступают в аспирационный канал 7, где вновь подвергаются про-
дувке. При продувке легкие примеси отделяются от массы семян
и уносятся воздушным потоком в осадочную камеру 4. Проход
подсевных сит по наклонным днищам ^иоирается в поперечный ло-
ток 9, выводящий его из машины.
При выходе из канала второй продувки семена проходят через
j магниты, которое задерживают содержащиеся в них металличе-
ские примеси.
Тяжелые относы, выделенные из семян при продувке, собира-
ются в. осадочных камерах, откуда выводятся шнеками 5, а легкие
относы уносятся воздушным потоком в циклон или фильтр.
Сепараторы КДП-100 предназначены в основном для сырьевой
.очистки семян на элеваторах и складах. Вентилятор в конструк-
ции сепаратора отсутствует и устанавливается отдельно от маши-
ны. При очистке семян подсолнечника производительность сепа-
ратора КДП-100 составляет 720 т/сут.
Для производственной очистки масличных семян от.примесей
используются, как правило, сепараторы меньшей производитель-
ности, среди которых преимущественное распространение получи-
ли сепараторы ПДП-10 и ЗСМ-20.
Сепаратор ПДП-10 (рис. 2-13) состоит из станины 1,
66
двойного ситового кузова 4 с четырьмя рядами сит в каждой по-
ловине и с общими лотками для отходов, аспирационной камеры
9 с приемной коробкой, аспирационного канала 14 с магнитами 15,
вентилятора 10, эксцентрикового вала 2, приводимого в движение
от электродвигателя 17. Для очистки сит сепаратор оборудован
щеточным механизмом с .контрприводом. Ситовый кузов подвешен
’ в станине на четырех пружинных подвесках.
Семена, поступая в приемные коробки 8 сепаратора, открыва-
ют своим весом загрузочные клапаны 7 и ровным потоком попа-
дают в канал первой продувки. Воздух пронизывает семена и уно-
сит из них легкие примеси в аспирационную камеру 9. Относы осе-
дают в первой половине камеры 9 и падают в колеблющийся
наклонный лоток 6, который выводит их наружу. Воздух, освобож-
денный от крупных примесей, поступает из камеры по воздухово-
ду в вентилятор первой продувки, откуда направляется в фильтр
или циклон.	।
На подситке 5 отбираются крупные примеси, а семена, полу-
ченные проходом, поступают на сортировочные сита 11. Сходом с
। сит 11 дополнительно отбираются крупные примеси семян, а полу-
ченные проходом семена направляются на разгрузочные сита 12,
с крторых сходом идут наиболее крупные семена. Проход падает
на подсевные сита 3. Сход с разгрузочных сит, представляющий
собой крупные семена, выводят из сепаратора отдельно от мелких.
При отсутствии необходимости ’ в сортировке семян по величине
можно, выдвинув лотки из пазов в кузове, объединить сход с раз-
грузочных сит со сходом с подсевных сит.
Подсевное сито отделяет от семян мелкие органические и ми-
неральные примеси, которые собираются на поддоне кузова и вы-
водятся из него по лотку. Очищенные семена, преодолев вес вы-
пускного клапана 13, поступают в канал второй продувки, откуда
легкие примеси, уносимые из семян воздушным потоком, оседают
во второй половине аспирационной камеры 9, а воздух попадает в
вентилятор и оттуда в пылесборник. Поток очищенных семян из
I камеры 14 падает на плоскость постоянных магнитов 15 и, прохо-
дя их, освобождается от металлопримесей. Очищенные семена по-
ступают в течки 16 и выводятся из машины.
ч • Производительность сепаратора на второй очистке семян под-
солнечника составляет 100 т/сут при съеме сора 50%.
Для отделения .сорных примесей от семян по размерам и аэро-
динамическим свойствам, а также калибровки семян на две фрак-
ции по размерам применяют также сепаратор ЗСМ-20, уст-
ройство и работа которого аналогична сепаратору ЗСМ-50.
Производительность сепаратора ЗСМ-20 на производственной
очистке семян подсолнечника равна 140 т/сут при съеме сора 50%.
В последние годы разработаны новые виды стационарных сепараторов ори-
гинальных конструкций производительностью 6,12 и 20 т/ч с круговым посту-
пательным движением кузовов в горизонтальной плоскости.
Сепаратор А1-БМС-6 (рис. 2-14) состоит из следующих основных
узлов: приемной камеры 1, ситового кузова 7, аспирационных устройств 10, ста-
нины 2. Ситовый кузов состоит из рамы, в которую вмонтирован балансирный
Семена
—* Легкие принеси
----— Крупный сор
>•> Примеси крупнее тян
Мелкие Витые семена, арняш,
минеральные принеси
~о*- воздух
Рис. 2-15. Технологическая схема работы
сепаратора ЗСМ-20 шкафного типа:
/ — крупные семена; // — мелкие семена;
III — крупные примеси; IV — мелкие примеси
Рис. 2-14. Технологическая схема
сепаратора А1-БМС-6
механизм, сообщающий ситовому кузову круговое поступательное движение в
горизонтальной плоскости. Сверху на раме установлено три ряда сит: приемное
4, сортировочное 5, подсевное 6. Очищаются сита резиновыми шариками диа-
метром 38 мм, помещенными на фордонах ситовых рам. Все сита в кузове рас-
положены под углом 2° к горизонтали.
Осадочные камеры разобщены. Каждую камеру обслуживает встроенный
вентилятор. Аспирационные относы выводятся шнеками 11.
Приемная камера снабжена питающим устройством, которое автоматически
поддерживает постоянный уровень семян в камере. Питающее устройство состо-
ит из верхнего и нижнего грузовых клапанов, сблокированных'между собой ре-
гулируемой тягой. Семена, заполняя приемную камеру, поднимаются до верхнего
клапана и, преодолевая сопротивление грузов, отклоняют его. Одновременно от-
крывается сблокированный с верхним нижний клапан, и через образовавшуюся
щель семена поступают в канал первой продувки 3.
Благодаря постоянному подпору семян в приемной камере исключается под-
сос воздуха в осадочную камеру помимо пневмосепарирующего канала 9, что
увеличивает эффективность воздушной очистки в канале первой продувки.
Воздушный режим в обоих каналах можно регулировать независимо клапа-
нами, установленными в осадочных камерах. В нижнюю часть пиевмосепарирую-
шего канала второй продувки встроено магнитное заграждение 8 для улавлива-
ния ферромагнитных примесей.
Сепаратор ЗСШ-20 — шкафного типа, выполнен на базе рассева ЗРШ-4М
с круговым поступательным движением сит в горизонтальной плоскости и пред-
назначается для отделения примесей по размерам и сортировки семян на круп-
ную и мелкую фракции.
Разделение семян в сепараторе на фракции производится по схеме, приве-
— дениой иа рис. 2-15.
Сита очищаются резиновыми шариками 0 25 и 38 мм, за исключением при-
емных, где очистка не нужна. Для предотвращения комкования крупных при-
68
месей и залегания отходов ситовые рамы № 13 и 14 установлены с наклоном
1°, что увеличивает скорость подачи верхнего слоя продукта. Кроме того, вход-
ное сечение иа каждую последующую раму сделано больше выходного сечения
с предыдущей рамы, чтобы образовавшийся ком из примесей ие застревал в
перепускном канале.
Для предотвращения попадания семян в отходы на сходовом конце нижних
сортировочных сит установлены пороги высотой 30 мм.
Шкафная конструкция с выдвижными ситовыми рамами облегчает обслужи-
вание и создает хорошие условия для герметизации и аспирации машины, а кру-
говые колебания ситовых рам в горизонтальной плоскости обеспечивают опти-
мальные условия для самосортироваиия и сепарирования смеси семяи.
На базе конструкции сепаратора ЗСШ-20 создан двухсекционный сепара-
тор БМС-12 производительностью 12 т/ч по тяжелому зерну. Сепаратор успешно
прошел производственные испытания и рекомендован к серийному производству.
Как и в сепараторе ЗСШ-20, после очистки на сепараторе БМС-12 получают
четыре фракции: крупные и мелкие семена, крупные и мелкие примеси.
По данным производственных испытаний сепараторов шкафного типа эффек-
тивность очистки иа них семян составляет по примесям (в %): зерновой 47—63,
сорной 76—85, крупной 90—100, мелкой 61—68, легкой 72—88.
Для очистки масличных семян от всех видов сорных примесей — крупных,
мелких, легких — в одной установке применяется комплексная линия
очистки масличных семян КЛОМ. Как показали исследования про-
цесса очистки семян подсолнечника, для достижения большего эффекта наибо-
лее целесообразна дифференцироваииая очистка от каждого вида примесей на
отдельном оборудовании, т. е. необходим комплекс оборудования с дифференци-
ацией способов очистки по различным признакам и с более полным учетом осо-
бенностей физико-механических свойств семян.
Такой принцип очистки семян подсолнечника и осуществляется в линии
КЛОМ, разработанной ВНИЭКИпродмашем совместно с МТИПП.
Линия (рис. 2-16) представляет собой агрегат, в котором все технологиче-
ское, транспортное, аспирационное и электротехническое оборудование смонтиро-
вано на разборной металлической станине, вертикальные колонны которой связа-
ны по высоте двумя горизонтальными площадками. Очистка семяи подсолнечни-
ка иа линии КЛОМ предусматривает обработку семяи на отдельных машинах
для выделения различных по свойствам примесей, а также частичное фракциони-
рование семян по размерам с целью уменьшения нагрузок на рабочие органы
машины и создания благоприятных условий для более эффективной очистки.
На схеме показаны пути движения семяи и отходов через машины и аппа-
раты линии. Семена двумя параллельными потоками поступают в ворохоочисти-
тели 1, имеющие сита с диаметром отверстий 12—15 мм и углом наклона 8° и
разделенные на две зоны — рабочую и коитрольно-сходовую. Проходом рабочей
зоны выделяется фракция, состоящая преимущественно из семяи, а сходом—
крупные примеси. В контрольно-сходовой зоне проходом выделяется остальная
часть.семяи в смеси с мелкими примесями.
Семена, выделенные проходом, направляются в пневмосепарирующий канал
аспирационной камеры 2., Скорость воздушного потока в канале регулируется
в пределах 3—7 м/с, при этом основная масса легких примесей уносится в оса-
дочную камеру, где осаждается и выводится в отходы. Из пиевмосепарирующего
канала семена через скатно-щелевые делители направляются на два ситовых
сепаратора 3, поступая параллельными потоками иа сортировочные сита верх-
него и нижиего корпусов. Диаметр отверстий сортировочных сит 10—12 мм,
подсевных — 3 мм.
Проход сортировочных сит (семена и примеси) поступает на подсевные
сита верхнего и нижнего корпусов, работающие параллельно. Проход подсев-
ных сит (частицы обрушенных ядер, песок и другие мелкие примеси) выводятся
из машины в шнек отходов. Сход с подсевных /шт (семена и примеси) поступает
в пиевмосепарирующий канал аспирационной камеры 4 и продувается потоком
воздуха со скоростью 10—14 м/с, в результате чего в осадочную камеру уио-
кяТСЯ	семена с легкими примесями, которые повторно аспирируются в
мере 5. Нормальные семена направляются в шкафной сепаратор 6, где допол-
тельио очищаются от мелких примесей. Сход сортировочных сит (крупные се-
69
Рис. 2-16. Технологическая схема комплексной линии очистки масличных семян ,
мена с оставшимися крупными примесями) поступает в пневмосепарирующий
канал отдельной аспирационной камеры (на рисунке не показана), где продува-
ются потоком воздуха со скоростью 3—7 м/с. Семена освобождаются от легких
примесей и выводятся из линии очистки, объединяясь с чистыми семенами, вы-
ходящими из шкафного сепаратора. Воздух из аспирационных систем очищается
в пылеосадочном устройстве 7. Производительность линии 25—30 т/ч по семенам
подсолнечника. Расход воздуха 55—60 тыс. м3/ч. Эффективность по очистке от
примесей (в %): крупных и посторонних 90—95, легких 80—95, мелких (под-
сева) 85—95, органических крупных 80—90.
70
Для комбинированной очистки хлопковых семян применяют
пневматические семяочистители, так как очистка их
на буратах или машинах МХС не дает достаточно полного съема
сора, потому что примеси, близкие по своим размерам к семенам,
на этих машинах не отделяются.
Пневматический семяочиститель МО (рис. 2-17) состоит из си-
товой рамы I, совершающей возвратно-поступательные движения,
и аспирационной камеры // с вентилятором. Прошедшие предва-
рительную очистку хлопковые семена поступают в приемную ка-
меру 1, откуда при помощи питательного валика 2 равномерным
по ширине и толщине слоем подаются на сито 3 с отверстиями
диаметром 3,5—4,0 мм. При движении семян по ситу мелкие при-
меси проваливаются и по металлическому поддону ситовой рамы
выводятся из машины. Семена, дойдя сходом до нижнего конца
сита, поступают в аспирационную камеру, увлекаются потоком
воздуха, создаваемого вентилятором 4, и вместе с легким сором
переносятся через порог 5. Вследствие значительного уменьшения
скорости воздуха в аспирационной камере семена падают на вы-
ходной барабан 6, которым выводятся из машины в шнек. Тяже-
71
лый минеральный сор, не увлекаемый воздушным потоком, выпа-
дает до порога и по каналу 7 выводится в сорный шнек. Самые
легкие примеси уносятся воздухом и выбрасываются вентилятором
в циклон. В аспирационной камере помещен отражательный щит
S, предотвращающий разбрасывание семян по камере и унос лег-
ких семян вентилятором.
Производительность пневматического очистителя по хлопковым
семенам 120 т/сут.
* *  •
*
Эффективность технологического процесса очистки масличных
семян на сепараторах и некоторых других машинах с просеиваю-
щими органами во многом зависит от ряда факторов, из которых
основными являются следующие.
1)	Величина и равномерность нагрузки. Нагруз-
ка на сепаратор не должна превышать пределов, указанных в со-
ответствующем типоразмере, а подача семян должна произво-
диться равномерно. Так, толщина слоя семян на подсевном сите
не должна превышать при производственной очистке 12—15 мм.
При увеличении толщины слоя и, следовательно, нагрузки на се-
паратор, степень очистки значительно снижается.
2)	Правильный подбор размеров отверстий
сит. Сита сепараторов необходимо подбирать в зависимости от
вида и размеров очищаемых семян. В табл. 2-1 приведены средние
размеры отверстий сит, рекомендуемых для установки на сепара-
торах, при производственной очистке семян некоторых масличных
культур.
Таблица 2-1 .
Масличные семена»	Диаметр отверстий сит. мм			
	приемное (одна рамка)	отсевное (три рамки)	разгрузочно- сортировочное (три рамки)	подсевное (три рамки)
Подсолнечник	15-16	12—10—8	6—5—5	3—3-3
Соя	14—15	10—9—8	6—5—5	4—3—3
Рапс	7—8	4—3, 5—3	2, 5—2—2	1—0, 7—0, 7
Клещевина	15—18	12-12- 10	8—7—6,5	5—5—4
Размеры отверстий сит для каждого случая очистки семян вы-
бираются с учетом качественных особенностей партии и необходи-
мой степени очистки.
3)	Уклон сит. Уклон всех сит должен обеспечивать наиболее
полный сход крупного сора с приемного и отсевного сит и проход
через их ячейки семян, а также разделение семян на разгрузочно-
сортировочном сите и выделение мелких примесей на подсевном
сите. Для каждого вида масличных семян существует оптимальный
уклон сит, дающий м-аксимальный эффект очистки при соответст-
72
вующей производительности. При складской (сырьевой) очист-
ке семян подсолнечника угол наклона приемного сита должен
составлять 6°, разгрузочно-сортировочного — 11°, подсевного —
11—14°.
4)	Состояние поверхности сит. Сита должны быть
хорошо натянуты на рамки и не должны иметь впадин, где мог бы
задерживаться сор. Большое значение имеет тщательная очистка
сит от частиц, застрявших в их отверстиях, так как при засорении
уменьшается полезная площадь просеивания и снижается качество
очистки.
В старых сепараторах, выпускавшихся заводами Главпродмаша,
очистка сит производилась травяными или волосяными щетками
с принудительным возвратно-поступательным движением, осущест-
вляемым от специального приводного механизма. Эти щеточные
очистители были весьма несовершенными. В современных сепара-
торах очистка сит производится с помощью барабанных щеточных
инерционных очистителей без принудительного привода или с по-
*мощью резиновых шариков, ударяющих при подскакивании по
нижней поверхности сита и выбивающих застрявшие в отверстиях
•примеси.
5)	Степень засоренности семян и их влажноеть.
Чем выше содержание сора в семенах и чем меньше сорные приме-
си отличаются по своим размерам и форме от семян, тем ниже
эффект очистки. Влажность семян и сора также существенно вли-
яет на процесс очистки. При влажности свыше 10—11% степень
очистки снижается.
6)	Аспирационный режим машины. Количество по-
даваемого воздуха и его скорость должны обеспечить аспирацию
наибольшего числа легких примесей с высоким коэффициентом па-
русности, но не увлекать при этом семена. По данным Н. Кудряв-
цева (1935), предельные скорости воздуха, при превышении кото-
рых возможно увлечение семян, составляют: дл^я семян подсолнеч-
ника от 4,3 до 7,7 м/с, для семян льна от 3,3 до 6,0 м/с и для се-
мян конопли от 3,2 до 7,8 м/с. По данным ВНИИЖа (1966),
пределы изменения скорости витания семян подсолнечника совре-
менных высокомасличных сортов составляет от 3,8 до 10 м/с.
• § 6. ОЧИСТКА СЕМЯН ОТ ПРИМЕСЕЙ МЕХАНИЧЕСКИМИ ВОЗДЕЙСТВИЯМИ
Среди, примесей, засоряющих масличные семена, встречаются минеральные,
близкие или равные по своим размерам семенам. Такие примеси не могут быть
отделены путем просеивания на ситах, а ввиду большой плотности они не мо-
гут быть отделены и при помощи аспирации. Кроме того, поверхность самих
семян часто бывает загрязнена частицами земли, прилипающими к оболочке и
трудно отделяемыми при помощи описанных ранее методов и машин. Удаление
примесей такого рода производится в машинах, обрабатывающих поверхность
семянмеханическими воздействиями — ударом и треиием, с одновременной аспи-
рацией выделяющихся пыльных частиц. Такой способ получил название сухой
— обработки или «сухой мойки» семян. Технологический эффект сухой обработки
поверхности семян характеризуется в основном снижением зольности жмыха
или шрота и снижением потерь масла с ними.
При обработке механическими воздействиями силы, действующие на семена,
73
должны только разрушать примеси и отделять их от поверхности семян, но не
разрушать оболочки последних.
К числу очистных машин, работающих с использованием механических воз-
действий иа масличные семена, относятся обоечные, щеточные и сухомоечные
машины.
Ввиду того что льняные семена имеют прочную оболочку, выдерживающую
значительные механические усилия, для их очистки применяются обоечные ма-
шины с абразивным цилиндром, или так называемые наждачные обойки.
В настоящее время эти машины имеют ограниченное применение.
$ 7. ОЧИСТКА СЕМЯН ОТ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ (ФЕРРОМАГНИТНЫХ) ПРИМЕСЕЙ
Масличные семена, перерабатываемые на маслозаводах, как
правило, содержат в своем составе металлические примеси, отно-
сящиеся в первую очередь к железоуглеродистым сплавам (сталь,
чугун, железо).
Металлопримеси в большей степени попадают в семена еще до
поступления их на заводы. Изучение основных источников обра-
зования металлопримесей показало, что около 70% их попадает в
семена при обмолоте и транспортировании насыпью.
Для отделения металлопримесей от семян применяют различные
по типу и конструкциям магнитные сепараторы. Семена в них про-
пускаются в непосредственной близости к полюсам магнитов, на
которых задерживаются ферромагнитные примеси.
Магнитные сепараторы по способу получения магнитного пото-
ка делятся на аппараты со статическими (постоянными) и электри-
ческими магнитами.
Очистка семян на магнитных сепараторах с постоянными маг-
нитами. ‘В аппаратах этого типа применяются подковообразные
магниты, изогнутые таким образом, чтобы расстояние между полю-
сами составляло 40—50 мм. Подковообразные магниты устанавли-
ваются непосредственно в местах самотека или собираются в виде
отдельных аппаратов. Кроме того, постоянные магниты входят в
конструкцию ряда машин подготовительных цехов маслозаводов,
например, сепараторов для очистки семян, аспирационных семено-
веек и т. д.
При поступлении семян в магнитные аппараты любых систем
скорость их должна быть невысокой, а толщина слоя небольшой
(не более 10—12 мм), чтобы задержанные магнитами примеси не
срывались струей проходящего продукта. Для уменьшения скорос-
ти движения семян применяют различные приспособления (глуши-
тели скорости). Эти приспособления выполняются в виде резкого
поворота самотечной трубы перед установкой магнита или путем
устройства в ней ступеньки, а также в виде качающихся лотков,
подводящих продукт к полюсам магнитного аппарата с понижен-
ной скоростью.
В аппаратах с постоянными м’агнитами подковообразные маг-
ниты (от 6 до 18 шт.) складываются одноименными полюсами один
к другому и стягиваются. Сверху полюса магнитов закрываются
сплошной межполюсной пластинкой из немагнитного материала,
например латуни, алюминия или фибры. Эффективность работы
74
таких аппаратов значительно выше, чем отдельных магнитных под-
ков, устанавливаемых в самотечной трубе. Последние извлекают из
продукта в среднем около 70% металлопримесей, в то время как
магнитные аппараты извлекают в среднем 95—96% металлических
частиц.
Основными недостатками постоянных магнитов является их не-
большая подъемная сила, уменьшающаяся в процессе работы.
Электромагниты не имеют этого недостатка, поэтому электромаг-
нитные сепараторы находят на современных маслодобывающих
предприятиях преимущественное применение.
Очистка семян на магнитных сепараторах с элекромагнитами.
Эти аппараты могут иметь различное устройство, но наибольшее
распространение получили барабанные сепараторы, изготавливае-
мые с неподвижной или подвижной магнитной системой.
Электромагнитный сепаратор С КЕТ (рис. 2-18)
является типичным аппаратом с неподвижной магнитной системой
и наиболее часто встречается на маслодобывающих предприятиях.
На металлической раме 6 установлен приемный бункер 5 и подве-
шен на четырех подвесках 2 лотковый транспортер 3, совершаю-
щий возвратно-поступательные движения. Электромагнитный ба-
рабан 1 состоит из неподвижной магнитной системы, вокруг кото-
рой вращается латунный барабан, делающий 60 об/мин.
Семена через бункер 5 попадают на лотковый транспортер «?»
выполняющий функции глушителя скорости, и равномерным сло-
ем определенной толщины подаются на поверхность электромаг-
нитного барабана 1. Толщина слоя материала регулируется ши-
бером 4, а распределение его по всей ширине лотка обеспечивается
постоянным объемом материала в бункере.
Слой семян, попадающих на поверхность барабана, под дей-
ствием центробежной силы отбрасывается от него, а частицы ме-
75
таллопримесёй притягиваются к поверхности и отделяются от нее
в нижней части барабана, когда выходят из сферы действия маг-
нитного силового поля. Производительность описанного сепарато-
ра СКЕТ при диаметре его барабана 320 мм и длине 800 мм состав-
ляет при очистке семян подсолнечника 5 т/ч.
Помимо сепаратора СКЕТ на маслозаводах применяются элек-
тромагнитные сепараторы СЭ-3 и ДЛС.
Электромагнитный сепаратор СЭ-3 с качающимся лотком по
устройству и работе аналогичен сепаратору СКЕТ, хотя и имеет
несколько иное конструктивное решение и габаритные размеры.
Электромагнитный сепаратор ДЛС относится к числу аппара-
тов с вращающейся магнитной системой, которые выполняются,
как правило, в виде ленточных аппаратов. Сепаратор представляет
собой короткий ленточный транспортер, ведущий барабан которо-
го является якорем электромагнитов. Семена поступают через при-
емный ковш на ленту; попадая в сферу действия магнитного си-
лового поля, металлопримеси прижимаются к ленте и отрываются
от нее, только выйдя за пределы барабана, где они падают вниз
и выводятся из аппарата. Очищенные от металла семена свободно
сбрасываются с ленты и выводятся из сепаратора через бункер-
металлосборник. При диаметре электромагнитного барабана
500 мм, ширине 500 мм и окружной скорости 0,6 м/с его произво-
дительность по семенам составляет 5 т/ч.
Магнитный сепаратор УкрНИИМПа (рис. 2-19,а)
состоит из подвесного электромагнита ЭП-1, качающегося наклон-
Рис. 2-19. Магнитный сепаратор УкрНИИМПа:
а — общий вид установки; б — качающийся лоток к электромагниту
76
ного лотка и выпрямительного питающего устройства ВУМС-4.
Электромагнит представляет собой полюсную скобу, вертикальные
цилиндрические части которой являются сердечниками. Для кон-
центрации магнитного поля в направлении обрабатываемого ма-
териала снизу к сердечникам полюсной скобы прикреплены полюс-
ные наконечники. Электромагнит 3 при помощи тросов 2 подвеши-
вается к балке 1. Величина зазора между полюсными наконечни-
ками 4 и семенами, движущимися по наклонному лотку 5, регу-
лируется стяжками 6, установленными в подвесных тро-
сах.
Наклонный качающийся лоток к электромагниту (рис. 2-19,6)
выполнен из немагнитного материала и состоит из текстолитового
лотка 1, подвешенного на четырех шарнирных подвесках, привод-
ного качающего-устройства 2 и рамы 3. Под действием вибрации
семена распределяются по всей ширине лотка и перемещаются в
зоне действия магнита равномерным слоем толщиной 50—60 мм.
Освобождение полюсных наконечников от извлеченных металло-
примесей осуществляется вручную. Производительность подвесного
электромагнитного сепаратора составляет 3,5 т/ч семян.
§ 8.	МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ И ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА
Воздух, выбрасываемый вентиляторами семяочистительных ма-
шин, аспирационных установок и ряда других машин на маслоза-
водах, содержит значительное количество минеральной и органи-
ческой пыли или других отходов. Например, концентрация пыли в
воздухе, выходящем из сепараторов, составляет в среднем
5—8 г/м3 и колеблется в более широких пределах в зависимости от
степени засоренности семян. Таким образом, общее количество
пыли, выбрасываемой с воздухом при аспирации только семяочис-
тительных машин, достигает на крупных предприятиях нескольких
тонн в сутки. Ввиду этого пыльный воздух перед выбросом его в
атмосферу должен обязательно подвергаться очистке. Кроме того,
воздух, выбрасываемый при аспирации машин, рушально-веечных
цехов, содержит мелкие частицы оболочек семян и масличную
пыль.
Улавливание масличной пыли и возврат ее в производство на-
ряду с улучшением санитарного состояния предприятия преследу-
ет цель сокращения потерь маслосодержащих полупродуктов и в
конечном итоге готовой продукции—масла. Следовательно, очистка
воздуха на маслозаводах преследует не только санитарно-гигиени-
ческие, но и технологические цели.
; Для очистки воздуха в промышленности используются .следую-
щие основные методы отделения пыли:
1)	под действием сил-тяжести в различного вида пылевых оса-
дительных камерах;
2)	под действием центробежной силы в аппаратах, называемых
циклонами;
3)	под действием сил инерции в инерционных пылёотделите-
лях;
4)	путем фильтрации запыленного воздуха через ткани, сетки,
сыпучие материалы и т. д.
5)	путе,м осаждения ее на шероховатых или липких поверхнос-
тях, в лабиринтных, висциновых и других фильтрах;
6)	путем промывки запыленного воздуха водой или паром;
7)	в электрическом поле путем сообщения пылинкам электри-
ческого заряда и перемещения их к противоположно заряженному
осаждающему электроду.
На предприятиях маслодобывающей промышленности, а также
на заготовительных элеваторах и мельницах для очистки воздуха
от пыли применяются почти исключительно второй и четвертый из
перечисленных методов пылезадержания.
Общая оценка эффективности работы того или иного пылеот-
делительного устройства определяется коэффициентом' пылезадер-
жания Цп, т. е. отношением количества отделенной пыли к коли-
честву пыли, поступившей с воздухом:
т]п = (^i	d2) /dy,
где d,—содержание пыли в воздухе до пылеотделнтеля, г/м3; d2 — содержание
пыли в воздухе после пылеотделнтеля, г/м3.
Величину 1]п выражают в долях единицы или в процентах.
Необходимо отметить, что оценка эффективности работы пыле-
отделительного устройства по величине. цп маловыразительна,.так
как с точки зрения санитарно-гигиенических условий имеет значе-
ние не количество задержанной пыли т)п, а количество пропущен-
ной, т. е. 1—т]п. Поэтому, если одна установка имеет Цп^О.Эб (за-
держивает 96% пыли), а другая т]=0,98 (задерживает 98% пыли),
то действительная эффективность работы второй установки больше
первой не на 2%, а в (100—96)/(100—98)—2 раза, так как вторая
пропускает пыли вдвое меньше, чем первая.
Помимо оценки работы пылеотделительного устройства по ве-
личине 1—т), т. е. с технологической точки зрения, при выборе того
или иного пылеотделнтеля необходимо учитывать его сопротивле-
ние, обусловливающее энергетические затраты на процесс пылеот-
деления, а также габаритные размеры, стоимость, удобство обслу-
живания и т. д.
К числу пылеотделительных устройств, получивших преимуще-
ственное распространение на маслодобывающих предприятиях, сле-
дует отнести центробежные пылеотделители — циклоны и рукав-
ные фильтры.
Центробежный пылеотделитель — циклон — представляет
собой аппарат (рис. 2-20, а), корпус которого состоит из металли-
ческого цилиндра 3 и конуса 5. Внутри между стенкой цилиндра и
выхлопной трубой 4 создается кольцевое пространство, к которому
присоединяется входной патрубок 2.
Принцип работы циклона (рис. 2-20,6) заключается в том, что
частицы пыли, входящие в циклон вместе с воздухом, отбрасыва-
78
ются центробежной силой, возникающей в потоке воздуха при его
вращении, к наружным стенкам’ цилиндрической и конической час-
ти циклона. Здесь частицы пыли теряют скорость и под действием
силы тяжести опускаются по стенкам вниз, а обеспыленный в той
или иной степени воздух выбрасывается через выхлопную трубу.
Собирающаяся в конусе пыль периодически путем открывания за-
слонки или непрерывно через шлюзовой затвор выводится из цик-
лона в пылесборник.
Наиболее мелкие частицы пыли вследствие турбулентности
движения воздушного потока и вязкости воздуха не достигают сте-
нок циклона и увлекаются воздухом в выхлопную трубу. Таким .об-
разом, циклон не улавливает самой мелкой пыли, что является его
основным недостатком.
Циклоны с большей высотой цилиндрической части по отноше-
нию к конической получили название циклонов цилиндрического
типа, и, наоборот, циклоны с большей высотой конической части—
циклонов конического типа.
Изображенный на рис. 2-20, а циклон является одной из наибо-
лее распространенных конструкций одиночных циклонов цилинд-
рического типа, разработанной Ленинградским’ институтом охраны
труда (ЛИОТ) и известной под маркой ЦОЛ (центробежный от-
делитель ЛИОТ).
Циклон ЦОЛ выполнен с соотношением /ii//i2>l. В циклонах
этого типа благодаря интенсивному вращательному движению воз-
духа в средней части созда-
ется разрежение и наблю-
дается подсос воздуха через
выходной патрубок внутрь
циклона с довольно боль-
шой скоростью, что сильно
затрудняет отвод пыли. Для
устранения этого явления
циклоны ЦОЛ снабжаются
противоподсосным кону-
сом 6, положение которого
по высоте можно регулиро-
вать с помощью механизма
7. Циклоны ЦОЛ изготав-
ливаются с противодожде-
вым колпаком 1 или с улит-
кой, благодаря чему они мо-
гут работать на всасывание.
Различают также правые
или левые циклоны в зави-
симости от' расположения
входного патрубка и на-
правления движения воз-
душного потока.
Изготавливаются цикло-
Рис. 2-20. Центробежный пылеотделитель
(циклон):
а — общий вид и устройство циклона; б — принци-
пиальная схема работы цнклоиа
79
ны ЦОЛ девяти типоразмеров: от ЦОЛ-1,5 до ЦОЛ-24, где цифры
указывают производительность циклона по воздуху в тысячах ку-
бометров в час.
Коэффициент пылеотделения- циклонов ЦОЛ колеблется в зави-
симости от характера пыли от 70 до 98% (в среднем 90—92%).
Очень мелкая и легкая пыль этими циклонами не. улавливается;
крупная же пыль улавливается полностью.
К числу недостатков одиночных циклонов относится увеличение
воздухообмена и появление производственных сквозняков в цехах.
Корпуса циклонов должны иметь надежное заземление, так как при
движении пыли по внутренним стенкам циклона образуется стати-
ческое электричество, а наличие достаточно высокого потенциала
корпуса может вызвать появление искр и создать определенную уг-
-розу в пожарном отношении. Особенное значение приобретает за;
земление циклонов на заводах по переработке семян хлопчатника
ввиду скопления в них мелкого пуха (линта).
Низкий коэффициент пылеотделения ограничивает применение
одиночных большегабаритных циклонов и делает невозможной ус-
тановку их внутри производственных помещений.
Центробежная сила (в Н), побуждающая частицы пыли к ра-
диальному перемещению в циклоне,
С = т<а2 г = пти2/г = (nd3/6) р (и2 г),
где т — масса частицы, кг, равная при ее шарообразной форме m=G/g—
= (nd3/6)p; <о —угловая скорость вращения частицы вокруг оси циклона,
рад/с; г — расстояние частицы от оси циклона, м; р — плотность отделяемой ча-
стицы пыли, кг/м3; V-—скорость воздуха, м/с; d — диаметр отделяемой частицы
пылн, м.
Таким образом, эффект пылеотделения в циклоне зависит от
характеристики частиц пыли, от скорости воздушного потока и от
радиуса циклона. При одной и той же скорости частицы величина
центробежной силы С возрастает с уменьшением диаметра цикло-
на D:
С = /пи2г — 2т (v2/D)
Кроме того, с уменьшением диаметра циклона одновременно
уменьшается и расстояние, которое должна пройти частица пыли
до встречи с внутренней поверхностью корпуса циклона.
Эти обстоятельства привели к мысли создать циклоны с не-
большим диаметром, а для обеспечения необходимой производи-
тельности применять их параллельными группами. Так появились
групповые циклоны, представляющие собой совокупность
4—8 циклонов средних размеров с £>=2504-600 мм_щ <2 = 6004-
4-1200 м3/ч. Характерным типом групповых циклонов являются
циклоны конического типа ОТИ (Одёсского технологического ин-
ститута) и циклоны цилиндрического типа ВНИИЗ—НИОГАЗ.
Коэффициент пылезадержания групповых циклонов составляет
96—98%, доходя в отдельных случаях до 99,5%. Благодаря этому
установка групповых циклонов может производиться внутри про-
изводственного помещения.
80
оддрцЫшШЯ
4-Z
900
0250
или мультициклоны (рис.
Шлюзобои
затдор
Запыленный Воздух
Очищенный Воздух
Отделяемая пыль
Шлюзобои
затВор
Ь
Рис. 2-22. Принципиальные схемы дей-
ствия нагнетательных (я) и всасываю-
щих (б) рукавных фильтров
Рис. 2-21. Батарейная установка
циклонов
Батарейные циклоны,
2-21), представляют собой комбинацию большого количества па-
раллельно соединененных циклонов (от четырех до нескольких
десятков) малого диаметра (£1=1504-350 мм). Коэффициент пы-
леотделения батарейных циклонов достигает 97—98% даже при
отделении мелкой пыли, поэтому их устанавливают непосредствен-
но в цехах.
К недостаткам батарейных циклонов относится их легкая засо-
ряемость, особенно при наличии волокнистых включений в пыле-
воздушных смесях.
В настоящее время наибольшее распространение получили ба-
тарейные циклоны двух типов: 4БЦШ и УЦ. "
Батарейная установка типа 4БЦШ комплектуется четырьмя
конусными циклонами и выпускается пятнадцати типоразмеров в
зависимости от диаметра циклона, который изменяется от 200 до
550 мм с интервалами в 25 мм между типоразмерами. Соответст-
венно этому производительность установки по воздуху изменяется
от 1059—1325 м3/ч для первого до 8100—9100 м3/ч для последнего
типоразмера.
Батарейная установка циклонов типа УЦ изготавливается с од-
но- и двухрядным расположением с двумя, тремя и четырьмя цик-
лонами в каждом ряду. Диаметр циклонов изменяется от 450 до
700 мм с интервалами через 50 мм. Таким образом, для каждого
вида расположения циклонов имеется по восемнадцать типоразме-
ров, различающихся по количеству циклонов в батарее, их разме-
рам и производительности.
6—857
81
Исследования показали, что хотя коэффициент очистки воздуха
циклоном повышается с увеличением общей относительной высоты
его, т. е. величины HID, но при заданной общей высоте Н целесо-
образнее увеличивать высоту конуса, а не высоту цилиндра. При
неизменном наружном диаметре циклона увеличение высоты кону-
са вплоть до Лкон= (2,5н-3,2) D повышает коэффициент очистки
воздуха. Ввиду этого большинство циклонов, применяемых в нас-
тоящее время в промышленности, являются циклонами большеко-
нусными.
v Матерчатые рукавные, фильтры представляют собой аппараты, в
которых запыленный воздух фильтруется через такие специальные ткани, как
бязь, фланель, фильтровальное сукно, полушерстяная саржа, бумажная замша
и др. Наибольшим коэффициентом пылезадержания обладают шерстяные и по-
лушерстяные ткани, однако в силу их большой стоимости они применяются ред-
ко. Ворсистость ткани при прочих равных условиях является положительным
фактором. Запыление ткани резко повышает ее сопротивление; при небольшой же
степени запыления пылезадержнвающая способность ткани несколько увеличи-
вается.	(
Рукавные фильтры подразделяются по характеру давления, при котором
^работает фильтрующая ткань, на нагнетательные и всасывающие. Общие схемы,
поясняющие принцип действия нагнетательных и всасывающих фильтров', изоб-
ражены на рис. 2-22.
В нагнетательные рукавные фильтры запыленный воздух нагнетается венти-
лятором, и ткань работает под избыточным давлением на входной (приемной) ее
стороне (см. рис. 2-22, а).	1
Нагнетательный фильтр ЗФ (рис. 2-23) состоит из верхней приемной короб-
ки 1. рукавов 2, нижнего конуса для сбора пыли 4, рамы для очистки рукавов.
Верхняя воздухоприемная коробка соединяется с нижним конусом при помощи
матерчатых рукавов. Запыленный воздух нагнетается в верхнюю коробку фильтра,
поступает внутрь матерчатых рукавов, пронизывает фильтрующую ткань и, ос-
лавляя значительную часть пыли на ткани, выходит очищенным наружу. Для
-очистки рукавов имеется специальное устройство, состоящее из рамы 3, разде-
ленной проволочными прутьями на клетки. Рама с помощью специального уст-
ройства медленно перемешается вверх и вниз. Рукава, проходящие через ячейки
рамы, слегка сжимаются в них, благодаря чему пыль стряхивается н падает в
конус, откуда непрерывно выводится шнеко^м 5 через шлюзовой затвор 6. Нагне-
тательные фильтры ЗФ со 140 и 190 рукавами имеют соответственно площадь
фильтрующей поверхности 109 и 142 м и производительность по воздуху 163 и
221 м3/мин при длине рукавов 2000 мм и их диаметре 125 мм.
Недостатки нагнетательных фильтров связаны с выводом в производственное
помещение воздуха, содержащего некоторое количество пыли, и с несовершенст-
вом способа очистки рукавов. Во время очистки рукавов ток воздуха через
ткань не прекращается и прижимает к ней слой пыли. Нижние части рукавов
вследствие уменьшения скорости обдувания по высоте и непрерывного падения
пыли сверху вниз очищаются значительно хуже, чем верхние, что является одной
из причин интенсивного обрастания их пылью. Это приводит к закупорке выход-
ных отверстий и к постепенному наполнению рукавов фильтра пылью, что выво-
дит его из строя. В связи с плохой очисткой ткани в нагнетательных фильтрах
применяют обычно рукава из гладкой, неворсистой ткани, например из бязи, что
снижает коэффициент очистки воздуха от тонкой пыли до 85—90%.
Несмотря на свои недостатки нагнетательные фильтры еще имеют большое
распространение на маслодобывающих предприятиях ввиду простоты их устрой-
ства.
• Всасывающие рукавные фильтры (см. рис. 2-22, б) наиболее распространен-
ных типов имеют от 2 до 6 секций по 8—18 рукавов в каждой.
Всасывающий фильтр (рис. 2-24) состоит из металлического кожуха 1, раз-
деленного внутри вертикальными перегородками на отдельные секции. В днищах
секций 7 имеются круглые отверстия с выступающими вверх короткими патруб-
82
Рис. 2-23. Нагнетательный фильтр ЗФ
ками. В каждой секции помещаются
матерчатые рукава 2, нижние кон-
цы которых надеты на патрубки дни-
ща и закреплены на них. Верхние
концы рукавов имеют заглушки.
В каждой секции рукава своими за-
глушенными концами подвешены к
подъемной раме 12 встряхивающего
механизма. Нижняя конусная
часть корпуса служит для подвода
к фильтру пыльного воздуха и в то
же время является сборником для
сорных примесей и пыли. Конус
снабжен шнеком 6 для непрерывно-
го отвода из фильтра пыли. На
верхней крышке корпуса расположе-
ны клапанные коробки 9, через ко-
торые из каждой секции фильтра
отводится очищенный воздух. Кро-
ме того, на крышке помещается ме-
ханизм 11, осуществляющий перио-
дическое встряхивание рукавов.
Работа всасывающего фильтра
складывается из двух непрерывно
чередующихся периодов: очистки
воздуха от пыли (см. рис. 2-24, а) и
очистки рукавов от пыли (см.
рис. 2-24,6).
Рис. 2-24. Схема устройства и периодов
работы всасывающего фильтра:
а — очистка воздуха от пыли; б — очистка ру-
кавов от пыли
6*
83
Аспирируемые машины соединяются с конусом фильтра воздуховодом 3 через
распределительную коробку 4. Клапанные коробки 9 соединяются общим кол-
лектором, к которому присоединяется всасывающий воздуховод- вентилятора.
В период очистки воздуха последний поступает внутрь конуса, где происхо-
,дит частичное выпадание наиболее тяжелых примесей. Из конуса пыльный воз-
дух попадает в фильтрующие рукава 2 и вследствие разрежения внутри корпуса
проходит через ткань рукавов, освобождаясь от пыли, оседающей на внутренней
поверхности рукавов. Период очистки воздуха длится около 3,5 мин; для него
характерно положение а переключающего клапана 8, помещающегося в клапан-
ной коробке и направляющего очищенный воздух к вентилятору.
Во второй период, т. е. по истечении 3,5 мин, переключающий клапан при
помощи встряхивающего механизма Л автоматически переводится в положение
б, открывая доступ наружному воздуху внутрь корпуса через отверстие 10 и
отключая секцию фильтра от вентилятора.
Благодаря разрежению, господствующему в соседних секциях фильтра, с ко-
торыми отключенная секция соединена через отверстия в перегородках в нижней
части конуса, наружный воздух поступает внутрь корпуса. Пронизывая рукава
' в обратном .направлении, воздух способствует очистке ткани от осевшей на ней
пыли. Направлению основного количества продувочного воздуха в соседние, не
соединенные с атмосферой секции, способствует свободно подвешенный клапан 5,
занимающий в период продувки положение, изображенное на рис. 2-24, б. Од-
новременно с обратной продувкой с помощью механизма 11 происходит встряхи-
вание рукавов путем подъема на некоторую высоту и сбрасывания с последую-
щим свободным падением рамы 12, к которой подвешены рукава данной секции.
Во избежание сплющивания рукавов в период продувки на них надеваются ме-
таллические кольца.
Период обратной продувки продолжается 35—40 с, за которые происходит
6—7 встряхиваний рукавов. По окончании встряхиваний и продувки клапан 8
возвращается в исходное положение и секция включается в работу по очистке
 воздуха.
Удельная производительность всасывающих фильтров примерно в 2 раза вы-
ше, чем нагнетательных, и составляет около 3 м3/ мин на 1 м2 фильтрующей по-
, верхности.
Недостатками всасывающих фильтров являются большие непроизводитель-
ные подсосы воздуха, значительное сопротивление и большая стоимость. Однако
эти недостатки в значительной мере компенсируются очень высоким коэффици-
ентом очистки воздуха, достигающим 99,5—99,9% даже при отделении мелкой
пыли.
Всасывающие фильтры ФВ выпускаются четырех типоразмеров: ФВ-30,
ФВ-45, ФВ-60 и ФВ-90. Цифра показывает площадь фильтрующей' поверхности
в квадратных метрах: Фильтры этих типоразмеров имеют соответственно 36, 54,
72 и 108 рукавов и производительность 90, 135, 216 и 324 м3 воздуха в минуту.
На маслозаводах для очистки воздуха от пыли получили распространение
только циклоны и рукавные фильтры, причем последние в основном нагнетатель-
ные. Однако в технике промышленной вентиляции и очистки воздуха применя-
ются разнообразные пылеотделителн, использующие например, инерционные
силы твердых частиц, взвешенных в газовой (воздушной) среде. Затем использу-
ются различные пористые фильтры из зернистых слоев — гравийные и кок-
совые, из металлической или древесной стружки, из слоев нитеобразных и листо-
вых материалов: стеклянной ваты, шерсти, шпагата, тонкой проволоки, бумаги.
Наконец, применяются электрофильтры, в которых выделение твердых
частиц происходит под влиянием электрического поля высокого напряжения на
осадительных электродах.
В ряде случаев, когда не требуется возврата в производство улавливаемой
пыли, применяются мокрые пылеотделителн, задерживающие частицы пыли в
результате прилипания их к поверхностям, смачиваемым водой или маслом,
либо путем непосредственного соприкосновения их с разбрызгиваемой водой.
Многие из перечисленных методов пылеотделения и соответствующих им
аппаратов еще не имеют широкого распространения, однако могут быть рекомен-
дованы как перспективные, ввиду их хороших технических характеристик и сравни-
тельной простоты устройства. К числу таких аппаратов относятся компактные и
84
о
высокопроизводительные пылеотделителн инерционного действия.
Во многих типах пылеотделителей силы инерции частиц, движущихся вместе
с воздухом, имеют большое значение. Например, циклоны являются центробеж-
но-инерционными пылеотделптелями. Обычно же инерционными пылеотделите-
лями называют те, в которых силы инерции играют основную роль.
Инерционный пылеотделитель (рис. 2-25, е) представляет собой усеченный
конус, боковая поверхность которого имеет вид жалюзи и набирается из метал-
лических конусных колец 1. Кольца закрепляются на расстоянии 2—3 мм одно от
другого при помощи направляющих ребер 2 и частично перекрывают друг друга.
Таким образом, между кольцами образуются узкие щелевидные отверстия, размер
которых меняется в зависимости от величины пылеотделнтеля. Угол конусности
каждого кольца составляет 60°, а угол конусности всего аппарата в собранном
виде равен 14°.
Запыленный воздух со скоростью от 12 до 25 м/с вводится через большее ос-
нование конуса и выходит через узкие кольцевые щели, резко изменяя направле-
ние-движения. Частицы пыли претерпевают ряд последовательно повторяющихся
ударов и упругих отражений от внутренних наклонных поверхностей конусных
колец и отбрасываются к центру воздушного потока (рис. 2-25,6).
В конце пылеотделнтеля остается 5—8% воздуха от общего объема, посту-
пившего в аппарат, причем этот воздух содержит все количество отделенной пы-
ли. Насыщенный пылью воздух через выходное отверстие пылеотделнтеля отво-
Q
, Рис. 2-25. Инерционный пылеотделитель:
а — сзГема общего вида; б — принцип действия пылеотделнтеля; в — установка пылеотделите-
-ля на нагнетательной линии; г—установка пылеотделнтеля на всасывающей линии
85
дится в небольшой пылесборник — циклон, где происходит отделение пыли от
воздуха.
Инерционный пылеотделитель является компактным и эффективным аппара-
том. К его достоинствам относятся небольшие габариты, возможность удобной
компоновки и достаточно высокий коэффициент пылезадержания. Эффективность
пылезадержания инерционного пылеотделителя зависит в основном от скорости
воздуха и его начальной запыленности (возрастает с повышением этих показа-
телей), а также от характеристики пыли. Скорость воздуха рекомендуется прини-
мать не выше 22—25 м/с. Дальнейшее увеличение скорости не оправдывается,
ввиду незначительного увеличения коэффициента пылезадержания и быстрого ро-
ста сопротивления аппарата. Коэффициент пылезадержания в зависимости от
перечисленных факторов меняется от 75 до 98%.
К недостаткам инерционных пылеотделителей относится сложность их изго-
товления и возможность быстрого засорения промежутков между кольцами, осо-
бенно в случае очистки воздуха от волокнистой или липкой пыли.
Производительность инерционных пылеотделителей по воздуху очень велика.
Так, например, пылеотделитель, собранный из 113 колец, при диаметрах входного
и выходного отверстий 370 и 70 мм имеет общую длину 1128 мм и производитель-
ность до 13 600 м®/ч.
Установка инерционных пылеотделителей может производиться на нагнета-
тельной и всасывающей линиях. При установке на нагнетательной линии (рис.
2-25, в) вентилятор подает запыленный воздух в пылеотделитель 1, помещенный
в кожухе 2. Насыщенный пылью воздух поступает в пылеотделитель — циклон 3,
где улавливается основная масса пыли. Воздуховод от циклона подключается к
всасывающей линии вентилятора. Достоинством такой компоновки является то,
что рециркуляционный воздух вместе с не задержанной циклоном пылью возвра-
щается снова в аппарат, а не выбрасывается в атмосферу. Отрицательным фак-
тором является пропуск всей пыли через вентилятор.
При установке пылеотделителя на всасывающей линии (рис. 2-25, г) пыльный
воздух просасывается вентилятором через пылеотделитель 1 и циклон 3. Воздухо-
вод, отводящий воздух из циклона, подключается к всасывающей линии венти-
лятора, и, таким образом, воздух из циклона смешивается с чистым воздухом,
выходящим из кожуха пылеотделителя, что является недостатком дайной ком-
поновки.
Инерционные пылеотделителя еще не нашли широкого применения на пред-
приятиях пищевой промышленности, в частности на маслозаводах. Однако многие
их положительные стороны позволяют считать этот вид пылеотделителей весьма
перспективным для замены в некоторых случаях различного типа циклонов и
других пылеулавливающих устройств.
Г л а в а 3. КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН ПО
ВЛАЖНОСТИ
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Среди существующих методов кондиционирования масличных
семян по влажности наибольшее значение имеет сушка. Сушка
обеспечивает быстрое снижение влажности маслосемян до величи-
ны, при которой обеспечивается безопасное их хранение. Сушка
является необходимой технологической операцией при подготовке
масличных семян как к хранению, так и к переработке, таккакэф-
фективность переработки их также находится в прямой зависимо-
сти от оптимальной влажности.
Благодаря сушке решается важная народнохозяйственная за-
дача обеспечения сохранности масличного сырья.
86
Свежеубранные семена масличных культур весьма неоднород-
ны по влажности и степени зрелости. Кроме того, уборка маслич-
ного сырья, в частности семян подсолнечника, в поздний период
года часто совпадает с неблагоприятными погодными условиями.
Это также обусловливает высокую влажность заготавливаемых
семян.
При хранении масличных семян с повышенной влажностью,
быстро повышается кислотное число масла в семенах, усиливает-
ся интенсивность биохимических процессов, особенно дыхания как
самих семян, так и находящихся на семенах микроорганизмов. Ин-
тенсивное дыхание вызывает дальнейшее повышение влажности и
температуры семян и таким образом ускоряет их самосогревание и
порчу.
Высушивание масличных семян до влажности, безопасной для
хранения, надежно обеспечивает их длительную количественную и
качественную сохранность. Например, для семян высокомаслично-
го подсолнечника, являющегося одной из основных масличных
культур в нашей стране, величина безопасной для хранения влаж-
ности должна находиться в пределах 6—7%.
Среди известных методов подготовки семян и стабилизации их
качества наибольшее распространение получила тепловая сушка в
сочетании с предварительной очисткой семян от сорных примесей.
Кондиционирование семян по влажности путем тепловой их
сушки имеет важное значение и для технологии производства рас-
тительных масел. Оптимальная для переработки влажность мас-
личных семян определяет эффективность таких технологических
процессов, как обрушивание, отделение ядра от оболочек, измель-
чение ядра, жарение мезги, извлечение масла. Тепловую сушку в
связи с этим можно считать исходной стадией технологического
процесса переработки масличного сырья.
Развитие техники и технологии сушки семян масличных культур
всегда было неразрывно -связано с развитием науки о сушке зерна
и различных других материалов. История развития науки о сушке
начинается- со времени деятельности М. В. Ломоносова, открывше-
го закон естественного движения газов в рудниках, который ис-
пользовался затем при изучении и разработке процессов сушки.
Современник М. В. Ломоносова Г.. В. Рихман объяснил действие
психрометра, а также сделал ряд важных выводов, позволивших
впоследствии Дальтону сформулировать закон об испарении воды
со свободной поверхности. Русский ученый Л. К. Рамзин предло-
жил I—d-диаграмму влажного воздуха и создал классический гра-
фоаналитический метод теплового расчета сушилок. Таким обра-
зом, появилась возможность на научной основе с использованием
статических законов термодинамики, гидродинамики и закона Даль-
тона определять и анализировать тепловую экономичность про- .
1X60008 сушки.
В изучении вопросов кинетики и динамики сушки, в создании
науки о тепло- и массообмене большая заслуга принадлежит со-
ветским ученым — М. Ю. Лурье, Г. К. Филоненко, А. В. Лыкову,
87
П. Д. Лебедеву, А. С. Гинзбургу и др. Заслуживают внимания и
работы зарубежных ученых в этой области — Гирша, Шервуда,
Льюиса, Маршалла и др.
Развитию науки о сушке материалов в значительной мере спо-
собствовали работы советских учейых в области технологии суш-
ки в неразрывной связи с тепло- и массообменом — П. А. Ребин-
дера, С. М. Липатова, Ю. Л. Кавказова, а также в области биохи-
мии—А, Н. Баха, А. И. Опарина, В. Л. Кретовича, Н. П. Козьми-
ной и др.
Выбор режимов сушки, разработка новых методов базируются
на современной теории сушки, на использовании результатов на-
учных исследований.
Сушка является не простым актом удаления влаги из матери-
ала, а ответственным технологическим процессом, определяющим
качество готовой продукции. Теория сушки дает возможность ин-
женеру-технологу рационально построить режим сушки, сохранить
и даже улучшить качество подвергаемого сушке материала путем
регулирования внутреннего испарения. Знание закономерностей те-
ории сушки позволяет не только интенсифицировать процесс на
существующих сушильных устройствах, но и разработать новые
скоростные способы его проведения.
§ 2. КРАТКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ СУШКИ КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ
КОЛЛОИДНЫХ ВЕЩЕСТВ
Основу современной теории сушки составляет учение о формах
связи влаги с материалом, законы переноса тепла и влаги внутри
материала и закономерности тепло- и массообмена поверхности
высушиваемого материала с окружающей средой.
Семена масличных культур относятся к,коллоидным капилляр-
но-пористым материалам, содержащим влагу различных форм
энергии связи.
Характер связи влаги с материалом имеет основное, решающее
значение для механизма сушки. Существует несколько схем клас-
сификации форм связи влаги с материалом. Наиболее распростра-
ненной и объемлющей все разнообразные формы связи является
схема, предложенная акад. П. А. Ребиндером. Эта схема построена
по энергетическому принципу и учитывает интенсивность связи вла-
ги, условия образования и нарушения этой связи.
Согласно классификации П. А. Ребиндера основными формами
связи влаги с материалами являются химическая, физико-химичес-
кая и механическая.
Химическая связь — стехиометрическая, выраженная в
точных количественных соотношениях. Химически связанная вла-
га наиболее прочно соединена с материалом, и для ее удаления
требуется особо интенсивная обработка теплом или химическое
воздействие.
Физико-химическая связь — связь в различных, не
строго определенных соотношениях. Эта форма связи предполага-
88
ет наличие адсбрбционно связанной, осмотически поглощенной и
структурной влаги. Среди различных форм физико-химической свя-
зи адсорбционно связанная влага наиболее прочно удерживается
материалом. Процесс связывания воды коллоидным телом путем
адсорбции аналогичен Процессу растворения и сопровождается
выделением определенного количества тепла и контракцией (сжа-
тием) системы.
Наибольшее количество тепла выделяется при образовании пер-
вого мономолекулярного слоя. Этот слой воды находится под ог-
ромным давлением, обусловленным молекулярным силовым полем.
Связанная вода отличается от обычной воды рядом специфических
свойств” и те'ряет способность к растворению легкорастворимых
веществ. Установлено, что вода может адсорбироваться как на
внешней поверхности мицелл (интермицеллярная адсорбция), так
и на внутренней их поверхности (интрамицеллярная адсорбция).
Осмотически поглощенная, и структурная влага (влага набу-
хания) менее прочно связана с матершПГОЯГ Поглощение этой вла-
ги происходит без выделения тепла и контракции системы. Погло-
щенная- в этой стадии вода не отличается по своим свойствам от
'обычной воды. К осмотически поглощенной воде относится также
вода, находящаяся внутри клеток, захваченная при образовании
структуры геля. Количество осмотически поглощенной и структур-
ной влаги в коллоидном теле во многораз превышает содержание
адсорбционно связанной влаги?	.
Механически связанная влага — это влага макро-
и микрокапилляров и влага смачиванця. Влага макрокапилляров
находится в капиллярах, радиус которых больше 10-5 см. Влага
микрокапилляров заполняет капилляры, радиус которых меньше
10-5 см. Капиллярная связь обусловлена поверхностным вдтяже-
нием и капиллярным давлением. По энергии связи капиллярная
влага более прочно связана, чем влага набухания. Влага смачи-
вания — наименее прочно связанная влага. Она находится в порах
и пустотах тела, а также на его поверхности.
С точки зрения процесса сушки наибольшее значение имеет ад-
сорбционная, осмотически поглощенная и структурная влага, а* так-
же капиллярная влага.
/I Характер удаления влаги находится в непосредственной зави-
/симости от форм ее связи с материалом. Для удаления адсорбци-
' онно связанной влаги необходимо превратить ее в пар. Влага мак-
рокапилляров в основном перемещается по капиллярам в виде
жидкости, вла'га набухания — путем диффузии через стенки кле-
ток.
Наиболее распространенным методом изучения процесса свя-
"'зывания воды с материалами является исследование изотерм сорб-
ции и десорбции. Изотерма сорбции (десорбции) представляет со-
бой кривую зависимости равновесной влажности материала от
относительной влажности воздуха. Характер кривой, изображающей
эту зависимость, определяется формами связи влаги с материалом.
Изотермы сорбции и десорбций капиллярно-пористых тел имеют
89
QUrttmb гиг'роскопшесКбИ) JM/nxm
Влажность материала VJ
Рис. 3-1. Схема классификации со-
стояния материала 'с точки зрения
процесса сушкн:
Рм — Давление пара над материалом;
Рж—давление пара над свободной жид-
костью; рн—давление насыщенного пара
над свободной жидкостью
вид плавных S-образных кривых
без наличия каких-либо скачков
или сингулярных точек, которые
указывали бы на четкое разделе-
ние стадий в процессе связыва-
ния воды с материалом.
На основе анализа изотерм
сорбции'и десорбции А. В. Лы-
ков разработал схему классифика-
ции состояния капиллярно-порис-
того коллоидного материала с
точки зрения процесса сушки
(рис. 3-1).
Приведенная схема полно-
стью согласуется с классифика-
цией форм связи влаги с мате-
риалом акад. П. А. Ребиндера.
Участок изотермы в интервале
Ф от 0 до 0,1 характеризует про-
цесс мономолекулярной адсорб-
ции. На участке изотермы ф от
0,1 до 0,9 влага связана в основ-
ном адсорбционными силами с образованием полимолекулярных
слоев. На участке изотермы ф от 0,9 до 1,0 влага в основном свя-
зана капиллярными силами (капиллярная конденсация в микро-
капиллярах). Влага макрокапилляров и осмотически связанная не
отображается на изотермах сорбции и десорбции вследствие того,
что поглощение ее происходит при относительной влажности,
практически равной единице.
Материал может поглощать влагу из окружающей паровоздуш-
ной среды путем сорбции только до гигроскопической влажности,
т. е. влажности, соответствующей ф = 1,0. Дальнейшее поглощение
влаги может происходить лишь при непосредственном соприкосно-
вении материала с водош _ ...	----. -—
Сушка влажнПх капиллярно-пористых коллоидных материалов г
представляет собой сложный нестационарный физико-химический I
процесс, включающий: а) перенос тепла и вещества (влаги) внут- I
ри материала; б) тепло- и массо (влаго) обмен между-шгвер^не- J
стью материала и окружающей средой-—
Перенос тепла и массы (влаги) в капиллярно-пористых колло-
видных телах определяется разностью потенциалов переноса.
’ Адсорбционно связанная влага перемещается в материале в
виде пара, и потенциалом переноса является парциальное давление
пара, т. е. средняя кинетическая энергия молекул пара, находяще-
гося в единице объема тела. Капиллярная влага перемешается в
виде ^жид кости, а при углублении поверхности испарения и в виде
параГВ первом случае потенциалом переноса будет капиллярный
потенциал, во втором — парциальное давление пара.
Осмотически связанная вода перемещается преимущественно в
50
виде жидкости (диффузионный перенос), и потенциалом переноса
является осмотическое давление.
При небольшой влажности материала влага перемещается
внутри него еГосновном в~вйде пара, т. е. сушкаТфоисход-ит в ре-
зультате'молекул яркого переноса пара, а молярного перемещёйия
жидкости праетичё^Т^^	ПрТГ~ большой влажности
материала влага частично перемещается в виде жидкости (до зо-
ны испарения) и частично-в виде пара (от зоны испарения нару-
жу), причем зона испарения расположена вблизи поверхности ма-
териала. Интенсивное внутреннее парообразование может создать
градиент общего давления в материале. В этом случае потенциа-
лом переноса будет это общее давление внутри материала.
Перенос жидкости и пара во влажном материале происходит
от ^высшего потенциала к низшему.	~
Процесс тепло- и массообмена рассматривается в основном как механизм
молекулярного переноса влаги внутри материала. Влага нз внутренних слоев
обычно перемещается к поверхности материала одновременно с током тепла, цир-
кулирующим в том же или чаще в обратном направлении. Влагообмеи на по-
верхности представляет собой диффузионный перенос пара, при котором градиент
потенциала поглощенного воздухом пара пропорционален градиенту парциального
давления пара. Наряду с молекулярным переносом как на поверхности коллоид-
ного капиллярно-пористого материала, так и внутри него происходит и молярный
Перенос.
Если испарение происходит частично внутри материала, т. е. влага перемеща-
ется в виде жидкости и частично в 'виде пара, то температура внутри материала
меньше температуры на его поверхности — имеет место градиент температуры.
Перепад влагосодержания в капиллярно-пористом коллоидном материале создает-
ся в результате испарения влаги с его поверхноети. Это приводит к интенсивному
перемещению влаги в виде жидкости и пара из внутренних слоев. Такое явление
называют влагопроводностью. Влага перемещается в материале благо-
даря не только градиенту влагосодержания, но и градиенту температуры. Это яв-
ление называют термовлагопроводностькк
Если направления градиента влажности и температурного градиента совпа-
дают, то совпадают и направления соответствующих потоков влаги, которые в
сушке дают общий поток влаги. Если потоки влаги имеют противоположное на-
правление, то направление суммарного потока зависит от соотношения сил влаго-
проводности и термовлагопроводности.
Общую интенсивность потока влаги внутри материала qm [в кг/(м2-с)] опре-
деляют по формуле
<7m = a,nPoVH —?тРоМ.	(3-1)
где ат — коэффициент диффузии влаги (потенциалопроводности влаги), м2/с;
Ро — плотность сухого вещества материала, кг/м3; Vm— градиент влагосодержа-
ния, м-1; 6 — термоградиентный коэффициент, 1/К; V0 — градиент температуры,
К/м.
Интенсивность потока влаги вследствие влагопроводностн определяется пер-
вым членом формулы. Интенсивность термовлагопроводности определяется вто-
рым членом уравнения. Знак минус показывает, что направление потока влаги
противоположно направлению градиента влагосодержания.
В результате испарения влаги и прогрева материала с поверхности внутри
него возникает градиент влагосодержания, направленный от поверхности к се-
редине, и температурный градиент — от середины к поверхности материала. По-
этому и потоки влаги устремляются в противоположных направлениях: возникший
благодаря влагопроводностн — от середины к поверхности материала, обуслов-
зеиный термовлагопроводностью — от поверхности к середине.
91
Как правило, поток, обусловленный влагопроводностью, более интенсивный,
чем поток, обусловленный термовлагопроводностью, и влага перемещается от
середины к поверхности материала, т. е. в направлении уменьшения влагосодер-
жапия. Внутренний влагообмен зависит от структуры н свойств материала, от
форм связи влаги с материалом.
Интенсивность испарения влаги с поверхности материала qm, кг/(м2-с), выра-
жается уравнением, аналогичным уравнению интенсивности испарения воды со
свободной поверхности:
9m — ат (Ргл — Рн) Во/В •	(3-2)
где ат — коэффициент испарения или влагообмена (массообмена), отнесенный к
разности парциальных давлений, кг/(м2-с-Па); Ры — парциальное давление пара
у поверхности материала, Па; Рн — парциальное давление пара в воздухе, Па;
Во — нормальное барометрическое давление, Па; В — действующее барометричес-
кое давление, Па.
Внешний влагообмен обусловлен перепадом парциального давления пара у
поверхности материала и в окружающей среде.
Теория сушки различных материалов включает трл. -основных
раздела: статику, кинетику_и.. динамику?
Статика сушки изучает взаимодействие материала с воз-
духом до достижения состояния равновесия — механизм процесса
испарения воды со свободной поверхности, изотермы сорбции и де-
сорбции материала.
Динамика сушки изучает формы связи влаги с материа-
лами, характер ее перемещения и изменения свойств материалов
в процессе сушки.
Z Кинетика сушки изучает характер протекания процесса во
/ времени, в частности изменение скорости сушки в зависимости от
параметров агента сушки — его температуры, влажности и скорос-
ти. Вопросы кинетики и динамики сушки очень тесно переплетают-
ся и обычно рассматриваются совместно. Положения кинетики и
^динамики сушки служат научным обоснованием выбора режимов
сушки материалов, интенсификации процесса, проектирования но-
вых и совершенствования существующих сушилок.
Особенности протекания процесса сушки, его кинетика и дина-
мика наглядно выявляются при рассмотрении кривых сушки, кри-
вых скорости сушки и температурных кривых.
Кривые сушки характеризуют изменение влажности семян Wc
(в % к массе сухого вещества) во времени т и строятся в. коорди-
натах WZc—т.
На рис. 3-2 изображена типичная кривая сушки коллоидного
капиллярно-пористого тела. По оси ординат отложена величина
влажности материала Wc, по оси- абсцисс — продолжительность
сушки т. В начале процесса влажность плавно убывает в течение
небольшого периода, пока материал не прогреется. Затем сниже-
ние влажности происходит по прямой линии, т. е. за одинаковые про-
межутки времени она уменьшается на одинаковую величину. Этот
период называют периодом постоянной скорости сушки. В точке
К\, когда влажность материала становится критической, заканчи-
вается период постоянной скорости и начинается период убываю-
92
Рис. 3-2. Кривая сушки коллоидного
капиллярно-пористого тела
Рис. 3-3. Кривые сушки семян под-
солнечника при температуре’сушиль-
ного агента (в °C):
1 — 80; 2 — 120; 3 — 180; 4 — 240
Рис. 3-4. Кривые скорости сушки семян
подсолнечника
щей скорости сушки, характеризуемый участком кривой К\Кг-
В конце процесса кривая сушки асимптотически приближается к
горизонтальной линии, характеризующей равновесную влажность
материала. При этом скорость сушки материала становится рав-
ной нулю, и процесс завершается.
Кривые конвективной сушки семян высокомасличного подс<}л-
нечника в слое показаны на рис. 3-3.
Скорость сушки определяется изменением влажности материа-
ла (в % к массе сухого вещества) в единицу времени dWc/dx
(°/о-ч). Кривые скорости сушки характеризуют зависимость ско-
рости сушки от влажности материала или продолжительности про-
цесса и строятся в координатах dWcldx—или dWcfdx—т. Ско-
рость сушки dWcfdx откладывают по оси ординат, a Wc или х —
на оси абсцисс.
Кривые скорости сушки обычно получают путем графического
дифференцирования кривых сушки. На рис. 3-4 показаны кривые
скорости сушки семян подсолнечника, полученные, методом графи-
ческого дифференцирования кривых сушки — рис. 3-3.
На кривой скорости сушки, так же как и на кривой сушки, ярко
выражены три периода: прогрева, постоянной скорости сушки (го-
ризонтальная прямая) и убывающей скорости (нисходящая кри-
вая). В зависимости от свойств материала и форм связи влаги с
материалом характер кривой в период убывающей скорости сушки
различен.
93
Рис. 3-5. Температурные кривые семян подсолнечника при температуре
сушильного агента (в °C):
1 — 80; 2—120; 3—180; 4 — 240; а— W'c «23,46%; б — Wc-18,34%; в— Wc =8,70%
При конвективной сушке семян высокомасличного подсолнечни-
ка (рис. 3-5) в начале процесса температура поверхности семян
повышается, быстро достигая температуры мокррго термометра.
В период постоянной скорости сушки все тепло, сообщаемое семе-
нам, расходуется на испарение влаги, и температура семян при-
мерно равна температуре испаряющейся жидкости. В периоде убы-
вающей скорости сушки температура семян резко повышается до
температуры сушильного агента.
Процесс сушки масличных семян, как и других капиллярно-по-
ристых коллоидных материалов, зависит в первую очередь от мас-
сообменных характеристик и структурно-механических (реологи-
ческих) свойств семянки. На процесс сушки слоя семян большое
влияние оказывают также аэродинамическая характеристика слоя,
его структура, скорость сушильного агента.
§ 3. ЗНАЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
ДЛЯ ПРОЦЕССА СУШКИ
Семена масличных культур способны к влагообмену с окружа-
ющим воздухом. Сведения о гигроскопических свойствах семян и
их составных частей имеют важное значение для исследования
внутреннего и внешнего влагообмена и разработки оптимальных
режимов сушки семян.
Гигроскопические свойства семян масличных культур исследо-
вались многими советскими и зарубежными учеными. Изучению
процессов сорбции и десорбции влаги семенами подсолнечника и
их составными частями посвящена работа М. И. Игольченко и
В. М. Копейковского. Аналогичные исследования с семенами хлоп-
чатника проводил А. И. Ган, с семенами льна—В. М. Копейков-
ский, В. Г. Щербаков и др.
94
°. 40 во
Относительная в/ШНОСП
6оз9цм,%
Рис. 3-6. Равновесная
влажность семян под-
солнечника и его состав-
ных частей:
1 — ядро; 2—семена; 3—пло-
довая оболочка (лузга)
Значения равновесной влажности, высо-
комасличных семян подсолнечника и их со-
ставных частей (ядра, семян, плодовой обо-
лочки) показаны на рис. 3-6.
Исследованиями установлено, что рав-,
новесная влажность семян подсолнечника и
их составных частей, а также семян других
масличных культур находится в зависимо-
сти от их структуры и химического соста-
ва. Так, например, оболочки семян пб срав- j
нению с ядром отличаются повышенной (
гигроскопичностью. Влажность гидрофиль-
ной части масличных семян значительно
отличается от их суммарной влажности. Со^
отношение компонентов в составе гидро-
. фильной части семян разных культур раз-
I лично. Установлено, что семена, богатые
I белками, могут поглотить больше воды, .
i чем семена с той же масличностью, бедные-
(белками.
Для семян одной и той же культуры, например подсолнечника,
с ростом масличности .величина равновесной влажности понижает-
ся. Величина равновесной влажности зависит и от размеров семян:
для мелких семян она меньше, чем для крупных, что может быть
объяснено различием в площади поверхности и в химическом со-
* ставе мелких и крупных семян. ।
Величина равновесной влажности и количество поглощенной
влаги уменьшаются с повышением интенсивности тепловой обра-
ботки семян, что может быть объяснено процессом денатурации
белковых веществ. Равновесная влажность в значительной мере
определяется также параметрами воздуха, его относительной влаж-
ностью и температурой. С повышением относительной влажности
воздуха равновесная влажность резко увеличивается, с повышени-
ем температуры воздуха равновесная влажность семян несколько
уменьшается.
Существенное влияние на скорость сушки семян оказывает ве-
личина удельной их поверхности и скважистости. Удельная поверх-
ность выражается отношением площади поверхности всех семян,
содержащихся в 1 кг, к истинному объему, занимаемому массой
семян. Чем мельче семена масличной культуры, тем больше их
удельная поверхность.
Скважистость семян зависит от формы, размеров, шероховато-
сти их поверхности.
Теплоемкость семян зависит от химического состава и соотно-
шения их составных частей. По данным Ф. Т. Гоголева, средняя
теплоемкость абсолютно сухих азотистых веществ и углеводов со-
ставляет 1,41 кДж/(кг-К), жиров — 2,05 кДж/(кг-К), клетчат-
ки—1,33 кДж/(кг-К). Теплоемкость воды по сравнению с ука-
занными компонентами семени более высока и составляет
95
4,19 кДж/(кг-К). В связи с этим чем выше влажность и маслич-
ность семян, тем больше их теплоемкость.
Теплоемкость абсолютно сухих семян подсолнечника низкомас-
личных сортов при 18—20°С составляет 1,51 кДж/(кг-К), льна
1,65, клещевины 1,85 кДж/(кг-- К).
При повышении температуры теплоемкость сём'ян закономерно
увеличивается. По данным Ф. Т. Гоголева, теплоемкость семян мас-
личных культур при повышении температуры на 1°С увеличива-
ется на 0,0017 кДж/(кг-К).
Теплопроводность характеризует теплоизоляционные свойства,
а температуропроводность — скорость распространения темпера-
турных изменений в процессе нагревания или охлаждения веще-
ства.
Низкая теплопроводность семенной массы объясняется боль-
шим содержанием в ней воздуха, являющегося плохим проводни-
ком тепла. Теплопроводность отдельного семени обычно принимают
близкой по величине к теплопроводности дерева [0,419 Вт/(м-К)].
Коэффициент теплопроводности семенной массы колеблется й
среднем от 0,14 до 0,22 Вт/(м-К), что в сотни и тысячи раз мень-
ше теплопроводности таких металлов, как железо и медь. С повы-
шением влажности коэффициент теплопроводности семян повыша-
ется.
Коэффициент температуропроводности семенной массы пример-
но в 100 раз меньше коэффициента температуропроводности воз-
духа, поэтому семенная масса прогревается или охлаждается мед-
ленно, т. е. обладает сравнительно большой тепловой инерцией. 4
§ 4. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ, СПОСОБЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ
СУШКИ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
Семена масличных культур подвергают тепловой сушке перед
закладкой их на хранение главным образом с целью снижения влаж-
ности до величины, обеспечивающей их длительную сохранность.
Влажность свежеубранных масличных семян зависит не толь-
ко от их свойств и химического состава, но и от ряда факторов, из
которых важнейшими являются степень зрелости семян и метеоро-
логические условия в период уборки урожая. При этом в семенной
массе имеются группы семян, резко различающиеся по влажности.
Разнокачественность семян по влажности определяется неравно-
мерностью развития отдельных растений, условиями роста расте-
ний на отдельных участках поля, а также условиями развития и
созревания семян в пределах соцветия.
Некоторое снижение разнокачественное™ семян по влажности
достигается при двухфазной уборке масличных культур.
Влажность семенной массы с течением, времени несколько вы-
равнивается в результате.перераспределения влаги между отдель-
ными- семенами. Однако этот процесс протекает очень медленно.
Интенсивность же биохимических процессов в свежеубранных се-
менах масличных культур, в частности высокомасличного подсол-
96
нечника, напротив, исключительно высока: результаты жизнедея-
тельности микрофлоры и процессов самосогревания в них проявля-
ются уже через несколько часов после уборки.
Процессы порчи свежеубранных масличных семян значительно
ускоряются из-за наличия в составе семенной массы различных
посторонних примесей, основную часть которых составляют веге-
тативные части растений, обладающие более высокой гигроско-
пичностью, чем семена. Эти примеси, а также поврежденные семе-
на являются хорошим субстратом для развития микроорганизмов
и вредителей семян. Источником обильного обсеменения микроор-
ганизмами являются минеральные примеси, главным образом час-
тицы земли.
Повышенная влажность семян и посторонних примесей усили-
вает жизнедеятельность как самих семян, так и микроорганизмов,
что проявляется прежде всего в усилении дыхательного газообме-
на семенной массы с окружающей средой. Этот газообмен характе-
ризуется поглощением кислорода воздуха, выделением диоксида
углерода, тепла и влаги.
Необходимым условием предотвращения порчи масличных се-
мян является тщательная очистка их от сорных примесей перед
сушкой, высушивание до безопасной для хранения влажности и
охлаждение до температуры, не превышающей температуру наруж-
ного воздуха более чем на 5° С. Сушку семян, основной целью ко-
торой является снижение их влажности для обеспечения нормаль-
ных условий хранения, называют сырьевой. Если сушка приме-
няется в целях кондиционирования семян по влажности для обес-
печения стабильного производственного режима их переработки,
ее называют производственной.
Государственными стандартами установлены для отдельных
масличных культур различные состояния семян по влажности с
учетом химического состава и стойкости при хранении.'
2 Классификация масличных семян по влажности приведена в
табл. 3-1.
(Влажность хлопковых семян ГОСТом определяется для каж-
дого сорта в зависимости от района возделывания хлопчатника
(табл. 3-2).
Таблица 3-1
Масличные культуры	Влажность семян, %						Г
	сухие, не бо- лее	средней сухости		влажные		серые, свыше	
		свыше	| не более	свыше	| не более		
Подсолнечник	8	8	10	10	13	13	[ / 1 "
Клещевина	7	7	9	9	11	11	
Соя!	12	12	14	14	16	16	
Арахис	8	8	11	И	13	13	-{
Лен масличный	8	8	10	10	13	13	
Г орчица	10	10	12	12	14	14	
Конопля	11	11	12	12	14	14	-
Кунжут	8	8	10	10	12	12	
7—857						97	
Таблица 3-2
Сорт семян	Влажность семян хлопчатника по районам возделывания		
	Средняя Азия и Казахстан	Закавказье	РСФСР, УССР, Молдавс- кая ССР
I	8,0	9,0	10,0
II	10,0	11,0	12,0
III	11,5	12,5	13,5
IV	13,0	14,0	15,0
Нагретый воздух или смесь
полняют роль не только теплоносителя, но и влагопоглотителя, по-
этому называются сушильными агентами. Интенсивность
процесса сушки в большой степени зависит от состава и физичес-
ких свойств агента сушки. Основными параметрами сушильного
агента являются энтальпия, влагосодержание и температура. За
основу классификации методов сушки обычно принимают способы
передачи тепла высушиваемому материалу. В современных су-
шильных установках чаще всего тепло семенам передают от пере-
мещающегося сушильного агента. Такую сушку называют кон-
вективной.
Процесс сушки масличных се-
мян и зерна злаковых культур,
как и других капиллярно-порис-
тых коллоидных материалов, за-
ключается в удалении из них из-
быточной влаги с применением
различных методов и приемов, в
основу которых положено, как
правило, использование тепла.
В процессе тепловой сушки на-
гретый воздух или смесь возду-
ха с топочными газами передают
тепло семенам и уносят с собой
образовавшиеся водяные пары,
воздуха с топочными газами вы-
В том случае, когда тепло передается от нагретой поверхности
с использованием ее теплопроводности, сушку называют кондук-
т и в н о й.
Контактная (сорбционная) сушка предназначена для
обезвоживания влажных семян при контакте с гигроскопическими
веществами (сорбентами) или при смешивании влажных и сухих
семян. Тепло может быть сообщено семенам посредством тепло-
вых лучей или-в результате радиации. Такой метод сушки называ-
ют радиационным. Радиационный метод используется при
солнечной сушке и сушке инфракрасными лучами. Возможен так-
же нагрев и сушка семяп в поле токов высокой частоты.
При искусственном уменьшении давления воздуха над высуши-
ваемыми семенами влага из них испаряется при более низких тем-
пературах. Такой метод называют вакуум-сушкой. Сочетание
(комбинацию) конвективного и контактного, радиационного и кон-
вективного и других методов называют комбинированной
сушкой.
При наличии избыточного количества поверхностной влаги
возможно также удаление ее механическим методом — путем цент-
рифугирования, отжима. А.С. Гинзбург (1976) предложил рассмат-
ривать сушку как процесс разделения фаз в условиях взаимодей-
ствия внешних и внутренних полей. При этом к внешним полям
относят физические (энергетические) поля — гравитационное, аку-
стическое, магнитное, электромагнитное и др. Под внутренними по-
98

лями понимают поля, создаваемые в самом материале, — поля хи-
мического потенциала, влагосодержания, температуры, давления
и др. Важно то, что внутреннее поле, возникающее под воздейст-
вием внешнего поля, в свою очередь оказывает обратное влияние
на последнее, причем результаты взаимодействия полей проявля-
ются на поверхности раздела фаз. В связи с этим объект и воздей-
ствующую на него среду предлагается рассматривать как единую
систему.
В технологии и технике сушки зерна злаковых и семян маслич-
ных культур преимущественное распространение получила конвек-
тивная сушка. При конвективной сушке в качестве сушильного аген-
та применяют нагрётый*воздух, смесь воздуха с топочными газами
или наружный воздух (активное вентилирование).
Структура слоя семян может быть различной. В зависимости от
нее различают следующие приемы конвективной сушки: в плотном j
движущемся слое, в плотном неподвижном слое (активное венти- i
лирование), во взвешенном или полувзвешенном состоянии, в псев- '
доожиженном («кипящем») слое.
Сущность процесса сушки при конвективной передаче тепла
заключается в том, что парциальное давление пара, находящегося
непосредственно над поверхностью семян, больше парциального
давления пара, содержащегося в сушильном агенте. Непосредст-.
венно над поверхностью высушиваемых семян парциальное давле-
ние водяного пара близко к давлению насыщенного пара при тем-
пературе нагрева семян. Чем больше разница парциальных
давлений, тем выше потенциал сушки и тем интенсивнее будет про-
текать процесс. При этом сушильный агент должен иметь опреде-
ленную температуру, так как с понижением температуры его отно-
сительная влажность возрастает, а влагоемкость уменьшается.
При конвективной сушке важное значение имеют такие пара-
метры, как температура и скорость сушильного агента, температу-
ра нагрева семян, толщина слоя и его состояние.
У семян масличных культур инерция поля влажности во много"
раз превышает инерцию поля температуры, т. е. семена значитель-
но быстрее нагреваются, чем отдают влагу. Повышение температу-
ры сушильного агента обуславливает значительное сокращение
продолжительности процесса сушки.
Основными параметрами, определяющими интенсивность про-
цесса и сохранение качества высушиваемых семян и содержащего-
ся в них масла, для всех методов и приемов сушки являются: тем-
пература сушильного агента; продолжительность процесса; тем*
пература максимального нагрева семян. Этими параметрами J
определяется выбор режимов сушки. Для установления оптималь-
ного технологического режима сушки необходимо, чтобы процесс
сушки был максимально‘коротким и чтобы в процессе сушки со-
хранялось или даже улучшалось качество семян и содержащегося
в них масла, улучшались технологические свойства семян.
Параметры процесса сушки могут оказывать различное воздей-
ствие на качество семян и масла, содержащегося в них. Это воздей-
ствие зависит от термолабильности семян и их составных частей.
Содержащиеся в семенах органические вещества по-разному реа-
гируют на нагрев и обезвоживание, что необходимо учитывать при
выборе режимов сушки.
В процессе сушки в .определенных диапазонах температур на-
грева семян при наличии тепла, влаги и доступа воздуха создаются
благоприятные условия для протекания гидролитических, окисли-
тельных и других химических и биохимических процессов в семенах
и масле.
Выбор технологических режимов сушки определяется не только
химическим составом и физико-механическими свойствами семян,
но и в большей мере зависит от метода и приема сушки, а также
конструкции сушильной установки. При конвективной сушке семян
в плотном медленно движущемся слое толщиной 100—200 мм, на-
пример в шахтных сушилках; в связи с длительностью процесса
сушки, составляющей 40—60 мин, температура сушильного агента
не превышает 180° С, а семена нагреваются до 60—70° С. В бара-
банных установках при меньшей продолжительности процесса,
составляющей 15—20 мин, применяются более высокие температу-
ры — 200—350° С, при этом нагрев семян не превышает 60—65° С.
Конвективно-контактная сушка семян во взвешенном состоя-
нии и в падающем слое допускает применение еще более высоких
температур сушильного агента — в пределах 350—700° С при про-
должительности нагрева 2—-3 с.
Таким образом, температура сушильного агента и продолжи-
тельность нагрева семян взаимосвязаны: чем выше температура
сушильного агента, тем меньше должна быть продолжительность
сушки.
§ 5. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА СУШКИ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
Задачей процесса сушки является обеспечение необходимого
снижения влажности и сохранение качества семян и содержащего-
ся в них масла. Высушенные семена должны быть охлаждены до
температуры, превышающей температуру наружного воздуха не
более чем на 5° С. Должен быть обеспечен приборный и автомати-
ческий контроль за работой сушильного аппарата и топки, а также
контроль температурного режима сушки.
Все операции, связанные с сушкой масличных семян, должны
быть механизированы и автоматизированы. Сушилки должны отве-
чать требованиям техники безопасности и противопожарным нор-
мам и иметь искрогасящее устройство.
Сушилка должна быть экономной: стоимость изготовления су-
шилки, строительства здания, эксплуатационные затраты на топли-
во, электроэнергию, обслуживание и ремонт, приходящиеся на 1 т
высушиваемых семян, должны быть минимальными.
На предприятиях масло-жировой промышленности используют-
ся стационарные сушильные установки, которые монтируются как
в отдельных помещениях, так и на открытых площадках, под наве-
сами. Сушилки для масличных семян очень разнообразны по уст-
100
ройству. По конструктивным признакам различают сушилки шахт-
ные, жалюзийные, барабанные, пневмогазовые, с «кипящим» сло-
ем семян, газовые рециркуляционные и т. п. Наиболее крупные и
принципиальные различия в конструкции сушилок обусловлены ме-
тодом и приемом сушки. Для сушки масличных семян наибольшее
распространение получил метод конвективной сушки в плотном
медленно движущемся слоё семян, реализованный в шахтных и жа-
люзийных сушилках, в полувзвешенном состоянии — в барабанных
сушилках, во взвешенном состоянии — в пневматической трубе-
сушилке ЛАУМП.
Сушилки различаются также по схеме движения сушильного
агента, числу зон (ступеней) сушки, характеру работы вентилято-
ров, устройству механизма для выпуска семян.
По отношению к высушиваемым семенам движение сушильного
агента может быть прямоточным, противоточным, поперечным и
смешанным.
Вентиляторы могут устанавливаться для всасывания или наг-
нетания сушильного агента. Сушильные камеры строят как с раз-
делением на зоны (ступени) сушки, так и без разделения. Разделе-
ние камеры на зоны обеспечивает возможность работы с примене-
нием ступенчатых режимов сушки. Выпуск семян из камеры охлаж-
дения может быть непрерывным, периодическим или комбиниро-
ванным. При работе сушилки на всасывание сушильного агента
выпуск семян из камеры охлаждения осуществляется через шлю-
зовой затвор.
В нашей стране сушка масличных семян в небольших объемах
практиковалась еще в дореволюционные годы. Отдельные предпри-
ниматели пользовались самодельными малопроизводительными ог-
невыми сушилками. Но только в годы Советской власти вопросам
теории и практики сушки масличных семян, и в частности семян
подсолнечника, стали уделять должное внимание. Широкому внед-
рению тепловой сушки масличных семян в производство способ-
ствовали работы 3. М. Таланцева, А. М. Голдовского, Ф. Т. Го-
голева.
В начале 30-х годов в масло-жировой промышленности широкое
распространение получили шахтные сушилки «Рандольф и «Союз-
продмаша, затем тогда же были разработаны и внедрены на ряде
маслозаводов средней полосы жалюзийные сушилки ЦЧО. Сле-
дующим этапом в развитии сушильной техники на маслодобываю-
щих предприятиях было создание и внедрение в производство шахт-
ных сушилок ВТИ (Всесоюзного теплотехнического института).
Шахтные и жалюзийные сушилки длительное время оставались
основными типами сушилок для сушки масличных семян, преиму-
щественно семян подсолнечника.
В 50-е годы происходило массовое внедрение на маслозаводах
барабанных сушилок, широко применяемых и в настоящее время.
В 1949 г. был предложен скоростной прием конвективной сушки
семян подсолнечника во взвешенном состоянии при высоких темпе-
ратурах и разработана конструкция пневмогазовой сушилки под
101
Рис. 3-7. Сушилка ВТИ-8
сокращенным	названием
ЛАУМП. Сушилки этого типа
внедрялись на маслозаводах с
1950 г.
В годы 9-й и 10-й пятилеток
на маслозаводах началось внед-
рение высокопроизводительных
сушилок шахтного типа ДСП-32,
ДСП-32от, в научно-исследова-
тельских организациях разраба-
тываются и испытываются новые
приемы сушки и конструкции су-
шильных установок. В частности,
сотрудниками ВНИИЖа была
создана сушилка для сушки се-
мян подсолнечника в «кипящем»
слое.
Шахтные сушилки. Шахтные
сушилки характеризуется нали-
чием одной или двух камер пря-
моугольного сечения, которые на-
зываются шахтами.
На рис. 3-7 представлена
шахтная сушилка ВТИ-8.
Верхняя часть шахты 1 предна-
значена для сушки семян, нижняя 3 — для их охлаждения. Для
подвода сушильного агента и отвода отработанного агента по всей
высоте шахт установлены пятигранные подводящие и отводящие
короба 2, которые являются подводящими и отводящими сушиль-
ный агент каналами. Над шахтами предусмотрены бункера для
создания слоя семян над верхними рядами коробов в шахтах. Бун-
кера служат резервной емкостью, обеспечивающей непрерывное
питание сушилки семенами в случае кратковременных перебоев в
работе транспортных механизмов. Слой семян в бункерах также
предотвращает утечку сушильного агента..
Шахты сушилок полностью заполняются семенами. В процес-
се сушки семена,- находящиеся в шахтах, под действием собствен-
ного веса опускаются сверху вниз. В зонах сушки они продувают-
ся сушильным агентом, нагнетаемым в распределительную (на-
порную) камеру вентилятором 7, а в зонах охлаждения —наруж-
ным воздухом, подаваемым вентилятором 5. Между сушильной и
охладительной камерами расположен промежуточный затвор 6
для выпуска семян, который закрывается вручную с помощью ма-
ховичка в начале сушки, чтобы непросушенные семена не попада-
ли в охладительную камеру. При установившемся режиме сушки
затвор 6 находится в открытом положении. Второй затвор 4, уп-
равляемый автоматом, установлен под охладительной камерой, из
которой семена выпускаются через определенные промежутки вре-
мени.
102
Семена, загружаемые в шахту сверху, заполняют все про-
странство между коробами. Подвижней открытой стороной коро-
ба семена находятся под углом их естественного откоса. Короба
расположены в шахматном порядке, что способствует лучшему
перемешиванию семян.
В некоторых сушилках у стенок шахты устанавливают полу-
короба во избежание перегрева семян, движущихся у стенок шах-
ты медленнее.
J Подводящие короба открыты со стороны поступления сушиль-
ного агента, с другого конца они закрыты. У отводящих коробов,
^наоборот, открыты концы со стороны выхода отработанного су-
(шильного агента и закрыты со стороны его поступления. Для рас-
тГределения сушильного агента по коробам в сушилке имеется рас-
пределительная камера. В сушильных установках, состоящих из
двух шахт, распределительная камера является общей и распола-
гается между шахтами.
Сушилка ВТИ-15 состоит из двух железобетонных шахт
сушилки ВТИ-8, между которыми имеется общая распределитель-
ная камера. Производительность вентиляторов соответственно уве-
личена.
Сушилки ВТИ имеют производительность по семенам, подсол-
нечника 8 и 15 т/ч при снижении влажности семян на 6%. Сушил-
ки ЁТСИ-8 и ВТИ-15 по сравнению с современными сушилками
шахтного типа имеют ряд недостатков: они могут работать только
на одноступенчатом режиме; характеризуются большой толщиной
продуваемого слоя семян—250 мм; скорость отработанного су-
шильного агента и воздуха на выходе из отводящих коробов
меньше допускаемой, поэтому и влагонапряжение меньше, чем в
других шахтных сушилках; вертикальный слой семян у стенок
шахты не продувается сушильным агентом и воздухом, поэтому
почти не просушивается; автомат для выпуска семян из шахты
имеет сложную конструкцию, что приводит к перебоям в его ра-
боте.
Двухступенчатые сушилки Промзернопроек-
та (ДСП) производительностью 12, 24, 32 и 50 т/ч при снижении
влажности зерна с 20 до 14% используются для сушки зерна и
семян подсолнечника.
Сушильные камеры в сушилках ДСП разделены на две зоны
(ступени) сушки. Шахты сушилок ДСП-12, ДСП-24,  ДСП-32,
ДСП-50 изготавливают из сборного железобетона, монтируют су-
шилки в специальных помещениях. Сушилки ДСП производи-
тельностью 24, 32 и 50 т/ч имеют по две параллельно расположен-
ные шахты с общей распределительной камерой между ними.
Сушилка ДСП-12—одношахтная.
Сушилка ДСП-32от (открытого типа) имеет две стальные шах-
ты и монтируется вне помещения.
Для сушки семян подсолнечника в первую зону подают агент с
температурой 120—130° С, во вторую —140—160° С. Продолжи-
тельность сушки колеблется в зависимости от начальной влажно-
103
ФШО
Рис. 3-8. Барабанная сушилка:
а — общий вид; б — внутреннее устройство сушилки
ста семян от 50 до 90 мин. Температура нагрева семян составляет
55—75° С.
Барабанные сушилки. Эти сушилки в различном конструктив-
ном исполнении используются для сушки зерна злаковых культур
и масличных семян.
Основным рабочим органбм сушилки (рис. 3-8) является ци-
линдр 1 наружным диаметром 1760 мм и длиной 9000 мм, назы-
ваемый барабаном. На барабане насажены два бандажа 2, кото-
рыми он опирается на две' пары гладких роликов 6. К передней
части барабана при помощи специального уплотнения присоеди-
ни	.	-
йен патрубок 4 для подвода сушильного агента, поступающего из
газохода 5. Противоположный конец барабана посредством уп-
лотнения вводится в выводную камеру 7,. соединенную с вентиля-
тором, отсасывающим отработанный сушильный агент.
Внутри барабана имеются подъемно-перемешивающие устрой-
ства для семян, состоящие из уголков 9, равномерно приваренных
по внутренней окружности барабана и к уголкам согнутых пла-
нок 8, называемых лопатками. Барабан устанавливается на роли-
ках строго горизонтально. В начале барабана, на участке длиной
1000 мм, имеется двухзаходный шнек 10. Это устройство равномер-
но подает семена к первой подъемной системе и одновременно пре-
дотвращает попадание семян в газоход.
Семена поступают внутрь барабана по течке 3 в месте ввода в
сушилку сушильного агента и перемещаются внутри барабана в
том же направлении, что и газовоздушная смесь. Следовательно,
в барабанной сушилке используется прямоток, предотвращающий
загорание семян внутри барабана.
Определенный слой семян внутри барабана поддерживается с
помощью подпорного кольца, приваренного на выходном торце
барабана. Внутри сушилки семена, попадающие на лопатки подъ-
емно-перемешивающих устройств, при вращении барабана подни-
•'маются на некоторую высоту, затем ссыпаются вниз и при этом
. интенсивно продуваются и перемещаются потоком сушильного
агента. Таким образом, сушка семян в барабанной сушилке про-
исходит в полувзвешенном состоянии при интенсивном перемеши-
вании и перемещении семян в токе сушильного агента. Темпера-
тура сушильного агента составляет 240—350° С, продолжитель-
ность пребывания семян в сушилке 14—20 мин, температура на-
грева семян 55—65° С. Съем влаги достигается сравнительно не-
большой (до 3—5%) при производительности до 150 т семян в
сутки. Из семян удаляется преимущественно поверхностная влага
из плодовой оболочки (лузги).
Охлаждение семян производится в охладительных колонках
шахтного типа, в которых они продуваются наружным возду-
хом.
Барабанные сушилки сравнительно просты по конструкции,
несложны в эксплуатации, имеют небольшую высоту, невысокую
стоимость. В связи с этим они получили большое распространение
на маслодобывающих предприятиях.
Существенными недостатками барабанных сушилок являются:
малое использование объема барабана, большая занимаемая пло-
щадь, повышенный расход электроэнергии, низкий съем влаги и
неравномерность сушки семян.
На некоторых маслозаводах с целью повышения съема влаги
барабанные сушилки подверглись модернизации. Сущность модер-
низации заключается в том, что внутри барабана сушилки уста-
навливали другой барабан диаметром 1000 мм и длиной 9300 мм
со своими подъемными системами. В результате модернизации
удалось добиться большего съема влаги из семян — до 8% при
105
производительности 200 т/сут, однако другие недостатки, прису-
щие барабанным сушилкам, таким путем не могли быть устра-
нены.
Рассмотренные выше шахтные и барабанные сушилки не обес-
печивают высокого съема влаги за один пропуск семян через су-
шилку при установленных технологических режимах сушки и про-
изводительности сушилок.
Для интенсификации процесса сушки и повышения съема влаги
из семян в последние годы нашли применение дифференцирован-
ные режимы сушки и сушка с рециркуляцией семян.
Двухступенчатые шахтные сушилки типа ДСП обеспечивают
возможность применения дифференцированной подачи сушильного
агента.
Одноступенчатые шахтные сушилки старых конструкций, на-
пример сушилки ВТИ-8, ВТИ-15, реконструируются с целью пере-
вода на двухступенчатый режим работы и повышения их произ-
водительности на 40—50%- Одновременно проводятся работы по
реконструкции шахтных сушилок для осуществления рециркуля-
ции семян — частичного повторного их возврата после сушки в ка-
меру одновременно с поступающими сырыми семенами.
Двухступенчатые режимы сушки семян предусматривают про-
ведение процесса на 1-й ступени при большей подаче сушильного
агента и пониженной температуре по сравнению с температурой
сушильного агента на 2-й ступени. На 1-й ступени при более низ-
ких температурах сушильного агента протекает период условно-
постоянной скорости сушки, когда внешний влагообмен обуслов-
лен перепадом парциального давления пара у поверхности семян
и в окружающей среде.
В период постоянной скорости сушки большое значение имеют
свойства семенной массы: ее скважистость, газовое сопротивление
слоя, сыпучесть.
В период падающей скорости сушки интенсивность процесса
лимитируется интенсивностью перемещения влаги из внутренних
слоев к поверхности семени, т. е. зависит от его структуры и
свойств, от форм связи влаги с семенами. Поэтому на 2-й ступени
сушки целесообразнее применять сушильный агент с повышенной
температурой, подаваемый в меньшем количестве.
Применение пониженных температур сушильного агента на
1-й и повышенных на 2-й ступени — так называемой дифференци-
рованной подачи сушильного агента — кроме интенсификации про-
цесса сушки имеет также значение для сохранения качества мас-
личных семян, относящихся к термолабильным материалам. По-
казатели качества подвергшихся тепловой сушке семян и
содержащегося в них масла находятся в определенной зависимо-
сти от исходной влажности семян, температуры их нагрева и про-
должительности теплового воздействия.
В связи с этим использование дифференцированных режимов
в зависимости от исходной влажности семян имеет важное зна-
чение.
106
Для высушивания масличных семян с высокой влажностью
двухшахтные сушилки реконструируют и переводят на схему ра-
боты с рециркуляцией части высушенных семян. Реконструкция
сушилки, например, типа ДСП, заключается в том, что шахту на-
ращивают по высоте и путем устройства горизонтальных перегоро-
док в распределительной камере каждую шахту делят на 4 зоны.
Устанавливается надсушильный бункер-тепломассообменник.
Первую партию семян просушивают по замкнутому циклу, т. е.
с возвратом выпускаемых из шахт семян снова в надсушильный
бункер. По достижении влажности семян, оптимальной для за-
кладки на хранение, часть семян выпускается из шахт и норией
подается в охладитель. Охлажденные высушенные семена направ-
ляются в склад для хранения. Остальная часть подсушенных, но
не охлажденных семян подается в надсушильный бункер, в кото-
рый поступают сырые семена. Количество сырых семян для
сохранения постоянного уровня в бункере должно соответствовать
количеству семян, подаваемых на охладитель.
В дальнейшем в надсушильный бункер все время поступает
смесь рециркулирующих, подсушенных, нагретых в шахте и сырых
холодных семян.
Отношение количества семян, возвращаемых в шахту, к коли-
честву поступающих сырых семян называют кратностью рецирку-
ляции. Чём выше влажность семян, тем больше кратность рецир-
куляции. Кратность рециркуляции изменяют, регулируя поступле-
ние сырых семян.
В отличие от шахтных сушилок без рециркуляции в сушилке с
рециркуляцией скорость перемещения семян возрастает в 2—4 раза,
при этом плотность слоя семян несколько уменьшается, процесс
сушки интенсифицируется. Интенсификации процесса сушки также
способствует тепломассообмен семян в надсушильном бункере —
холодных, сырых и нагретых подсушенных.
Пневмогазовая сушилка- Сушилка- разработана Инсти-
тутом тепломассообмена АН БССР- Ее расчетная производи-
тельность—50 т/ч при снижении влажности семян с 20 до 14%.
В основу конструкции сушилки положен принцип рециркуляции
семян. В процессе сушки семена несколько раз проходят циклы
нагрева, отлежки и промежуточного охлаждения. Перед отправкой
на хранение семена окончательно охлаждают.
Влажные .семена транспортером 6 (рис. 3-9) подаются на весы
7 и затем в бункер 8 над сепаратором 9 для очистки. Очищенные
семена норией 5 направляются в сушильную трубу 4, которая слу-
жит для нагрева и частичной подсушки семян во взвешенном со-
стоянии во время перемещения их сушильным агентом, движу-
щимся снизу вверх со скоростью 25—30 м/с. Для подачи в трубу
сырых семян имеется ввод, ниже которого расположен ввод для
рециркулирующих семян. Семена поступают в трубу широкой и
тонкой струей с минимальной скоростью падения с целью облег-
чения подъема семян потоком сушильного агента.
Отработанный сушильный агент вместе с находящимися во
107
Рис. 3-9. Схема движения семян в пневмогазовой сушильной установке
взвешенном состоянии семенами поступает в бункер-тепловлаго-
обменник 3 вместимостью 60 т, размещенный над шахтами проме-
жуточного 11 и окончательного 12 охлаждения семян.
Под крышкой тепловлагообменника, между отверстиями для
поступления и выхода отработанного сушильного агента, имеется
вертикальная перегородка. При поступлении в бункер скорость
сушильного агента уменьшается, он огибает вертикальную пере-
городку и изменяет направление движения на 180°. При этом се-
мена осаждаются в бункере. Таким образом, верхняя часть тепло-
влагообменника служит отделителем семян. Бункер не должен
переполнятьсясеменами, таккак это препятствует выходу сушиль-
ного агента. В то же время нельзя допускать, чтобы уровень се-
мян в бункере был ниже минимально допустимого, так как в этом
случае будет происходить подсос наружного воздуха через шахты
охлаждения семян.
За время пребывания семян в тепловлагообменнике выравни-
вается температура и происходит частичное перераспределение
влаги между отдельными семенами.
Потоки семян регулируют так, чтобы сырые семена непрерыв-
но поступали в сушильную трубу, а из шахты окончательного ох-
лаждения непрерывно выходило такое же количество высушенных
семян. При этом уровень их в тепловлагообменнике должен оста-
ваться постоянным.
После выхода из шахты промежуточного охлаждения семена
вновь направляются в трубу-сушилку норией 10. После шахты
окончательного охлаждения высушенные семена транспортером 13
.108
Рис. 3-10. Газовая
рецир куляционн а я
сушилка «Целинная-50»:
а — схема работы;
б — устройство
передаются на хранение. Обе шахты имеют такое же устройство,
как и шахты сушилок типа ДСП.
Чем выше влажность семян, поступающих в трубу-сушилку,
тем меньше должно выходить их из шахты окончательного охлаж?
дения и больше передаваться на рециркуляцию через шахту про-
межуточного охлаждения. Количество семян, выходящих из шах-
ты окончательного охлаждения, регулируют в зависимости от тре-
буемой степени снижения их влажности. Снижение влажности се-
мян будет тем больше, чем больше кратность рециркуляции. Тем-
пература сушильного агента при поступлении в трубу-сушилку со-
ставляет 250—300° С. При этом семена нагреваются до 55—60° С,
а влажность их снижается на 10—12%.
Отработанный сушильный агент дымососом 2 подается на
очистку в циклоны 1.
Газовая рециркуляционная сушилка. «Целинная-50» (рис.
3-10). Производительность сушилки 50 т/ч. Она предназна-
чена для сушки семян подсолнечника- Сушка семян в ней
осуществляется следующим образом. Сырые и циркулирую-
щие семена подаются в надсушильный бункер 5, затем проходят
камеру нагрева 4 и попадают в бункера тепловлагообменника 2,
109
а затем в шахты промежуточного 1 и окончательного 8 охлажде-
ния, устройство которых аналогично устройству шахт сушилок
ДСП. Отработанный сушильный агент отсасывается вентилято-
ром 6, наружный воздух подается в шахты вентилятором 7.
В этой сушилке используют тот же принцип, что и в пневмога-
зовой сушилке, т. е. семена, подвергаемые сушке, несколько раз
проходят циклы нагрева, отлежки и промежуточного охлаждения.
При этом часть семян поступает в камеру окончательного охлаж-
дения, а остальные семена рециркулируют (цикл повторяется).
' Основное отличие сушилки «Целинная-50» от пневмогазовой
заключается в том, что в последней высушиваемые семена подни-
маются потоком сушильного агента в пневмогазовой трубе, а в
газовой сушилке семена падают в камеру нагрева навстречу дви-
жущемуся сушильному агенту.
Камера нагрева выполнена из железобетона и имеет прямо-
угольную форму. Внутри камеры в поперечном направлении уста-
новлено 20 рядов чугунных труб диаметром 100 мм. Для лучшего
и более равномерного распределения падающих семян по сечению
камеры трубы каждого последующего ряда сдвинуты на 100 мм
по сравнению с' предыдущим рядом труб.
Сушильный агент из смесительной камеры топки с температу-
рой до 300—350° С подводят ho воздухопроводу 3 в нижнюю часть
камеры нагрева семян, где он движется навстречу падающим се-
менам со скоростью 6 м/с.
Из камеры промежуточного охлаждения семена поступают в
норию, в которую одновременно подаются и сырые семена. Смесь
рециркулирующих и сырых семян подается этой норией в бункер
над камерой нагрева.
В сушилке достигается снижение влажности семян на 10—
12%.
§ 6. НОВЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ И РЕЖИМЫ СУШКИ МАСЛИЧНЫХ
СЕМЯН
Сушка с использованием вакуума- Этот способ повышает
интенсивность процесса при более низких температурах нагрева
семян.
Передача тепла семенам в вакуумных- сушилках производится
от нагретых поверхностей, т. е. кондуктивным способом. Образую-
щиеся пары непрерывно отводятся и конденсируются Интенсив-
ность испарения зависит от разности температур греющей поверх-
ности и семян. Повышение вакуума приводит к снижению темпе-
ратуры высушиваемых семян, а это в свою очередь улучшает
теплообмен между поверхностью нагрева и семян. Повышение раз-
ности температур между греющей поверхностью и семенами и глу-
бокий вакуум увеличивают скорость сушки.
Нагрев семян во избежание ухудшения их качества не должен
превышать установленных допустимых температур. Положитель-
ной особенностью способа сушки с применением вакуума является
ПО
возможность проведения процесса при более низких температурах
сушильного агента и нагрева семян. Кроме того, сушка в вакууме
происходит более равномерно. Воздуха на сушку расходуется зна-
чительно меньше, чем при обычном давлении. В вакуумных уста-
новках расходуется меньше тепла, чем в воздушных, так как под
вакуумом тепло почти не теряется с отработанным сушильным
агентом.
Отрицательными сторонами способа сушки семян с применени-
ем вакуума являются повышенный расход электроэнергии и повы-
шенная стоимость затрат на создание сложных, герметичных уста-
новок, работающих под вакуумом, в условиях непрерывной загруз-
ки и выгрузки семян. В связи с этим способ вакуум-сушки может
найти применение лишь в результате рационального разрешения
вопросов, относящихся к конструкции установок.
Сушка в поле токов высокой частоты (ТВЧ). В последние годы
этот способ стал все шире применяться в различных отраслях про-
мышленности.
Молекулы материала в поле ТВЧ поляризуются и начинают ко-
лебаться в зависимости от частоты. Эти колебания сопровожда-
ются трением, в связи с чем часть электрической энергии превра-
щается в тепловую. Поэтому материал нагревается очень быстро.
Температурный градиент в этом случае имеет то же направление,
что й градиент влажности, т. е. от центра к периферии; это спо-
собствует перемещению влаги из внутренних слоев материала к
его поверхности и интенсификации процесса сушки.
Проводились эксперименты по сушке в поле ТВЧ зерна пше-
ницы. Установка состоит из лампового генератора высокой часто-
ты, выпрямителя переменного тока и нагревательного конденсато-
ра. Процесс нагрева и сушки зерна происходит в поле ТВЧ между
обкладками конденсатора. Зерно перемещается ленточным тран-
спортером. Интенсивность процесса сушки находится в зависимо-
сти от диэлектрических свойств зерна, в свою очередь зависящих _
от его влажности.
Расход электроэнергии при высокочастотной сушке почти в
два с лишним раза больше, чем при конвективной сушке в совре-
менных условиях, что в значительной мере тормозит промышлен-
ное использование способа для сушки зерна и масличных семян.
Сущка при помощи инфракрасных лучей. Сушка путем
передачи тепла материалу от генераторов инфракрасного из-
лучения относится к способу радиационной сушки. Инфракрасные
лучи проникают на незначительную глубину (до 15 мм) внутрь
облучаемого материала и вызывают его нагрев. В качестве гене-
раторов инфракрасных лучей используют специальные лампы, а
также нагретые до определенной температуры металлические и
керамические поверхности.
Исследования процесса радиационной сушки семян подсолнеч-
ника проводились в экспериментальных установках. В нагрева-
тельной колонке с источниками инфракрасного излучения слой
семян, медленно перемещающийся по наклонным колеблющимся
111
плоскостям, подвергается инфракрасному облучению. Из нагре-
вательной колонки зерно поступает в бункер-тепловлагообменник,
затем направляется в дополнительную колонку для досушки зер-
на конвективным методом и, наконец, в охладительную колонку.
Таким образом, в данном случае сушка комбинированная: ра-
диационная сушка дополняется контактной и конвективной.
Ламповые радиационные сушилки отличаются малой тепло-
инерционностью, просты и сравнительно безопасны в эксплуата-
ции. Вместе с тем они характеризуются большим расходом элек-
троэнергии, имеют низкий КПД.
Для сушки семян масличных культур перспективной может
явиться радиационная сушка в сочетании с конвективной.
Сушка холодным обезвоженным воздухом- Интенсивность
процесса сушки семян возрастает при увеличении разности
влагосодержания насыщенного водяного пара у поверхности
семян и влагосодержания воздуха, являющегося сушильным аген-
том.
Обезвоживание воздуха производят путем конденсации или
вымораживания содержащегося в нем водяного пара при помощи
специальных холодильных машин.
Для обезвоживания воздуха применяют также силикагель,
окись алюминия и другие сорбенты. Силикагель характеризуется
значительной удельной площадью поверхности пор, достигающей
500 см2 на 1 г. После насыщения его регенерируют путем нагрева
до 100—120° С.
В нашей стране способ сушки семян искусственно обезвожен-
ным воздухом не нашел широкого применения в связи со сложно-
стью установок и значительным расходом электроэнергии.
Сушка в «кипящем» слое. При конвективной сушке се-
мян в плотном слое не обеспечивается достаточная равномерность
нагрева и сушки семян. Быстрее прогреваются и высушиваются
семена со стороны подвода сушильного агента. Однако даже крат-
ковременный перегрев семян в плотном, медленно движущемся
слое под влиянием высоких температур сушильного агента может
приводить к нежелательным изменениям качества семян и содер-
жащегося в них масла. Кроме того, высушенные семена характе-
ризуются высокой степенью неоднородности по влажности.
Интенсификация процесса конвективной сушки достигается пу-
тем изменения структуры слоя и перехода от плотного к разрых-
ленному, «кипящему» (псевдоожиженному) слою семян вследст-
вие значительного увеличения его активной поверхности, поэтому
прием конвективной сушки в кипящем слое считают перспектив-
ным, обеспечивающим значительное ускорение процесса.
Ротационная установка для сушки масличных семян в «кипящем» слое была
разработана во ВНИИЖе. Она состоит из нескольких однотипных секций, уста-
новленных на одном валу (рис. 3-11). Верхние секции являются сушильной ка-
мерой, а нижние используются для охлаждения семян. Каждая секция 1 имеет
перфорированное днище 4 с отверстиями диаметром 2,5 мм и отделяется от дру-
гой секции сплошным днищем 5, в котором имеется только перепускное отверстие
112
Рис. 3-12. Сушильный элемент для
кратковременной сушки семян в за-
жатом «кипящем» слое
Рис. 3-11. Схема работы ротационной
установки ВНИИЖа для сушки
масличных семян в «кипящем» слое
7. На вертикальном валу 3 в каждой секции укреплена корзинка 2, состоящая из
18 радиальных лопастей 6.
Над верхней секцией установки расположен питатель, подающий семена в
сектора. Семена загружаются в сектор слоем высотой 450 мм и медленно пере-
мещаются по перфорированному днищу к месту выгрузки. Под перфорированное
днище подается сушильный агент с температурой 150—180° С в таком количестве,
чтобы обеспечить состояние кипения семян в секторах, из которых семена пооче-
редно выгружаются через перепускное отверстие в сплошном днище и поступают
в сектора следующей секции. Далее процесс повторяется. Сушильный агент для
обеспечения возможности регулирования процесса подается отдельно в каждую
сушильную секцию. Температура нагрева семян в зависимости от исходной влаж-
ности колеблется от 75 до 98° С.
В нижних секциях производится охлаждение' семян наружным воздухом. От-
работанный сушильный агент и воздух направляются в циклоны для очистки, пос-
ле чего удаляются в атмосферу.	е
Недостатком способа сушки в кипящем слое при высоких температурах су-
шильного агента является очень быстрый нагрев семян до высоких температур, в
результате чего возможно, несмотря на небольшую продолжительность процесса,
ухудшение качества семян и масла. В связи с этим при этом способе сушки целесо-
образно применение осциллирующего режима, т. е. чередование периодов нагрева
и охлаждения семян.
Промежуточное охлаждение семян осуществляется путем подачн холодного
воздуха в месте их перепуска из секции в секцию.
В СКФ ВНИИЖ разработаны способ и сушилка для кратко.-
временной (20 с) сушки семян в зажатом кипящем слое.
Сушильный элемент (рис. 3-12) представляет собой короб 3
шнека диаметром 500 мм, длиной 2,5 м. Зона сушки ограничена
сверху сплошной крышкой 4, расположенной на высоте верхнего
уровня «кипящего» слоя, что позволяет иметь в зоне сушки зажа-
тый «кипящий» слой. Снизу зона сушки ограничена металлической
8-857	ИЗ
Рис. 3-13. Технологическая схема сушильной установки для сушки семян
в зажатом «кипящем» слое
плетеной решеткой /, размеры отверстий которой порядка 3 мм
предотвращают провал семян во время работы и остановки аппа-
рата. Под слой семян через каналы образованные газораспреде-
лительными планками 2, подается направленный поток сушильно-
го агента со скоростью, достаточной для создания кипящего слоя.
Зажатый сверху и снизу слой семян движется в горизонтальном'
направлении под действием сушильного агента. Сепарационная
зона 5 для разделения отработанного сушильного агента и высу-
шиваемого материала установлена в месте выгрузки высушивае-
мого материала.
Технологическая схема сушильной установки показана на
рис. 3-13. Влажные семена подаются в сушильный элемент 11,
после кратковременной сушки (20 с) норией 10 направляются на
отлежку в тепломассообменник 2, который обеспечивает переме-
щение влаги из глубинных слоев к поверхности семени при
температуре 40—60° С. При этом влажность семян выравнивается,
семена частично подсушиваются в общей массе за счет тепла, ак-
кумулированного в зоне сушки. Подсушенные семена подаются
последовательно на вторую (сушильный элемент 9, нория 8, теп-
ломассообменник 3) и третью ступень сушки (сушильный элемент
7, нория 6, тепломассообменник 4). Далее высушенные семена по-
ступают на охлаждение в секцию 5, аналогичную по устройству
сушильным элементам. Отработанный сушильный агент отводится
на очистку в циклоны 1.
Сушильная установка обеспечивает съем влаги до 10—12%
при производительности 500 т/сут семян подсолнечника.
114
!-§ 7. УВЛАЖНЕНИЕ ХЛОПКОВЫХ СЕМЯН
В условиях Средней Азии в жаркие месяцы влажность семян
хлопчатника иногда снижается до 5—7%, в дождливые осенние и
зимние месяцы может повышаться до 13%. Эти колебания особен-
но заметны у семян, хранящихся на бунтовых площадках. Силь-
ное снижение влажности семян приводит к очень резкому увели-
чению масличности шелухи, выходящей из шелушильно-сепараци-
онных отделений. Это вызывается большой хрупкостью ядра при
низкой влажности и образованием при шелушении масличной пы-
ли, прилипающей к поверхности шелухи, покрытой остаточным
пухом и замасливающейся. Кроме того, мелкие частицы ядра, об-
разующиеся при шелушении, трудно удаляются при дальнейшем
сепарировании рушанки.
Кондиционирование хлопковых семян с доведением их влаж-
ности до 10—11% не только улучшает работу шелушильно-сепара-
ционного отделения и снижает масличность отходящей шелухи, но
и улучшает прохождение процесса жарения. Известно, что влаж-
ность хлопковой мятки в начале жарения доводится при перера-
ботке семян первых сортов до 12%. При переработке сухих семян
влажность поступающей в жаровню мятки составляет около 6%,
поэтому в начале жарения приходится вводить большие количест-
ва воды, которую трудно распределить равномерно. При увлажне-
нии же семян и последующей их отлежке происходит перераспреде-
ление влаги в них, повышается влажность ядра, а следовательно,
и мятки после измельчения семян, при этом влага в частицах мят-
ки распределяется равномерно.
При обрушивании увлажненных семян образуется меньшее ко-
личество сечки и масличной пыли, так как увлажненное ядро при-
обретает некоторую упругость, шелуха меньше замасливается
масличной пылью и рушанка более четко разделяется на ядро и
шелуху.
При переработке хлопковых семян с повышенной влажностью
ухудшается работа шелушильно-сепарационных отделений вслед-
ствие затрудненного разрушения влажной оболочки ввиду ее
большой упругости, ухудшается качество измельчения на вальце-
вых станках, снижается производительность оборудования.
Известен способ увлажнения семян, транспортируемых в обыч-
ном шнеке, смесью насыщенного пара и воды с применением фор-
сунок Шухова. В этом устройстве происходит хорошее распреде-
ление влаги в момент ее ввода в семена, и отлеживание семян
после увлажнения занимает 6—8 ч.
Отлеживание необходимо для равномерного распределения
влаги внутри каждого семени и определяется продолжительно-
стью диффузии воды из внешних слоев к внутренним. Оптималь-
ная влажность хлопковых семян перед их переработкой, как это
было установлено Пушкаревым и др., составляет 10—12% при
содержании влаги в оболочке 12—13% и ядре 7,5—8,5%.
В настоящее время наибольший эффект при кондиционирова-
8*	.115
(Ш
Рис. 3-14. Увлажнитель ВНИИЖа
нии хлопковых семян по влаж-
ности дает увлажнитель
ВНИИЖа (рис. 3-14).
। В увлажнительном шнеке
13 семена с помощью форсунок
12 опрыскиваются водой и по-
ступают в бункер-питатель 2.
В нижней части бункера уста-
новлены два рифленых вали-
ка 3 и два ряда регулирующих
заслонок 4. Питающие валики
обеспечивают равномерную
подачу семян в камеру З'для
злаго-тепловой обработки (про-
парочную). Количество посту-
пающих семян регулируется с
помощью валиков и заслонок
путем изменения величины
щели.
Попавшие в массу семян
твердые предметы проходят
через щель в результате от-
клонения в этом случае засло-
нок. В верхней части камеры
6 расположены трубопроводы
1 и 5 для пара.
Патрубки для подвода па-
ра приварены также к швелле-
рам 7.
В пропарочной камере се-
мена увлажняются и нагрева-
ются до температуры 70—
80° С. Регулирование темпера-
туры осуществляется автома-
тически. Продвигаясь сверху вниз,- семена достигают валиков 8,
проходят между ними и регулирующими заслонками 9, через
гибкий рукав 10 семена поступают в виброжелоб 11, установ-
ленный на четырех амортизационных рессорах. Внутри желоба
под углом 10° к горизонтали расположена ситовая рама. К боко-
вым стенкам желоба прикреплен дебалансный вибратор, который
приводится в движение электродвигателем. Частота колебаний
вибросита 33 Гц с амплитудой 3 мм. С целью удаления поверхност-
ной влаги и охлаждения семена продуваются воздухом с помощью
вентилятора.
После вибросита семена направляются на дальнейшую пере-
работку.
Производительность увлажнителя 350 т семян в сутки.
Время пребывания хлопковых семян в пропарочной камере
увлажнителя 30 мин.
116
§ 8.	ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕМЯН
МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР И КАЧЕСТВА МАСЛА ПРИ СУШКЕ
I Тепловая сушка в зависимости от температуры нагрева масличных семян, их
исходной влажности и продолжительности теплового воздействия вызывает более
или менее глубокие изменения физиолого-биохимических свойств семян н качества
содержащегося в них масла.
Среди других органических соединений масличных семян наиболее чувстви-
тельны к тепловому воздействию белки,') представляющие собой гидрофильные
коллоиды.ДТод действием тепла белки подвергаются денатурации, т. е. изменяют
свои природные физические, химические и биологические свойства. 'Одним из приз-
наков денатурации белков считают уменьшение их способности растворяться в оп-
ределенных растворителях.'Изменение растворимости является следствием изме-
нения их структуры. При денатурации белков в результате развертывания поли-
пептидной цепи обнажаются гидрофобные углеводородные радикалы
аминокислотных остатков, до этого находившиеся внутри глобулы под поверх-
ностью из гидрофильных групп. У развернутых полипептидных цепей появляется
способность ассоциироваться в ,полимерные системы, вследствие чего раствори-
мость белков теряется. Скорость и степень денатурации белков зависит от темпе-
ратуры нагрева, влажности семян и продолжительности теплового воздействия.
Кинетика тепловой денатурации определяется уравнением бимолекулярной
реакции. Работами советских ученых обнаружено явление обратимости тепловой
денатурации белков при неглубоком ее протекании. Умеренная тепловая обра-
ботка повышает усвояемость белковых веществ. Длительная тепловая обработка
при высоких температурах, напротив^ вызывает глубокие и необратимые изме-
нения в составе белковых веществ, снижая их питательную ценность.
Интенсивность изменения белковых веществ при сушке семян зависит преж-
де всего, от температуры их нагрева и влажности. Изменение белковых веществ
семян высокомасличного подсолнечника с влажностью 8,20 и 15,50% под влияни-
ем тепловой сушки было изучено В. М. Копейковским и В. К. Костенко (1962).
Установлено, что при продолжительности сушки 30 мин в зависимости от темпе-
ратуры сушильного агента степень денатурации водорастворимых белков (в %)
оставила: при 80° С — 17,' 120° С — 23, 180° С —• 49, при 240° С в течение 15 мин —
>0. Степень изменения белковых веществ выше у семян с большей исходной
влажностью. С повышением температуры и влажности семян степень денатура-
Хйи белков возрастает, что сопровождается уменьшением содержания водорас-
гворимых белков, увеличением солерастворимых н щелочерастворимых белков,
а также нерастворимого остатка.
Наиболее чувствительны к нагреву белковые соединения, находящиеся в за-
родышевой части семян.. Следствием денатурации белковых веществ является сни-
жение энергии прорастания и всхожести маслосемян, т. е. ухудшение их посевных
свойств.
Понижение жизнеспособности маслосемян с влажностью 15—20% наступает
при температуре их нагрева 47—51° С. Сухие семена отличаются повышенной
термостойкостью. С денатурацией белковых веществ связано также снижение
активности ферментных систем масличных семян, в частности липазы и липокси-
геназы. Установлено (В. К. Костенко, В. М. Копейковский, 1962), что в начальный
период сушки семян подсолнечника активность липазы значительно повышается.
При нагревании семян выше 50—67° С наступает ииактивирование липазы. Паде-
ние активности липазы у семян с повышенной влажностью наступает при более
низких температурах их нагрева.
При исследовании действия сушки на качество семян подсолнечника обраща-
ют внимание главным образом на изменение одного из основных показателей ка-
I чества масла — его кислотного числа.
Некоторые исследователи наблюдали снижение кислотного числа масла в ре-
зультате тепловой сушки масличных семян, другие — его повышение. Это объяс-
няется различием в условиях сушки семян, температуры нагрева и продолжитель-
ности теплового воздействия.!]? изменении кислотного числа семян высокомаслич-
ного подсолнечника в зависимости от температуры нагревания семян установленье
(В. М. Копейковский, В. К. Костенко, 1962) три следующих периода (рис. З-Д-^
Рис. 3-15. Изменение кислотного числа
исходной влажности:
масла при сушке семян подсолнечника
с —8,20%; 6—15,50%; в—19,00%; 1 — 80°С; 2—120°C; 3— 180°С; 4 — 240СС
1)	рост кислотного числа масла по мере повышения температуры семян до
60—65° С;
2)	снижение кислотного числа при нагревании семян от 65 до 75° С;
3)	рост кислотного числа при нагревании выше 75° С.
Рост кислотного числа в первом периоде находится в прямой связи с повыше-
нием активности ферментных систем, в частности липазы, способствующей гид-
ролизу жиров. Дальнейшее повышение температуры снижает активность фермен-
тов. Снижение кислотного числа во втором периоде, очевидно, обусловлено свя-
зыванием свободных жирных кислот с образованием белково-липидных комп-
лексов.
В третьем периоде рост кислотного числа масла объясняется термическим
распадом глицеридов с образованием низкомолекулярных кислот, а также даль-
нейшим усилением окислительных процессов. При этих условиях одновременно
резко увеличиваются перекисное число, цветность масла. Иодное число несколько
понижается.
• Важнейшие процессы окисленид..в маслах обусловлены наличием в глицери-
дах ненасыщенных жирных кислой Вследствие накопления в маслах продуктов
окисления снижаются их пищевые и товарные достоинства. Установлено отрица-
тельное физиологическое воздействие некоторых продуктов окисления на живой
организм. Масла подвергаются окислению как при действии на них ферментов,
так и без их участия. Ферментом, катализирующим окисление ненасыщенных жир-
ных кислот с образованием гидроперекисей по месту двойных связей, является
липоксидаза.
Согласно теории аутооксидации, основанной иа образовании промежуточных
свободных радикалов и цепном характере реакции, кислород присоединяется к
атомам углерода, не связанным двоцрой связью. При этом образуются гидропере-
киси, а двойная связь сохраняется/ Окисление масел замедляется при наличии в
них антиокислителей — фосфолипидов (фосфоглицеридов) и токоферолов. Теп-
ловая сушка способствует перемещению фосфолипидов из гелевой фазы в масля-
ную фазу семени-, что повышает стойкость масла против окислительных процессов.
Окислительные процессы в масле при сушке семян имеют весьма сложный харак-
тер, они находятся в зависимости от условий и режимов сушки, а также влажно-
сти семян. Первичные продукты окисления масла подвергаются дальнейшим более
глубоким превращениям.
В процессе тепловой сушки создаются благоприятные условия для взаимо-
действия реакционноспособных веществ и образования новых соединений. В част-
ности, аминокислоты и другие промежуточные продукты распада белка вступают
во взаимодействие с сахарами с образованием меланоидинов.' Скорость реакции
между углеводами и аминокислотами в сильной мере зависит от температуры на-
грева семян и увеличивается с ее повышением. Сахароаминная (меланоидиновая)
реакция является одной из причин изменения цвета, вкуса и аромата масла.
В определенных температурных условиях сахара могут взаимодействовать с
I
118
фосфолипидами с образованием темноокрашенных соединений — меланофосфоли-
пидов. Особенно интенсивно такие реакции протекают при нагреве семян выше
80° С.
Повышенные температуры нагрева семян изменяют степень связи отдельных
органических веществ с гелевой частью, способствуя реакциям их взаимодействия
и растворению этих веществ в масле. По мере повышения температуры нагрева
семян в процессе сушки в масле увеличивается содержание фосфолипидов и ряда
других веществ нелипидного характера. (.Витамины, находящиеся в зародыше и
других частях семян, под влиянием высоких температур разрушаются,,?
Количество водорастворимых углеводов в семенах под влиянием тепловой
сушки уменьшается, а выход сырого жира несколько повышается (В. М. Копей-
ковский, В. К. Костенко, 1964). Эти изменения наиболее заметны при нагреве се-
мян выше 60—70° С.
Предельно допустимая температура нагревания семян подсолнечника при
сушке в плотном слое 65—70° С. Более высокая температура приводит к ухудше-
нию качества масла и потерям сухого вещества семян.
В процессе сушки масличных семян в них может увеличиваться содержание
полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Некоторые из ПАУ, в
частности 3, 4-бензпирен, являются канцерогенами и- вредны для здоровья чело-
века. После сушки ПАУ могут содержаться в семенах от следов до 10—20 мкг/кг.
Возможны следующие источники попадания канцерогенных углеводородов в мас-
личные семена:
а)	поступление из внешней среды (атмосферы, почвы) через корневую систему
и листья растения в.процессе его роста;
б)	синтез самим растением;
в)	поступление с сушильным агентом.
Исследованиями, проведенными в КНИИППе совместно с КПП, установлено,
что основным источником загрязнения семян высокомасличного подсолнечника
канцерогенами является сушильный агент в случае неполного сгорания топлива.
При полном сгорании топлива накопления 3,4-бензпирена в семенах подсолнечника
независимо от способа сушки практически ие наблюдается.
। Таким образом, под влиянием тепловой сушки в зависимости от условий и
Гежнмов в масличных семенах протекает целый комплекс химических и биохими-
ческих реакций, вызывающих как желательные, так и нежелательные колпчествен-
|ные н качественные изменения веществ семени, и в частности масла.
Изменение показателей качества семян и содержащегося в ннх, масла нахо-
дится в определенной зависимости от способа сушки, главным образом, темпа
1ювышения температуры нагревания семян. Было установлено, что при интенсив-
|>юм способе сушки в «кипящем» слое сохраняется такая же закономерность в из-
менении кислотного числа масла, что и при сушке семян в плотном слое, однако
соответствующие температурные интервалы смещаются в сторону более высоких
температур (В. К. Костенко, Е. П. Кошевой, Л. А. Кашеватская, Б. Н. Кириев-
ский, 1971). Количество продуктов окисления при сушке в «кипящем» слое растет
при температуре 80° С. Более высокие температуры (100—110° С) способствуют
снижению окислительных процессов в масле, вероятно, вследствие инактивации
ферментной системы. Дальнейший нагрев семян вновь вызывает увеличение коли-
чества продуктов окисления.
Часть II
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ
МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
Глава 4. ОБРУШИВАНИЕ СЕМЯН И ОТДЕЛЕНИЕ ОБОЛОЧКИ ОТ
ЯДРА
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Основными составными частями масличных семян с точки зре-
ния технологии их переработки являются ядро и оболочка. У одних
семян (хлопчатник, лен, соя, клещевина) имеется только семенная 4
оболочка, у других (подсолнечник) — семенная (пленка) и плодо-
вая (лузга). По технологической терминологии, принятой в мас-
ло-жировой промышленности и в специальной литературе, оболоч-
ки семян, как семенные, так и плодовые, называются обычно луз- м
гой или шелухой (для семян хлопчатника).
Состав основных компонентов оболочки и ядра семян разли-
чен. В большинстве случаев такие ценные группы веществ, как
липиды и протеины, локализуются в ядре; оболочка же содержит
многие вещества, переход которых в масло нежелателен. В ней,
как правило, содержится значительное количество безазотисто-
экстрактивных веществ и клетчатки, а ее липиды характеризуются
высоким содержанием свободных жирных кислот, врсков и воско-
подобных веществ и т. п. В процессе извлечения масла они могут *
переходить в продукт и тем самым ухудшать его качество.
В табл. 4-1 приведены данные о влиянии лузжистости перера-
батываемого подсолнечного ядра на качество масел, извлекаемых
прямой экстракцией (Л. А. Мхитарьянц, 1973). Как следует из таб- *
лицы, чем больше лузги содержит перерабатываемое ядро, тем
выше кислотное число извлекаемых масел, содержание продуктов
окисления, неомыляемых веществ.
.Повышение лузжистости ядра в значительной степени влияет
и на товарный вид масел: их вкус, запах, цвет, прозрачность.
Таблица 4-1
Показатель	Лузжистость ядра, %					
	0 (ядро)	5	10	15	21,5 (семена)	100 (лузга)
Масличность образца, % Содержание в масле, %	59,70	59,03	55,65	51,68	47,21	2,00
неомыляемых веществ	0,41	1,66	1,77	1,80	1,85	10,52
продуктов окислении	0,36	0,48	0,55	0,61	0,68	1,80
Кислотное число масла, мг КОН	0,55	0,62	0,73	0,78	0,87	23,13
Перекисное число масла, % Л	0,06	'—	—	—	—	0,28
120
1Так, увеличение содержания оболочки в перерабатываемом
дре приводит к повышению перехода в масла восков и воскопо-
обных веществ, что сопровождается при понижении температуры
оявлением в них помутнения (сетки). Уже при содержании вос-
ов в маслах в количестве до 0,005% (в присутствии фосфатидов)
них появляется едва заметная сетка, а в производственных об-
разцах масел, полученных из материала с лузжистостью 6—8%,
количество восков колеблется в пределах 0,05—0,1% в форпрес-
совом и 0,10—0,35% в экстракционном. Снижение лузжистости
ядра до 3% обеспечивает выработку масел, по прозрачности
отвечающих требованиям действующего ГОСТа на высший и
1 сорт.
Кроме того, при увеличении содержания оболочки в перераба-
тываемом ядре ухудшается и качество шрота в результате обога-
щения его клетчаткой и безазотисто-экстрактивными веществами.
Существенное влияние присутствие оболочки в ядре оказывает
и на ряд других показателей'^работы завода. Оболочка, будучи
более легкой, чем ядро, уменьшает процент использования полез-
ной вместимости производственного оборудования, что снижает его
производительность. Так, при увеличении лузжистости перерабаты-
ваемого подсолнечного ядра с 3 до 8% производительность фор-
прессового и экстракционного цехов уменьшается примерно на
10%.
Значительное содержание плотной оболочки в ядре препятст-
вует его хорошему измельчению.
Существенное влияние оболочка оказывает и на величину по-
терь масла в производстве. Обладая пористой структурой, она
легко поглощает масло, выделяемое из ядра на разных стадиях
технологических процессов и с трудом отдает его в процессе прес-
сования и даже экстракции. Это приводит к тому, что масличность
лузги, содержащейся в жмыхе и шроте, всегда выше масличности
их остальной нежировой части. Увеличение количества шрота и
повышение его масличности из-за переработки ядра с повышенной
лузжистостью приводят к увеличению потерь масла в производ-
стве. Все это диктует принципиальную необходимость максималь-
ного отделения оболочки от ядра.
Однако семена некоторых масличных культур, например льна,
рапса, рыжика и т. п., перерабатывают без обрушивания и отде-
ления оболочки. Это объясняется прочным срастанием их оболоч-
ки с маслосодержащим эндоспермом. В процессе отделения обо-
лочки эндосперм легче отрывается от семядолей, чем от семенной
оболочки. Это приводит к повышенным потерям масла в произ-
водстве, что указывает на нецелесообразность ее отделения при
переработке семян этих культур.
Семена других масличных культур, например хлопчатника,
клещевины, сой, перерабатываются с отделением оболочки, так
как семенная оболочка у них с ядром не срастается.
У подсолнечника между лузгой и ядром есть небольшой воз-
душный зазор, увеличивающийся к суженной; заостренной части
121
семени. Семенная оболочка срастается с одной стороны с эндоспер-
мом, с другой—-с лузгой. Поэтому при обрушивании она разры- <
вается, оставаясь частично на внутренней поверхности лузги,
частично на ядре в зависимости от прочности связи с лузгой и яд-
ром, на разных, участках семени.
Максимального отделения оболочки добиваются при перера-
ботке семян подсолнечника, так как это является обязательным
условием, обеспечивающим получение высококачественных масел
и шротов, семян сои при выработке пищевых соевых шротов, се-
мян горчицы при получении горчичного порошка, предназначен-
ного для изготовления столовой горчицы и медицинских горчич-
ников.
Одним из основных процессов, обеспечивающих отделение обо-
лочки от ядра, является обрушивание (или шелушение примени-
тельно к хлопковым семенам). При этом получают смесь, называ-
емую. рушанкой, которая состоит из целого ядра, оболочки, сечки
(частиц ядра), масличной пыли, целых и неполностью обрушен-
ных семян (недоруша).
Количественные соотношения между этими компонентами раз-
личны и зависят от вида перерабатываемых семян, их параметров
(размера, влажности), условий подготовки к переработке, а также
типа применяемого для обрушивания оборудования.{По техноло-
гическим нормам качество рушанки должно соответствовать сле-
дующим требованиям: при переработке подсолнечных семян со-
держание недоруша и целых семян в ней не должно превышать
25%, сечки 15%, масличной пыли 15%; при переработке средне-
волокнистого хлопчатника по схеме двукратного Шелушения це-
лых семян после первого шелушения должно быть не более 30%,
после второго—0,8%; при переработке тонковолокнистого хлоп-"
чайника количество целых семян в рушанке не выше 15—20% J
V После обрушивания (шелушения) рушанка поступает на разде-
ление, на фракции— ядро, оболочку, целые семена и недоруш.
Оболочка выводится из производства, ядро направляется на из-
мельчение, а недоруш и целые семена поступают на повторное
обрушивание. С целью оптимизации технологических процессов и
уменьшения потерь масла в производстве рекомендуется осущест-
влять контроль всех полученных фракций: оболочки с целью в'ыде-
ления из нее ядра, ядра с целью уменьшения содержания в нем
лузги, недоруша с целью удаления из него ядра и оболочки с по-
следующей подачей его на повторное обрушивание. 1
В зависимости от вида перерабатываемых семйн на стадиях
обрушивания и разделения рушанки применяется различное обо-
рудование.
§ 2.	СВОЙСТВА ОБОЛОЧЕК МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН И ВЫБОР МЕТОДА
ОБРУШИВАНИЯ
Для обрушивания масличных семян используются различные
методы. Выбор метода обрушивания зависит от ряда факторов,
основными из которых являются физико-механические и биохими-
122
ческие свойства семян и их морфологических частей. Основными
механическими свойствами оболочек, имеющими первостепенное
значение при выборе метода, является прочность, упругость и
пластичность.
Под прочностью оболочки понимается величина нагрузки, при
которой происходит ее разрушение. Упругость и пластичность обо-
лочек характеризуются соотношением между упругой и пластиче-
ской деформациями. Упругая деформация исчезает после снятия
нагрузки, а пластическая остается.
Оболочки различных масличных семян в значительной степе-
ни различаются своими свойствами. Семена подсолнечника и в
какой-то степени сои имеют довольно хрупкую оболочку, причем
оболочка семян подсолнечника имеет волокнистое строение и легко
раскалывается вдоль волокон. Поэтому их обрушивание основано
на действии удара и осуществляется в бичевых или центробежных
семенорушках.
Оболочка семян клещевины также достаточно хрупкая, но в
связи со специфическими свойствами ее высокомасличного ядра
обрушивание семян методом удара, например с помощью бичевых
семенорушек, невозможно. Темине менее в последнее время прово-
дились опыты (В. А. Масликов, Л. В. Иосифова, 1977) по обруши-
ванию семян клещевины на центробежных семенорушках, давшие
обнадеживающие результаты. В производственных условиях в на-
стоящее время обрушивание семян клещевины осуществляется пу-
тем их легкого сжатия между двумя гладкими валками в специ-
альных шелушильных машинах.
Методом сжатия пользуются и для раскалывания фруктовых
косточек, хотя свойства их оболочек в значительной степени от-
личаются от свойств оболочек клещевины. Оболочки фруктовых
косточек характеризуются повышенной прочностью. Однако за
счет наличия достаточного зазора между ними и ядром к косточ-
кам применим метод сжатия, обеспечивающий высокую степень
обрушивания и минимальное образование сечки. .
Этот метод используется и для обрушивания семян горчицы.
В отличие от описанных хлопковые семена, имеющие прочную
эластичную оболочку, плотно облегающую ядро, и покрытые пу-
хом, не могут быть обрушены ударным воздействием. Для высво-
бождения ядра из-под семенной оболочки хлопковые семена под-
вергаются обрушиванию-разрезанием или скалыванием в зависи-
мости от опушенности семян. При обрушивании- высокоопушенных
хлопковых семян средневолокнистого хлопчатника используется
метод разрезания с применением дисковых шелушителей, а при
обрушивании • низкоопушенных семян тонковолокнистого хлоп-
чатника — метод скалывания с применением ножевых шелуши-
телей.
Таким образом, разнообразие физико-механических свойств
масличных семян и их оболочек обусловливает применение в про-
мышленности различных методов обрушивания, среди которых
{наиболее распространенными являются: обрушивание ударом (од-
123
нократным и многократным), сжатием, разрезанием, скалывани-
ем, трением, в жидкой среде.
Прочность оболочек масличных культур существенно зависит
от их влажности. Напримбр, для семян подсолнечника величина
максимальной удельной работы разрушения относится к влажно-
сти 14,1% (В- А. Масликов, 1974), при большей или меньшей
влажности она понижается. Прочность оболочки семян клещевины
по данным, полученным на кафедре технологии жиров КПП
(А. Р. Михайлов, 1952), понижается с увеличением влажности от
5,93 до 8,00%.
Для фруктовых косточек оптимальная влажность для обруши-
вания находится в пределах 11—12%, для горчицы—5,8—6,5%.
Существенное влияние влажность семян оказывает и на упру-
гопластические свойства оболочек. С увеличением влажности, на-
пример, семян подсолнечника уменьшается упругость и увеличи-
вается пластичность оболочек. В связи с этим семена перед пода-
чей в производство кондиционируются по влажности до оптималь-
ных параметров.
На физико-механические свойства семян оказывает влияние и
такой фактор, как предварительное прогревание. Так, при прогре-
вании семян подсолнечника до 50° С прочность их оболочек сни-
жается на 15—20% по сравнению с прочностью непрогретых семян
(И. В. Демин, 1955).
Помимо указанных механических свойств оболочек на эффект
обрушивания оказывает влияние и ряд других факторов, таких как
толщина оболочки, величина воздушной прослойки между ядром и
оболочкой, прочность связи оболочки с ядром, направление при-
ложения внешних сил и т. д. Эти факторы в основном имеют От-
ношение к семенам подсолнечника, частично они относятся к кле-
щевине и сое.
Как известно, селекция подсолнечника на высокую масличность
семян привела к затруднениям при их обрушивании, связанным
прежде всего с уменьшением воздушной прослойки между ядром
и оболочкой. Нпзкомасличные семена имели достаточную воздуш-
ную полость между ядром и оболочкой, поэтому усилия разруше-
ния воспринимались в основном лузгой. Высокомасличные семена
имеют менее хрупкую оболочку, менее прочное ядро и меньшую
воздушную прослойку между ядром и оболочкой. При обрушива-
нии таких семян усилия разрушения воспринимаются и оболочкой,
и ядром.
В настоящее время изучены усилия разрушения плодовой обо-
лочки семян высокомасличного подсолнечника до первого надкола
и до полного разрушения с отрывом оболочки от ядра как при ста-
тической, так и при динамической нагрузке. Установлено, что су-
щественное влияние на величину этих усилий оказывает направ-
ление приложения силы, и объясняется это тем, что прочность
оболочки в направлении разных осей неодинакова.
Наименьшие усилия нагружения до первого надкола оболочки
требуются в положении «стоя»- (вдоль длинной оси семени). Оче-
124
видно, здесь нагрузку • воспринимает в основном оболочка семян,
так как в этом положении зазор между ядром и оболочкой наи-
больший. Следовательно, определяющим фактором при разруше-
нии семян в этом положении будет прочность оболочки, которая в
свою очередь'зависит от ее толщины. Так, крупные семена имеют
более толстую оболочку и требуют больших усилий до первого
надкола.
Характерной особенностью семян высокомасличного подсолнеч-
ника является наличие механической связи оболочки с ядром. Осо-
бенно прочно связана с ядром оболочка мелких семян. Поэтому
мелкие семена, имея более тонкую оболочку, дают первый надкол
при нагрузках в 1,4 раза меньших, чем крупные. Однако для пол-
ного разрушения их оболочки и отделения ее от ядра требуются
усилия в 1,7 раза большие, чем для крупных. ‘
Наибольшие величины разрушающих усилий как для крупных,
рак и для мелких семян характерны для положения «шлашмя».
L< этом случае нагрузку воспринимает и лузга и ядро, поэтому при
разрушении семени в таком положении получается наименьшее
количество целого ядра.
Средние величины удельной работы разрушения семян подсол-
нечника в направлении трех осей по данным исследователей
(В. В. Белобородов, 1974) составляют (в Дж/кг): в положении
«стоя» 116, в положении «на ребре» 217, «плашмя» 340.
Наличие в заводских смесях семян крупной и мелкой фракций
приводит к значительному ухудшению показателей работы обору-
дования рушально-веечных цехов: к возрастанию в рушанке коли-
чества недоруша, сечки и масличной пыли, к увеличению лузжис-
тости ядра, направляемого на измельчение, и степени замаслива-
ния лузги в процессе обрушивания и разделения рушанкн.
Следовательно, для улучшения показателей работы этих цехов
целесообразно обрушивать семена подсолнечника направленным
вдоль длинной оси ударом, предварительно калибруя их по сов-
мещенному признаку (толщине и массе).
. Прочность оболочки семян клещевины также зависит от нап-
равления прилагаемого усилия. Наибольшие усилия требуются для
разрушения оболочки вдоль самой малой оси, наименьшие —
вдоль длинной оси.
Неодинаковая прочность оболочек семян клещевины и подсол-
нечника в зависимости от направления прилагаемого усилия объ-
ясняется различиями упругопластических свойств их оболочек,
ядра и строения самих семян.
Отделение оболочки у семян сои, как и у подсолнечника, в
значительной степени зависит от размера семян, степени их зре-
лости и выравненности.'Помимо этого на отделение оболочки боль-
шое влияние оказывают и сортовые особенности семян (В. В. Ключ-
кин и др.,' 1972). Для улучшения полноты отделения оболочки у
семян сои их рекомендуется фракционировать по размерам. Эту
операцию можно осуществлять как перед хранением, так и перед
переработкой.
125
§ 3.	ОБРУШИВАНИЕ СЕМЯН
Для обрушивания семян подсолнечника и сои широко применя-
ют бичевые семенорушки МНР и центробежные обрушивающие
машины А1-МРЦ. В первых реализован принцип многократного,
во вторых — однократного направленного удара.
Для шелушения семян тонковолокнистого хлопчатника приме-
няются -ножевые, а средневолокнистого — дисковые шелушители.
Обрушивание семян подсолнечника на бичевой семенорушке
МНР (рис. 4-1). Семена из приемного устройства, состоящего из
засыпного ковша 1 и питающего валика 2, попадают на один из
бичей 3, укрепленных на вращающемся барабане 4 диаметром
800 мм, длиной 972 мм, ударяются о него и в зависимости от силы
удара либо обрущивалотся, либо отбрасываются необрушенными в
направлении деки 6. Барабан делает 560—630 об/мин, снабжен
шестнадцатью бичами. Бичи изготовлены из полосовой стали. Дека
набирается либо из чугунных колосников, либо из колосников, из-
готовленных из стального проката. Радиус рифлей и выступов на
колосниках 25 мм. Зазор между декой и барабаном может регу-
лироваться в зависимости от влажности и размера семян от 8 до
30 мм с помощью регулировочного устройства 7 и направляющих
плоскостей 5.
Рис. 4-1. Бичевая семенорушка МНР
Рис. 4-2. Центробежная
обрушивающая машина А1-МРЦ ,
126
I Подвергаясь повторному удару о деку, семена также частично
обрушиваются, после чего вновь попадают на бичи, деку и так до
тех пор, пока не пройдут весь путь между декой и барабаном. При
этом ударам о бичи и о рифли дек подвергаются не только целые
семена, но и ядро, что приводит к появлению в рушанке сечки и
масличной пыли.
Неравномерность обрушивания семян в бичевых семенорушках
объясняется, во-первых, тем, что движение их от бичей к деке и от
деки к бичам неупорядоченное. В процессе полета некоторые из
них сталкиваются друг с другом, что приводит к потере кинетиче-
ской энергии, в результате запас ее становится недостаточным для
осуществления обрушивания. Во-вторых, сила удара по семени за-
висит от того, на какое место бича оно попадает. Наибольшая си-
ла удара наблюдается при попадании семян на внешнюю кромку
бича, наименьшая — на внутреннюю. В-третьих, волнистая поверх-
ность деки также обусловливает неравномерность удара семян о
нее.
Все это приводит к тому, что содержание необрушенных семян
(целяка) и недоруша в рушанке достигает 25%, сечки 15%, мас-
личной пыли 15%.
Для улучшения качества рушанки в зависимости от показате-
лей перерабатываемых семян регулируют зазор между декой и ба-
рабаном: для крупных и сухих устанавливают больший зазор, для
мелких и влажных меньший. Производительность (в т/сут) при
выработке ядра семян: с лузжистостью до 3%—50, с лузжистостью
до 8%—60.
Обрушивание семян подсолнечника на центробежной обруши-
. кающей машине А1-МРЦ (рис. 4-2). Основным рабочим органом
машины является ротор 7, укрепленный на валу 8. Вал цриводит-
। ся во вращение от электродвигателя 9. Ротор представляет собой
два горизонтальных диска диаметром 700 мм, на поверхности ко-
торых имеются радиальные перегородки (лопасти). Диски соеди-
няются между собой с помощью болтов, образуя 16 рабочих кана-
лов высотой 32 мм. В центре верхнего диска находится отверстие,
соединенное с питателем 6, для подвода семян к каналам ротора.
Питатель вмонтирован в крошку 5 корпуса машины 1. В нижней
части корпуса имеются два патрубка, через которые с помощью
вентилятора осуществляется циркуляция воздуха, обеспечивающая
охлаждение электродвигателя.
Обрушивание семян осуществляется следующим образом. Се-
мена, пройдя питатель, подаются во вращающийся ротор, где под
действием центробежной силы распределяются по его каналам.
Под влиянием Кориолисова ускорения они прижимаются к пере-
городкам, ориентируясь длинной осью вдоль направления своего
движения. Пройдя всю длину канала, они отбрасываются к деке 4,
представляющей собой обечайку, расположенную цо образующей
корпуса вокруг ротора, ударяются о нее и в большинстве случаев
при этом раскалываются. На деке в два ряда по горизонтали в
шахматном порядке приварены 48 пластин — рабочих элементов
127
деки. Сила удара регулируется частотой вращения ротора, кото-
рая может меняться в пределах 1200—1500 об/мин в зависимости
от влажности семян и их размеров.
Полученная рушанка через патрубки 2 выводится из машины.
Воздух, отсасываемый . из патрубков и содержащий масличную
пыль, направляется через жалюзи 3 на очистку в циклоны.
В центробежной обрушивающей машине реализован принцип
однократного удара, причем семена получают удар по наиболее
слабому направлению — вдоль длинной осп. Это и обеспечивает
лучший эффект обрушивания. Рушанка имеет следующий состав:
содержание целяка и недоруша не более 25%, сечки —15%, мас-
личной пыли—10%. Производительность семенорушки до 200 т/сут.
Обрушивание хлопковых семян на дисковом шелушителе МШВ
(рис. 4-3). Процесс осуществляется с помощью двух дисков диа-
метром 920 мм, один из которых 5 вращающийся (частота вра-
щения 1000—1100 об/ мин на первом шелушении и 1100—1200—
128
Рис. 4-4. Ножевой
шелушптель для
семян хлопчатника
на втором), а другой 4—неподвижный. На обоих дисках закреплено
по шесть секций ножей /„ на рабочей поверхности которых имеют-
ся рифли треугольного профиля, расположенные радиально.
Равномерное поступление семян в питающую камеру шелущи-
теля 2 во время его работы осуществляется с помощью питающе-
го устройства 3, приводимого во вращение от вала шелушителя.
Семена попадают в центральную часть неподвижного диска и
вследствие большой окружной скорости вращающегося диска с во-
рошителем под действием центробежной силы отбрасываются к пе-
риферии. Попадая в зазор между__кромками ножей дисков, семе-
на разрезаются и .затем в виде рушанки вкбрасываются через ниж-
нее отверстие в корпусе шелушителя 6.
9—857
129
При воздействии ножей на семена происходит не только разре-
зание оболочки, но и смятие семян, скалывание ядра. Недостатком
работы дискового шелушителя является многократное воздействие
ножей дисков на семена и ядро, вследствие чего образуется сечка
и масличная пыль, что приводит к замасливанию шелухи.
Производительность шелушителя 120 т/сут.
Устройство ‘ и принцип работы дискового шелушителя АС-900
(ГДР) аналогичны описанному отечественному, но отличаются не-
которыми техническими характеристиками: диаметр дисков 900 мм,
частота вращения 1150—1190 об/мин на первом шелушении и
1100—1180 об/мин на втором. Производительность 140—150 т/сут;
- Обрушивание хлопковых семян на ножевом’ шелушителе
НШ-240 (рис. 4-4). Семена хлопчатника из течки 2 через питающий
валик 3 подаются на вращающийся барабан 1 диаметром 596 мм
(частота вращения 960 об/мин) и увлекаются в зазор между бара-
баном и подвижной декой 5, где они разрезаются ножами 4, ук-
репленными на деке и барабане. Дека устроена таким образом, что
пр ходу движения семян зазор между ней и барабаном постепенно
увеличивается. Благодаря этому не происходит перетирания семян,
что снижает замасливание шелухи. Зазор между барабаном и де-
кой регулируется с помощью рычажного устройства б.
Описанный шелушитель обеспечивает переработку 70—80 т/сут
семян тонковолокнистого хлопчатника при содержании целых се-
мян в рушанке не более 15—20%.
§ 4.	НОВЫЕ МЕТОДЫ ОБРУШИВАНИЯ СЕМЯН
В настоящее время ведутся разработки принципиально
новых
методов обрушивания. Наибольший интерес представляют следу-
ющие:
1)	аэрошелушение, основанное на использовании овуковой или
сверхзвуковой скорости воздуха или газа;
2)	разрушение оболочки избыточным давлением, созданным
внутри семени.
В первом варианте семена, поступающие в аппарат, подхваты-
ваются сжатым воздухом, подаваемым через сопло типа Лаваля,
и выбрасываются через трубку в разгрузитель. В процессе движе-j
ния семян под влиянием ряда факторов — фрикционного воз д ей ст-1
вия струи на оболочку, инерционной перегрузки семян, возникно!
вения в них некоторого избыточного давления — происходит их об-*
рушивание. Механизм процесса пока полностью не изучен.
Второй метод — разрушение оболочки избыточным давлением,
создаваемым внутри семени,—используется в ряде вариантов. Об:
рушивание семян при этом может производиться:
а)	в электромагнитном поле сверхзвуковой частоты;
б)	многократным изменением давления;
в)	путем однократного сброса давления, предварительно соз-
данного в семенах» •	*
Процесс разрушения оболочки во всех модификациях этого ме-
130
тода можно рассматривать как двухфазный, В первой фазе под
воздействием каких-то факторов создается давление внутри семе-
ни, в основном в пространстве между ядром и оболочкой. Во вто-
рой фазе под действием возникающего перепада давлений изнут-
ри семени и снаружи происходит разрушение его оболочки.
Способы создания высокого давления внутри семени различны.
При использовании электромагнитного поля сверхзвуковой час-
тоты происходит быстрый и равномерный прогрев семян по всему
объему, что приводит к интенсивному испарению влаги из ядра.
Образующиеся пары концентрируются в пространстве между яд-
ром и оболочкой, что обусловливает создание определенного дав-
ления, способного разрушить оболочку. В настоящее время ведутся
исследования по разработке оптимальных режимов обрушивания
семян подсолнечника в поле сверхзвуковой частоты.
Во втором варианте перепад давлений внутри семени и снару-
жи достигается с помощью эластичной перегородки, помещенной
в аппарат. Аппарат заполняется воздухом или жидкостью. Сюда
же загружаются семена, и аппарат герметически закрывается.
С помощью того или иного механизма вызывают колебательные
движения перегородки, которая в свою очередь сжимает или разре-
жает воздух или жидкость, находящуюся в аппарате. Это сопро-
вождается изменением давления от избыточного до вакуума в ап-
парате, а следовательно, и в находящихся в нем семенах. Чередо-
вание этих процессов приводит к усталостным явлениям в
семенах, что вызывает разрушение их оболочки.
Наибольший практический интерес представляет последний ва-
риант этого метода. Исследования в этом направлении проводятся
как в нашей стране (ВНИИЖ), так и за рубежом, например в
США. Сущность этого метода заключается в следующем.
В рабочем аппарате, а следовательно, и в находящихся в нем
семенах, создается определенное повышенное давление. После бы-
строй разгерметизации аппарата семена попадают в приемник с
атмосферным давлением. Создание на какое-то мгновение перепа-
да между давлением внутри семени и снаружи приводит к разруше-
нию оболочки. Промышленные испытания этого метода обрушива-
ния дали обнадеживающие результаты.
Промышленное использование этого метода пока сопряжено с
рядом трудностей. Для его реализации требуется аппаратура, ра-
ботающая под высоким давлением (0,8—1,5 ЛШа); сброс давления
сопровождается значительными хлопками; требуются большие
энергетические затраты. Дальнейшее его совершенствование при-
ведет к устранению некоторых из недостатков или по крайней ме-
ре к снижению их значимости. Большим преимуществом данного
метода является снижение потерь масла с лузгой.
§ 5.	СЕПАРИРОВАНИЕ РУШАНКИ
Цель и задачи сепарирования рушанки. Рушанка состоит из
целого ядра, лузги, частиц ядра и лузги, целых й частично обру-
9*	131
шенных семян (целяк и недоруш) и масличной пыли (для сои —
мучки). Лузга (шелуха) является балластом в производстве.
Сепарирование рушанки преследует1 цель максимального от-
деления плодовой и семенной оболочки от ядра при минимальных
потерях масла. Выбор принципов, оборудования и режимов сепа-
рирования рушанки зависит от свойств и степени различия между
отдельными свойствами компонентов рушанки. Широко применя-
ются способы, основанные на различиях: линейных размеров и
аэродинамических -свойств; линейных размеров и электрофизичес-
ких свойств; плотности, коэффициентов трения и аэродинамиче-
ских свойств.
Сепарирование рушанки только по линейным размерам мало
распространено и находит применение лишь при переработке хлоп-
ковых семян.
Для таких культур, как подсолнечник, соя, конопля, в сепара-
торах, разделяющих рушанку по линейным размерам и аэродина-
мическим свойствам, система ситовых поверхностей может являть-
ся основным или вспомогательным рабочим органом. Фракциониро-
вание на ситовой поверхности облегчает в дальнейшем процесс
разделения рушанки по аэродинамическим свойствам, которое при
выделении лузги является основным. -
Аэродинамические свойства масличных семян, их морфологи-
ческих частей и отдельных компонентов рушанки колеблются в
широких диапазонах и зависят от вида и сорта семян, условий про-
израстания, формы и размеров частиц, влажности, плотности, со-
стояния поверхности и т. п.
В воздушном потоке без дополнительного фракционирования
рушанки невозможно осуществлять четкое ее разделение на от-
дельные компоненты, так как при скорости витания, обеспечиваю-
щей полное удаление оболочки из рушанки, в лузгу будут ^уносить-
ся и другие составляющие — масличная пыль, частички ядра. Пред-
варительное фракционирование рушанки по линейным размерам
обеспечивает последующее более четкое разделение компонентов
в воздушном потоке.
Рушанку некоторых семян масличных культур, например кле-
щевины, перед отделением оболочки в воздушном потоке не реко-
мендуется подвергать фракционированию по размерам. Это объ-
ясняется тем, что у этих семян высокая масличность ядра, для его
деформации требуются малые усилия, разделение же рушанки на
фракции по линейным размерам приводит к интенсивному замас-
ливанию оболочки без значительного увеличения эффекта воздуш-
ного сепарирования.
Сепарирование подсолнечной рушанки. Аспирационная
семеновейка И 1 С-50 (рис. 4-5) состоит из рассева и аспира-
ционной камеры. Рассев 2 представляет собой деревянный короб
прямоугольного сечёния, внутри которого-расположены три яруса
слегка наклоненных (3°) плоских сит, работающих последователь-
но. Рассев совершает круговые движения (частота вращения
180 об/мин).
132
Рис. 4-5. Аспирационная семеновейка Ml С-50
Размеры отверстий сит рассева при разделении подсолнечной
рушанки следующие (в мм): 1-й ярус 6,0—7,0, 2-й 4,5—5,0, 3-й
2,5—3,0. Общая площадь ситовой поверхности 11,5 м2.
Рушанка, поступающая через приемный рукав 7, разделяется
в рассеве на семь фракций. Шесть из них по рукавам направляют-
ся каждая в свой вертикально расположенный канал (/, II, III,
IV, V, VI) аспирационной камеры 12. Масличная пыль (седьмая
фракция) по рукаву выводится из машины. В каждом канале-на-
ходится по нескольку наклонных полочек — жалюзи 3, уклон кото-
рых может изменяться. Фракция рушанки, пересыпающаяся по
жалюзи, оказывается в области воздействия воздушного потока,
создаваемого вентилятором 10. Лузга как. более легкая фракция
рушанки увлекается в аспирационную камеру и оседает в карма-
нах 7, а смесь лузги, щуплых семян и осколков ядра (перевей) —
в кармане 5. Ядро как наиболее тяжелая часть рушанки проходит
по жалюзи и каналу 4 в шнек для ядра.
Клапаны 8 и 9 карманов 7 открываются под действием веса
лузги по мере ее накопления, и она высыпается в шнек для лузги.
Перевей из кармана 5 таким же образом через клапан 6 поступа-
ет в шнек для перевея.
Воздух, отсасываемый вентилятором 10, подлежит очистке на
нагнетательном фильтре или циклонах. Скорость воздуха регули-
руется с. помощью шиберов 11, установленных в каждом канале.
133
Хорошее разделение рушанки на ситах по фракциям обеспечи-
вает надежную работу семеновейки в целом. Важным является
снижение содержания ядра в лузге (вынос) и количество перевея:
увеличение выноса ядра в лузгу приводит к повышению потерь
масла, а большое количество перевея требует его дополнительной
обработки. Значительную роль в этом играют жалюзи воздушных
каналов, по которым движется рассортированная рушанка. Регу-
лируя наклон жалюзи и зазор между ними, можно изменять ско-
рость движения материала -и воздуха и добиваться четкого отде-
ления лузги от ядра при минимальных количествах перевея и вы-
носа ядра в лузгу.
Производительность семеновейки М1С-50 по семенам подсол-
нечника 50т/сут при заданной лузжистости ядра доЗ% ибОт/сут—
при лузжистости до 8%.
Семеновейка М2С-50 имеет такую же производительность, но
отличается большей частотой вращения рассева (до 200 об/мин).
При разделении рушанки на фракции в рассеве семеновейки
создаются благоприятные условия для замасливания лузги в ре-
зультате контакта ее при продвижении и просеивании через сита
с высокомасличным дробленым ядром семян и масличной пылью.
Продолжительность нахождения рушанки в рассеве увеличивается
от крупной- фракции (сход с верхнего яруса сит, раздел I) к мел-
кой (вневетровой проход, раздел VII). Продолжительность про-
сеивания VI и VII фракций составляет 60 с, и за это время замет-
но увеличивается масличность лузги. Так, по данным ВНИИЖа
лузга раздела I имела масличность 1,88%, раздела VI — 4,44%.
Кроме того, на повышение масличности лузги оказывает влияние
увеличение площади поверхности лузги по мере уменьшения ее
размеров и повышения ботанической масличности лузги мелких
семян, рушанка которых попадает преимущественно в последние
разделы семеновейки.
В настоящее время на предприятиях масло-жировой промыш-
ленности внедряется семеновейка Р1-МСТ производитель-
ностью по семенам подсолнечника 80 т/сут (рис. 4-6). Одной из
отличительных особенностей этой конструкции является то, что из
рушанки перед поступлением ее на ситовый рассев 1 выделяется
фракция мелких частиц на предрассеве 2, имеющем два сита, ра-
ботающих параллельно (размер отверстий 3 мм). Это обеспечива-
ет меньший контакт лузги с частицами ядра, чем на семеновейке
М1С-50, благодаря чему масличность отходящей лузги снижается
примерно на 0,25%. Проход через сита предрассева (сечка и мас-
личная пыль) по патрубку 3 подается в раздел ядра без дополни-
тельной обработки в воздушном потоке аспирационной части вей-
ки. Сход с сит предрассева поступает на верхний ярус сит рассева,
и далее рушанка проходит путь, описанный ранее. Диаметр от-
верстий сит зависит от размеров ядра.
Другой отличительной особенностью этой конструкции семено-
вейки является то, что имеется блок из пяти вентиляторов Я. Они
смонтированы группами: два на одном валу, три — на другом.
134
—----Рушанка	—о—i— Ядро с мелкой лузгой —i—e— Лузга
_х—недоруш с лузгой------Масличная пыле	~ц— °— Поредей
_о—»— Ядро с недорушем---Воздух	—о—о- Ядро
Рис. 4-6. Технологическая схема семеновейки Р1-МСТ
Каждый из вентиляторов соединен с помощью патрубков с одним
из пяти каналов аспирационной камеры, что обеспечивает неза-
висимое регулирование режима воздушного потока в пил. Кроме
того, улучшены аэродинамические условия работы семеновейки
путем изменения расположения шиберов 7 и внутренних перего-
родок 6. Изменена конструкция лузговых клапанов 4 и 5, что улуч-
шило работу выпускного устройства. Все это позволяет поддержи-
вать одинаковую производительность семеновейки при содержании
лузги в ядре от 3 до 8%.
Основным недостатком аспирационных семеновеек является
то, что в результате довольно длительного контакта лузги с ядром
при просеивании рушанки на ситах происходит ее замасливание,
а следовательно, и увеличение общих потерь масла в производ-
стве.
В последнее время проводятся широкие исследования по раз-
работке электростатического способа разделения подсолнечной ру-
шанки, основанного на различии электрофизических констант со-
ставляющих ее компонентов. Изучение диэлектрической проницае-
мости и удельного сопротивления подсолнечного ядра и лузги в
135
Рис. 4-7. Электросепаратор для разделения
рушанки
рушанке показывает, что в
связи с разными влажно-
стью, размером и формой
частиц электростатические
способы разделения должны
сочетаться с другими, на-
пример с разделением на
фракции по линейным раз-
мерам до, после или в про-
цессе электросепарации.
Одной из основных ха-
рактеристик, значительно
влияющих-на электрофизи-
ческие свойства ядра и луз-
ги, является влажность, с
увеличением которой ди-
электрическая проницае-
мость ядра и дузги увели-
чивается.
Принцип действия элек-
тросепаратора МСР-1 (рис. 4-7) основан на использовании
электрофизических свойств рушанки.
Рушанка по течке 4 попадает внутрь сепаратора на вершину
конуса — заземленного электрода 3, совершающего сотрясатель-
ное движение, в результате чего рушанка пересыпается по полоч-
кам 1 к основанию конуса. При движении рушанки лузга «всплы-
вает» на поверхность и притягивается к электроду 2, на который
подается потенциал высокого напряжения. При помощи непрерыв-
но вращающихся радиальных лопаток 5 лузга снимается с элек-
трода 2, выводится из зоны действия электрического поля и попа-
дает на периферийную часть конического сита 7, также соверша-
ющего сотрясательное движение; Продвигаясь по ситу к центру,
лузга Освобождается от масличной пыли и по течке для лузги
выводится из сепаратора. Ядро и недоруш, освобожденные от луз-
ги, попадают на периферическую часть конического сита 6. Сход
с сита 6 — недоруш — выводится по специальной течке из сепара-
тора и направляется на повторное обрушивание, проход — ядро —
объединяется с масличной пылью и направляется на измельчение.
Таким образом, электросепаратор позволяет разделить рушан-
ку на ядро, недоруш, лузгу и масличную пыль, при этом контроля
фракций не требуется. ЛТ.асличность отходящей лузги на 0,2—•
0,5% ниже по сравнению с лузгой из аспирационной вейки.
Контроль подсолнечной лузги, уходящей из производства, осу-
ществляется на аспирационной колонке (рис. 4-8). В ней мелкие
частицы ядра, пленки и масличной пыли отделяются от лузги, что
способствует снижению потерь масла с лузгой.
Основными узлами аспирационной колонки являются шахта 2,
вентилятор ВЦП-8 производительностью' до 8300 м3/ч воздуха,
воздушная камера 4 и отводящие воздухоотводы 5. Одна из боко-
136
вых сторон шахты открыта для
забора воздуха из цеха, вторая,
противоположная ей, соединена
с помощью воздухоотводов с воз-
душной камерой и вентилятором,
две Другие имеют глухие стенки.
Внутри шахты к корпусу при-
креплены под углом 45° полочки
1, расположенные в два ряда в
шахматном порядке, по 16 в каж-
дом ряду.
Контроль лузги осуществля-
ется следующим образом. Лузга
по течке 3 поступает в шахту 2,
где, пересыпаясь по полочкам 1,
продувается воздухом, засасыва-
емым из цеха. При этом проис-
ходит отбор из нее маслосодер-
жащих частиц, которые по возду-
ховодам 5 поступают в воздуш-
ную камеру 4 и далее воздухом
уносятся в циклон. Для задержа-
ния лузги в воздуховодах имеют-
ся отбойники 6.
Рис. 4-8. Аспирационная колонка
Лузга, освобожденная от мас-
личной пыли, пленки и частиц яд-
ра, по течке 7 отводится из колон-
ки. Производительность аспирационной колонки по лузге до
60 т/сут.
Сепарирование соевой рушаики. Согласно рекомендациям ВНИИЖа с целью
получения не только высококачественного соевого масла, но и высококачественно-
го белкового продукта — кормового и пищевого шрота — рушанку после обруши-
вания сои обязательно подвергают разделению в сепараторах ЗСМ-10, ЗСМ-20
или на семеновейках Ml С-50 и М2С-50.
В сепараторах верхнее сито устанавливается с продолговатыми отверстиями
4X20 мм-или с круглыми отверстиями диаметром 14—15 мм. На этом сите схо-
дом снимаются необрушенные семена, возвращающиеся на повторное обрушивание.
Из схода с этого снта оболочка удаляется при помощи аспирации и оседает в ко-
нусах расширительной камеры. Сортировочное сито имеет ячейки диаметром 7 мм,
подсевное — 2 мм. Для практически полного отделения оболочки (до 96%) сход
с подсевного сита направляется на второй сепаратор, который несколько отли-
чается размерами сит. При втором сепарировании от обрушенных семян сои до-
-полнительно отделяется оболочка.
При разделении соевой рушанки в семеновейке рекомендуется устанавливать
следующие сита: верхнее, обе половины которого имеют продолговатые ячейки
размером 4X20 мм или круглые диаметром 7—6 мм; среднее с круглыми отвер-
стиями 4—5 мм; нижнее— 1,5—2—3 мм. В зависимости от степени обрушивания
и величины частиц можно изменять диаметр ячеек сит. Проход через нижнее
сито (1,5—2,0 мм), состоящий из мучки с зародышем и мелкой шелухи, собирается
и перерабатывается отдельно, так как из этой фракции получают только кормо-
вой шрот. Оболочка, отделенная в сепараторе или семеновейке, направляется на
контроль. Зародыш и мучка VII, неветрового, раздела семеновейки также пере-
раоатывается на кормовой шрот.
137
Для разделения рушанки семян конопли применяют также аспирационные
семеновейки. На рассеве устанавливают сита с ячейками следующих диаметров
(в мм): 1-й ярус 4—5, 2-й — 3—3,5, 3-й — 2—2.
Во избежание большого выноса ядра в лузгу выключаются ветровые клапа-
ны в V и VI разделах, а жалюзи в этих каналах заменяются сплошным щитком.
Остальные условия работы семеновейки такие же, как и при переработке подсол-
нечных семян.
Сепарирование хлопковой рушанки. Хлопковая рушанка содер-
жит целые необрушенные семена, ядро целое и раздробленное, а
также шелуху различных размеров. Разделение такой рушанки на
шелуху и ядро в силу их структурных особенностей невозможно
произвести на основе разности аэродинамических свойств.
Основным принципом разделения хлопковой рушанки является
разделение по линейным размерам на ситовых, поверхностях, для
чего используются двойные встряхиватели и биттер-сепараторы.
Биттер-сепараторы относятся к машинам вспомогательного назна-
чения, главная задача которых заключается в дополнительной ме-
ханической обработке рушанки с целью выделения остатков сво-
бодного и связанного с шелухой ядра.
Двойной встряхиватель МВД (рис. 4-9) имеет две
плоские ситовые рамы 2, набранные из сит с отверстиями 4—5—
6—7—8 мм (общая площадь ситовой поверхности 7,12 м2), распо-
ложенные с уклоном Vis к горизонтали.
Рушанка из шелушителя через делительный шибер поступает
одновременно на обе ситовые рамы, совершающие возвратно-по-
ступательное • движение. Частота вращения эксцентрикового вала
1 300 об/миц. Сходом с сит идут целые семена, не обрушенные при
шелушении, шелуха с оставшимися в ней частицами ядра и шелу-
ха, свободная от ядра, а проходом — ядро с небольшой примесью
частиц шелухи.
Двойной встряхиватель располагается непосредственно под
дисковым шелушителем и имеет производительность по семенам
120 т/сут.	*
Двойной встряхиватель В 150 (ГДР) принципиально
такой же, как и отечественный, но отличается габаритами, приво-
дом и имеет производительность 160 т/сут.
В б итте р - с е п а р а т о р е (рис. 4-10) рушанка обрабатыва-
ется одновременно в двух сетчатых вращающихся в противопо-
ложных направлениях барабанах 2 с общей площадью ситовой
поверхности 5,7 м2 (диаметр отверстий 7—6—5—4 мм). Равномер-
Рис. 4-9. Двойной
встряхиватель
138
и
1
w
I
н
Рис. 4-11.
Пурифайер
нод распределение рушанки на оба барабана осуществляется при
помощи рассекателя, установленного в течке. В барабанах, Дела-
ющих 2 об/мин; рушанка подвергается интенсивному воздействию
бил 3 бильного вала (частота вращения 200 об/мин), благодаря
чему от шелухи отделяются ядро и мелкие ее частицы, которые
просеиваются через отверстия в барабане и поступают на сотря-
сательное сито 1. В настоящее время сотрясательное сито замене-
но на поддон.. Проход с барабанов направляется в шнек ядра и
далее на измельчение, а сход в зависимости от вида перерабаты-
ваемых хлопковых семян и выбранной схемы шелушения — на по-
вторное шелушение или в шнек шелухи.
Производительность описанного отечественного биттер-сепара-
тора — до 80 т/сут, конструкции ГДР может быть доведена до
90 т/сут.
139
Описанные выше двойной встряхиватель и биттер-сепаратор
используются при переработке хлопковых семян средневолокнис-
того хлопчатника.
При переработке семян тонковолокнистого хлопчатника для раз-
деления рушанки применяют пурифайер (рис. 4-11), представ-
ляющий собой сотрясательное сито, состоящее из двух китовых
рам 2 и 3 с вентилятором 1. Рушанка поступает на верхнюю сито-
вую раму, где разделяется на проход (ядро и мелкие частицы ше-
лухи), идущий на второе нижнее сито, и сход — целые семена,
крупное ядро и шелуха, который попадает в сферу действия вен-
тилятора. . Вентилятор отрегулирован таким образом, что воздуш-
ный поток засасывает только шелуху, направляя ее в циклон-кол-
лектор, расположенный непосредственно над бйттер-сепаратором,
и далее из него шелуха поступает в биттер-сепаратор для допол-
нительной механической обработки. Семена, не захваченные воз-
душным потоком, идущие сходом с верхнего сита, попадают в при-
емный короб, откуда их возвращают на повторное шелушение.
Ядро и шелуха, попавшие на нижнее сито, также разделяются
на проход и сход. Проход представляет собой ядро, сход — шелу-
ху, из которой в самом конце нижнего сита под действием воз-
душного потока, создаваемого вентилятором, отбирается большая
часть шелухи. Остальная шелуха с нижнего сита смешивается с
фракцией ядра. Содержание шелухи в ядре не должно превышать
Ю-12%.
Размеры отверстий сит пурифайера такие же, как у двойного
встряхивателя, общая площадь ситовой поверхности 11,8 м2, про-
изводительность 70—80 т/сут.
Последовательность обработки хлопковой рушанки в двойном
встряхивателе или пурифайере и биттер-сепараторе обеспечивает
при переработке стандартных семян и нормальных условиях рабо-
ты содержание шелухи в ядре для I—III сортов до 10%, для IV—
до 15% при масличности отходящей шелухи сверх ботанической не
выше чем на 1% и выносе ядра в шелуху не более 0,6—0,8%.
Комбинированный шелушильно-с епарацион- -
ный агрегат, выпускаемый фирмой IMPCo (США), входит в
комплект экстракционной установки «Экстехник» и предназначен
для осуществления операций обрушивания (шелушения) семян
хлопчатника, последующего разделения получаемой рушанки на
фракции и'отделения оболочки от ядра. Технологическая схема
устройства и работы этого агрегата приведены на рис. 4-12.
Семена хлопчатника с помощью вибрационного питателя / по-
даются в пространство между двумя рифлеными валками 2 и под-
вергаются шелушению. Рушанка поступает в четырехсекционную
сетчатую камеру 3, внутри которой помещаются бильные валы 4.
Под действием ударов би л	выбивается (отделяется) из ру-
шанки и проходом через сетчатое днище камеры 3 поступает на
плоское сито 6, совершающее возвратно-поступательные движения
с помощью эксцентрика с тягами 5. Крупная фракция ядра с ше-
лухой, идущая сходом с сита 6, вводится в первый аспирационный
140
амени
канал I, где ядро выпадает и по течке '9) выводится из машины.
Шелуха с частью ядра потоком воздуха: увлекается вверх по ас-
пирационному каналу I. Мелкие фракции ядра и шелухи — проход
через отверстия сита 6 — с конца качающегося вместе с ситом под-
дона 7 вводятся во второй аспирационный канал II. Здесь мелкое
ядро выпадает и отводится по течке 10, а частицы мелкой шелухи
увлекаются потоком воздуха вверх по каналу.
При вращении бильных валков 4 против часовой стрелки ру-
шанка перемещается слева направц — от первой до четвертой сек-
ции сетчатой камеры 3, причем отделяемое под ударным действи-
ем бил ядро и мелкая шелуха, как уже было сказано, просеивается
через отверстия сетчатого днища камеры 3. При выходе из четвер-
той секции камеры 3 крупная шелуха вместе с остающимся в ней
ядром попадает на лоток 8, по которому также вводится в аспира-
ционный канал I, где ядро выпадает и выводится по общей течке 9.
Уносимая потоком воздуха шелуха из аспирационных каналов
I и II попадает на внешнюю поверхность вращающегося ситового
барабана 12. Воздух отсасывается из внутренней полости ситового
барабана с помощью вентилятора по воздуховоду 15 через бата-
рею циклонов. Мелкая (пылевая) фракция ядра, содержавшаяся
в шелухе, просасывается через отверстия ситовой поверхности ба-
рабана 12 и вместе с воздухом уносится в батарею циклонов, где
улавливается. Шелуха с частицами ядра, осаждающаяся на сетча-
той поверхности барабаца, при его вращении проходит между ба-
рабаном и валиком 16 и сбрасывается в третий аспирационный
канал III, в котором выпадают мелкие частицы ядра, а шелуха от-
141
Рис. 4-13. Шелльмашина для разделения клещевинной рушанки
сасывается через самостоятельную циклонную установку. Выпав-
шее в канале III мелкое ядро по наклонному лотку 14 отводится
в общий поток ядра. Вращающийся ситовый барабан имеет регу-
лирующее устройство подсоса воздуха 13 и вакуум-очистнтель 11
для очистки ситовой поверхности барабана.
Шелушильно-сепарационный агрегат имеет следующие габарит-
ные размеры (в мм): длина 3700, ширина 1600 и высота 2600.
Отделение оболочки при переработке семян клещевины. Ввиду
специфических особенностей семян клещевины (наличия высоко-
масличного ядра и хрупкой оболочки) их обрушивание и сепари-
рование полученной рушанки осуществляется в комбинированной^
машине —шелльмашине (рис. 4-13). Совмещение двух операций'
в одной машине сокращает время соприкосновения оболочки с ча-
стично разрушенным высокомасличным ядром, что снижает поте-
ри масла в производстве.
Семена из бункера 7 через питающий валик 6 поступают в за-
зор между валками 5, где и осуществляется их раскалывание. За*
зор между валками регулируется таким образом, чтобы сохранить
целость ядра семени. Полученная рушанка идет на сотрясательное
сито 9 с диаметром отверстий 3 мм. Проход через сито, представ-
ленный в основном мелкой оболочкой, собирается в желобе 10, а
ядро и крупная оболочка движутся сходом и попадают в аспира-
ционную камеру 4. Здесь свободная оболочка и наиболее мелкое
ядро подхватываются струей воздуха, создаваемой вентилятором
/, и уносятся в осадочную камеру 12, где в результате снижения
скорости потока при помощи перегородки 2 и за счет увеличения
142
объема осаждаются в конусе и выводятся через клапан 11 в тран-
спортер. В этот же транспортер подается оболочка (проход) с со-
трясательного сита.
Ядро, идущее сходом с сита, направляется на дальнейшую пе-
реработку. Осадочная камера имеет отражающий шибер 3. Зазор
между, валками регулируется ма-ховиком 8. Лузжистость ядра,
выходящего из шелльмашины, составляет 13—15%, вынос ядра в
оболочку 0,3—0,4%, масличность отходящей оболочки 1,5—2,0%.
Производительность шелльмашины—48 т/сут семян клеще-
вины.
§ 6.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОБРУШИВАНИЯ СЕМЯН И СЕПАРИРОВАНИЯ
РУШАНКИ
Технологическая схема подготовительных операций при пере-
работке семян подсолнечника (рис. 4-14). При переработке семян
подсолнечника, кроме основных операций (обрушивания семян и
отделения ядра от лузги) в технологическую схему включается
ряд операций, обеспечивающих снижение потерь масла в произ-
водстве и повышение его качества. Для этой цели предусматрива-
ются операции по контролю: ядра с целью уменьшения его луз-
жистости до 3% (на прессовых заводах), лузги для. снижения ее
масличное™ до 2,5—2,8%, недоруша с целью выделения из него
ядра и лузги перед повторным обрушиванием, перевея — с целью
разделения его на фракции.
Для контроля лузги рекомендуется использовать рассевы лю- .
бых семеновеек и аспирационные колонки; для контроля недору-
Рис. 4-14. Технологическая схема подготовительных операций прн переработке
семян подсолнечника
143
ша — сепараторы; для контроля ядра и перевея—.семеновейки.
Производительность сепараторов на контроле недоруша соответ-
ствует их производительности при очистке семян подсолнечника.
Производительность аспирационной колонки составляет 60 т/сут
лузги, производительность семеновейки М2С-50 при контроле пе-
ревея— до 200 т/сут в расчете на семена. На заводах, где по ут-
вержденному регламенту допускается переработка ядра с лузжис-
тостью до 7—8%, его контроль не производится.
Семена подсолнечника шнеком 7 подаются на центробежные
семенорушки 8. Полученная рушанка направляется для разделе-
ния на фракции на рабочие семеновейки 18. Каждая семенорушка
спарена с двумя семеновейками Р1-МСТ. Использование при этом -
самотека Снижает степень замасливания лузги и облегчает на-
стройку оборудования.
Из первых разделов рабочих семеновеек выходит недоруш, со- ।
бирается шнеком 20 и норией 2 подается для контроля на сепа-
раторы 1, Здесь происходит отделение от недоруша сора, ядра и
лузги. Лузга и ядро поступают каждый в свой шнек 21 и 15 соот- |
ветственно, а недоруш — норией 5 подается на повторное обру-
шивание на семенорушки 6, а рушанка —на семеновейку 19. За-
пыленный воздух из сепаратора направляется для очистки в'цик-
лоны 4. Задержанный в них сор (производственные отходы) через
бункер 3 выводится из производства.
Лузга с рабочих семеновеек собирается в шнеке 21, откуда с
помощью нории 11 транспортируется для контроля в рассев 13 и
аспирационные колонки 14. Отделившееся в них ядро идет в шнек
15, а лузга выводится из производства;
Перевей со всех семеновеек собирается шнеком 22, откуда но-
рией 9 подается для контроля на семеновейки 17. Материал пер-
вых двух разделов (недоруш) с контрольных.семеновеек поступает |
в шнек недоруша 20, ядро из остальных разделов идет в шнек 23,
а лузга и перевей смешиваются с общим потоком лузги и перевея
в шнеках 21 и 22 "соответственно.
При получении низколузгового материалаг лузжистостью до
3% ядро со II—V разделов рабочих семеновеек подвергается кон-
тролю. Для этого оно поступает в шнек ядра 23, откуда норией
10 подается в контрольные семеновейки 16. При переработке яд-
ра с лузжистостью до 7—8% операция по контролю ядра исключа-
ется. Ядро с остальных разделов семеновеек, проход с предрассе-
ва, а также вневетровая фракция при любой схеме переработки
семян поступают в шнек 15, подающий их на измельчение.
При контроле ядра на семеновейках недоруш из первого раз-
дела вместе с перевеем этого же раздела поступает в шнек недо-
руша 20. Ядро остальных разделов идет в шнек 15, лузга смеши-
вается с общим потоком лузги в шнеке 21.
Воздух, отсасываемый из рабочих и контрольных семеновеек,
аспирационных колонок, семенорушек подвергается очистке в цик-
лонах 12. Осевшая в них масличная пыль поступает в шнек жмыха
или дробленки. Подача масличной пыли, содержащей значитель-
на
7	7
3____J
5,5£
8	. _ па сепаратор юн-
"~гпроля недоршиа’ -
ЛНа семеюшку
^контроля pipa •
На вальцы
Перебей на контрольную се-
меновейку перебея
Лузга на контроль
а
На сепаратор
контроля
недоруша
На семенодейку
контроля
ядра
На вальцы-
Перебей на контрольную
‘ семенодейку передел
Лузга на контроль
Рис. 4-15. Технологические схемы работы сепарирующих машин при переработ-
ке семян подсолнечника:
а — рабочая семеновейка; б — семеновейка контроля ядра; в — семеновейка контроля пере-
вея; а — сепаратор контроля недоруша.
ное количество мелкой лузги и пленки, в шнек жмыха, а не в шнек'
мятки снижает лузжистость материала, подаваемого на прессова-
ние.
Ядро с содержанием лузги до 3% шнеком 15 направляется на
измельчение.
Количество используемого в схеме оборудования рассчитыва-
ется исходя из его типа, производительности и мощности цеха.
На рис. 4-15 схематически изображены сепарирующие машины'
г указанием размеров отверстий сит и направления "фракций се-
парируемых продуктов.
Технологическая схема шелушильно-сепарацибнных операций
при-переработке семян средневолокнистого хлопчатника. Семена
средневолокнистого хлопчатника опушенностью более 4,5% пере-
рабатываются по схеме двукратного шелушения и двукратного
сепарирования с отделением шелухи на двойном встряхивателе и
Зиттер-сепараторе.
Семена средневолокнистого хлопчатника (рис. 4-16), пройдя
электромагнит, распределительным шнеком 1 подаются в диско-
вые шелушители первого шелушения 2, где обрушиваются на 70—
75%. Рушанка после шелушителей самотеком поступает На двой-
ные встряхиватели 3, расположенные непосредственно под диско-
выми шелушителями. Здесь происходит частичное отделение ядра
от рушанки. Ядро, идущее проходом с двух ситовых рам, попадает
в шнек 12, расположенный под биттер-сепаратором, и далее посту-
пает на измельчение.
10—857	•	145
Сход с ситовых рам двойного встряхивателя, представляющий
собой разрезанные семена с уцелевшим ядром и целые семенй, са-
мотеком распределяется в биттер-сепараторы 4 первого сепариро-
вания, где в результате ударного воздействия бил выбиваются ча-
стички ядра и на ситовой поверхности отделяется все свободное
ядро. Ядро поступает в шнек 12, а недоруш, идущий сходом из
сетчатых барабанов, шнеком 5 и норией 6 передается в распреде-
лительный шнек 7 над дисковыми шелушителями 8 второго шелу-
шения для повторного шелушения. Количество целых семян пос-
ле второго шелушения не должно превышать 0,8%.
Рушанка из шелушителей поступает в двойные встряхиватели
5, расположенные под дисковыми шелушителями. Здесь также
происходит частичное отделение свободного ядра, которое тем же
шнеком 12 направляется на измельчение.
Сход с ситовых рам самотеком распределяется на биттер-се-
параторы 10 второго сепарирования. Здесь происходит окончатель-
ное отделение ядра от шелухи. Шелуха шнеком 11 выводится из
производства, а ядро шнеком 12 подается на измельчение.
На технико-экономические показатели работы шелушильно-се-
параторного цеха существенное влияние оказывает влажность яд-
ра, которая определяет потери масла с шелухой и его рафинируе-
мость. Влажность ядра должна быть для семян 1—III сортов 8,5—
9,5%’, для семян IV сорта—9,5—10,5%. Для достижения этого се-
мена хлопчатника перед шелушением подвергают кондициониро-
ванию по влажности.
Технологическая схема шелушильно-сепарационных операций
при переработке семян тонковолокнистого хлопчатника. Семена
Рис. 4-16. Технологическая схема шелушильно-сепарационного цеха
при переработке семян средневолокнистого хлопчатника
146
Рис. 4-17. Технологическая схема тпелушильно-сепарационного цеха
при переработке семян тонковолокнистого хлопчатника
тонковолокнистого хлопчатника с опушенностью до 4,5% перераба-
тываются по схеме однократного шелушения и сепарирования с.
отделением шелухи и применением пурифайера и биттер-сепарато-
ра (рис. 4-17). Семена тонковолокнистого хлопчатника, предвари-
тельно очищенные и увлажненные, шнеком 1 распределяются на
ножевые шелушители ~2. Оптимальная влажность ядра семян тон-
коволокнистого хлопчатника такая же, как и для средневолокни-
стого. После шелушения содержание целых семян в рушанке со-
ставляет не более 15—20%. Рушанка из шелушителей самотеком
поступает для разделения на пурифайеры 3.
Идущие с верхнего сита целые семена, крупное ядро и шелуха
попадают в сферу действия вентилятора. Создаваемый вентилято-
ром воздушный поток захватывает шелуху и направляет ее в цик-
лон-коллектор 5 и далее в биттер-сепаратор 6. Целые семена по-
падают в шнек 4 и далее норией 9 направляются на повторное ше-
лушение в те же шелушители 2. Ядро и мелкая шелуха, попадая
на нижнее сито, также разделяются: ядро идет проходом и посту-
пает в шнек 8, а фракция шелухи подвергается воздействию
воздушного потока. Часть шелухи отсасывается вентиля-
тором и направляется в циклон-коллектор 5, а остальная мел-
кая шелуха сходит с нижнего сита и смешивается с фракцией яд-
ра в шнеке 8. Содержание шелухи в ядре не должно превышать
Ю—12%.
В биттер-сепараторах производится дополнительное отделение
ядра от шелухи. Ядро поступает также в шнек 8, направляясь на
измельчение. Сходом с биттер-сепараторов идет шелуха, которая
выводится из цеха шнеком 7. Содержание целых семян с отходя-
щей шелухой должно быть не более 1 %.
,0*
147
Глава 5. ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН, ЯДРА И
ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Измельчение в производстве растительных масел играет важную
роль, так как оказывает большое влияние на выход масла и
пройзводительность основного оборудования./Измельчению подвер-
гаю^ семена (лен, конопля и т. п.) или/ядро масличных (подсол-
нечник, клещевдна и т. п.), при этом образуется продукт, назы-
ваемый мяткой^ из которой масло можно извлечь при , сущест-
венно меньших внешних воздействиях, чем из целых семян или
ядер.] Подвергают измельчению и жмых, полученный после предва-
рительного съема масла, перед подготовкой его к экстракции.
Особым видом измельчения является плющение, применяемое для
получения частиц в виде лепестка перед экстракцией.;
Главная задача измельчения ядра семян — максимально воз-
можное разрушение клеточной структуры, а также придание ма-
териалу определенной внешней структуры, оптимальной для
последующих технологических операций, способствующих более
полному извлечению масла: жарения, прессования, экстракции.
Пер,ед плющением измельчение необходимо для приготовления
частиц, материала определенного размера, обеспечивающего полу-
чение стойкого лепестка.
Так как скорости таких явлений, как диффузия и теплопровод-
ность, обратно пропорциональны размерам частиц, важной зада-
чей измельчения является достижение их оптимального размера и'
наибольшей однородности. Если помол не однороден, то для одних
частиц эти процессы при определенной продолжительности завер-
шатся, а для других еще нет. Это не позволяет в производственных
условиях стабилизировать технологический процесс. Причины, оп-
ределяющие неоднородность частиц, получаемых при измельчении
семян, можно условно разбить на две группы:
1. Общие для измельчения твердых тел, а также связанные со
способом приложения внешних сил в измельчающих машинах.
Разрушение твердых тел происходит неравномерно потому, что
прочность тела в его толще не одинакова во всех участках, разру-
шение идет по местам наименьшего сопротивления; кроме того при-
лагаемые внешние силы распределяются неравномерно по поверх-
ности разрушаемого тела.
2. Относящиеся к особенностям семян как измельчаемого ма-
териала и зависящие в основном от анатомического строения
семени. Сопротивление семёни действию внешних сил по разным
направлениям в различных участках неодинаково вследствие раз-
личий в строении отдельных составляющих его тканей, что и при-
водит к получению частиц разного размера. Кроме Того, при
разрыве клеток происходит полное или частичное выпадание внут-
риклеточного содержимого, размеры частиц которого значительно
меньше самих клеток.
148
Влияние тонкости помола на его однородность для маслосодер-
жрщих материалов еще недостаточно изучено. Практически
известно, что с увеличением тонкости помола сухих материалов,
, увеличивается в нем содержание пылевидных мучнистых фракций,
• наличие которых приводит к слеживанию материала, ухудшению
/ условий обработки мятки водой при жарении, ухудшению условий
( экстракции. В мятке высокомасличных материалов очень мелкие
\ частицы могут слипаться на масле с более крупными,.что также
I приводит к нарушению оптимальной ее структуры.
v Поэтому тонкость помола должна быть оптимальной, измель-
[ чеиный материал наряду с максимальной однородностью должен
\ обладать достаточной рыхлостью, проницаемостью и стойкостью
<-(для лепестка).
В результате разрушения при измельчении материала происхо-
дит образование широко развитой поверхности, при этом часть
внутренней поверхности становится внешней; вскрывается система
[сообщающихся межклеточных пространств; при выпадании алей-
роновых зерен их поверхность и эквивалентная поверхность прото-
плазмы также обнажаются. Если внутри частицы каждая . моле-
р куда окружена другими молекулами и ее силовое поле симметрич-
‘ но насыщено, то у молекул, находящихся на поверхности, часть
силового поля остается ненасыщенным. Следовательно, на каждом
таком участке поверхности имеется свободное, молекулярное сило-
. вое поле и поверхность частиц обладает запасом свободной энер-\
чгии. Мятка,'состоящая из массы подобных частиц, обладает ог-
ромной поверхностной энергией, величина которой тем больше, чем
больше поверхность частиц, т. е. чем выше степень измельчения
’ мятки.
В процессе измельчения изменяется не только структура масло-
Содержащих материалов, но и локализация в них липидов, при
этом по мере разрушения клеточных оболочек разрушается и
маслосодержащая часть клеток и все большая часть масла высво-
бождается и сразу же покрывает образующуюся'огромную поверх-
ность частиц в виде тонких пленок. Изменения в распределении
липидов в масличных семенах и продуктах их переработки во
многих технологических операциях являются определяющими в
эффективности извлечения масла.
v При измельчении часть масла остается внутри неразрушенных
клеток либо в обычном состоянии, либо частично выделившись
вследствие давления, которое эти клетки претерпели при прохож-
дении между валками. Часть масла может остаться в обрывках
элеоплазмы, выпавших из разрушенных клеток или частично задер-
жавшихся в обрывках тканей. При разрушении тонкой структуры
цитоплазменного геля также происходит выделение большого ко-
личества масла.
Однако масло не вытекает из мятки, потому что оно связыва-
ется на создавшейся и вскрытой при измельчении широко развитой
внешней и внутренней поверхности сильным молекулярным полем.
Вопрос о локализации запасных липидов в клетках полностью
149
Рис. 5-2. Электронно-микроекопическая
сканирующая фотография семян под-
солнечника:
1 — клеточные стенки; 2 — липидные включе-
ния — сферосомы; 3 — семенная оболочка
Рис. 5-1. Электронно-микроскопическая
фотография среза ядра подсолнечных
семян:
1 — клеточные стеикн; 2 — липидные включе-
ния— сферосомы; 3—алейроновые зерна; 4 —
межклетники; 5 — ядро клетки; 6 — ядрышко
зрелых масличных семян привлекал многих исследователей. По
мнению А. М. Голдовского (1958), протоплазма клеток физиологи-
чески зрелых масличных семян пронизана непрерывными ультра-
микроскопическими каналами, пропитанными маслом. Кроме того,
он не исключал возможности нахождения какой-то части масла,
помимо его основного количества, в виде мельчайших капелек уль-
трамикроскопических размеров, включенных в гелевую структуру
цитоплазмы.
С течением времени периодически появлялись работы, в кото-
рых говорилось о другой локализации масла, главным'образом в
виде мельчайших капелек. В 1963 г. К. Е. Леонтьевский на осно-
вании электронно-микроскопических исследований сухих подсол-
нечных семян также пришел к выводу, что масло в клетках нахо-
дится в виде отдельных капель.
В 1971 г. В. Г. Щербаков и Л. В. Силантьев на основании по-
лученных ими электронно-микроскопических фотографий (рис. 5-1)
сделали вывод о том, что масло в физиологически зрелых сухих
семенах подсолнечника распределено в виде гранул, или сферосом,-
плотно заполняющих весь свободный объем клетки между алейро-
новыми зернами и другими органоидами клетки. Гранулы тесно
примыкают друг к другу, но не сливаются, между ними всегда вид-
на тонкая граница, свидетельствующая о замкнутом объеме, кото-
рый занимает каждая липидная гранула — сферосома.
К такому же выводу о локализации масла в семенах пришли
В. Г. Щербаков и В. Г. Лобанов (1975) на основании изучения фо-
тографий, полученных с помощью электронной сканирующей мик-
150
роскопии (рис. 5-2), которая позволяет получать трехмерное изоб-
ражение внутренних структур клетки.
F Эти сведения были получены учеными при исследований процес-
са накопления липидов в семенах подсолнечника во время созре-
вания и дозревания в полевых условиях. Однако уже при сушке
семян ими же были установлены изменения клеточных структур.
При высокой температуре сушки многие липидные гранулы прак-
тически теряют сферическую форму, их поверхность покрывается
многочисленными порами, растет проницаемость оболочек. При
самосогревании семян наблюдается также некоторое укрупнение
липидных включений, уменьшение поверхности раздела между
ними.
Учитывая то, что масличные семена перед поступлением на пе-
реработку, как правило, проходят ряд технологических операций
(сушку, охлаждение и др.), сопровождающихся изменениями в ло-
кализации липидов, клеточная структура перерабатываемых семян
будет отличаться от структуры семян, вызревших в условиях по-
ля. Это 'отличие будет тем значительнее, чем интенсивнее воздей-
ствие на. семена внешних факторов — температуры, влаги и т. п.
§ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ МАСЛИЧНЫХ
СЕМЯН И ЯДРА
В производстве растительных масел применяются все основные -
способы приложения внешних сил при измельчении: раздавлива-
ние, срез, скалывание, удар. В некоторых машинах сочетаются
различные способы и иногда возникает такой сложный вид дефор-
мации, как истирание.
В настоящее время для измельчения ядра, семян или жмыха
применяются однопа^ные, двухпарные и пятивальцовые станки.
Для измельчения жмыха применяют также дисковые или молот-
ковые дробилки.
Частицы измельчаемого материала поступают из питающей во-
ронки станка или из предыдущего прохода станка в промежуток
между валками. При первом же соприкосновении материала с по-
верхностью валков между ними возникает трение и под его влия-
нием материал затягивается в щель между цилиндрическими по-
верхностями валков. Происходит деформация, и измельчение ма-
териала, при этом различно в зависимости от соотношения окруж-
ных скоростей валков и от состояния их поверхностей (гладкие
или рифленые). При одинаковых окружных скоростях в рабочей
Щели гладких валков происходит раздавливание материала с об-
разованием пластинчатых частиц (лепестка), при разных окруж-
ных скоростях кроме раздавливания происходит и растирание или
скалывание, так как одна половина частицы увлекается поверх-
ностью валка с одной скоростью, а другая половина — с другой.
При наличии рифлей на поверхности валков механизм измель-
чения усложняется в связи с возникающими дополнительными яв-
лениями, связанными с воздействием рифлей на материал. Риф-
151

Рис. 5-3. Схема захвата частицы
материала валками при горизон-
тальном расположении линии их
центров:
О — центры валков; а, b — длина пути
измельчения; <х — угол захвата
ли — выступы, получающиеся при
вырезке на поверхности валков уг-
дублений (канавок), наносимых
обычно под некоторым углом к об-
разующей цилиндрической поверх-
ности валка. В общем рифли дейст-
вуют как ножи, при этом частицы
измельчаемого материала испыты-
вают скалывающее и ударное'их
воздействие.
. В момент соприкосновения час-
тиц материала с валками на них
действуют силы реакции валков,
стремящиеся вытолкнуть частицу из
рабочей зоны, и противодействую-
щие силам, которые появляются
между частицами и поверхностью
валков, стремящимся втянуть частицу в рабочую зону. Для втяги-
вания .частицы в рабочую щель необходимо, чтобы силы трения бы-
ли больше, чем силы, выталкивающие частицу. Для захвата части-
цы необходимо, чтобы угол захвата а был меньше угла трения.
Углом захвата а называют угол, образованный линией, соединяю-
щей центры валков, и линией, соединяющей центр валка и точку
касания частицы с поверхностью данного валка (рис. 5-3). Таким
образом, условия захвата частиц, измельчаемого материала в рабо-
чую щель будут тем лучше, чем больше коэффициент трения час-
тиц материала на поверхности валков, т. е. чем больше угол тре-
ния. Угол захвата частиц будет тем меньше, чем больше диаметр
валков, чем меньше размеры частиц, поступающих, на измельче-
ние, и чем больше расстояние между валками.
На основании расчетов практически оказывается, что применяе-
мые диаметры валков достаточно велики, и необходимые условия
для захвата частиц удовлетворяются полностью.
В реальных условиях захват материала происходит сложнее,
так как происходит обычно одновременный групповой захват не-
скольких частиц. Чем больше частиц одновременно захватывает-
ся, тем больше угол*захвата совокупности частиц, тем хуже усло-
вия захвата.
Кроме того, захват материала валками может затрудняться .
также выделением масла, которое смазывает валки и уменьшает
угол трения частиц на поверхности валков. Влияние выделения
масла сильнее сказывается при измельчении влажного материала,
потому что он обладает большей пластичностью и из него сильнее
выжимается масло, чем из сухого.
 Для лучшего захвата материала валками на практике приме-
няют ряд мер. Например, семена сои предварительно дробятся для
уменьшения размера частиц; влажность материала доводится до
оптимальной, обеспечивающей помол необходимого качества и хо-
роший захват его валками.
152
В процессе измельчения ядра или семян разрушение различных
тканей семени происходит неодинаково. При измельчении ядра
подсолнечного семени его эпидермис, участки прилегающих к эпи-
дермису тканей и зародышевая ткань разрушаются в меньшей сте-
пени, чем остальные части семени. При измельчении ядра хлопко-
вых семян очень устойчивыми оказываются зародышевые ткани.
Прочность семенной оболочки обычно больше прочности ядра.
При измельчении ядра семян или непосредственно семян стен-
ки огромного количества клеток вследствие раздавливания или
растирания разрушаются, внутриклеточное содержимое в зависи-
мости от степени разрушения оболочек клеток либо выпадает из
разрушенных клеток, либо частично задерживается во вскрытой
их полости. В сохранившихся клетках содержимое может или не
измениться, или претерпеть некоторые изменения'вследствие боль-
шого давления, испытываемого при прохождении между валками.
При измельчении тканей семян происходит неизбежное частичное
разрушение элеоплазмы с освобождением погруженных в нее алей-
роновых зерен, и их выпаданием из плазмы, а также некоторое по-
вреждение алейроновых зерен. Количество разрушенных клеток в
мятке ‘зависит от способа измельчения и физических свойств се-
мян.
Как следует из электронно-микроскопических исследований
(В. Г. Щербаков, В. Г. Лобанов, 1975) при измельчении ядра се-
мян подсолнечника на пятивальцовом станке, после первого прохо-
да наблюдается лишь частичное разрушение клеточных структур;
после второго прохода происходит дальнейшее разрушение клеточ-
ных структур и частично начинается разрушение липидных гранул
и алейроновых зерен. После третьего прохода клеточные стенки
оказываются разрушенными полностью, но даже после четвертого
прохода в мятке еще находятся деформированные, но не разрушен-
ные липидные гранулы, окруженные оболочкой, извлечение липи-
дов через которую затруднено даже при использовании органичес-
ких растворителей (рис. 5-4).
Сопротивление семени действию разрушающих сил при измель-
чении имеет некоторые особенности, связанные также с гелевой
структурой ‘клеточного скелета и содержимого клеток. Величина
и характер сопротивления семени действию внешних сил изменя-
ются в зависимости от влажности семян, что характерно для гелей.
Чем ниже влажность семени, тем более хрупким оно является; чем
выше влажность, тем больше его пластичность. Сухие семена при
сжатии дробятся в порошок; мятка, полученная на пятивалковом
станке, представляет собой легко рассыпающиеся мелкие пластин-
ки. Мятка из влажных семян представляет собой более прочные
пластинки, а при большой влажности выходит в виде пластичных
лент или комков вследствие склеивания пластин на масле, выделя-
ющемся при измельчении таких семян.
Для наилучшего измельчения низко-и среднемасличных семян
необходима небольшая пластичность, для того чтобы не получа-
лось пылевидных помолов и чтобы мятка состояла из тончайших
153
Рис. 5-4. Электронно-микроскопическая сканирующая фотография мятки после
проходов через пятивалковый станок:
а — первого; б — второго; в — третьего; г — четвертого; 1 — клеточные стенки; 2 — липидные
включения
пластичных мелких частиц, обеспечивающих рыхлую структуру,
благоприятную для последующих технологических операций, и в
первую очередь для влаго-тепловой обработки — жарения.
При измельчении высокомасличных семян нет «опасности полу-
чения пылевидных помолов ввиду значительного выделения масла
при измельчении и сцепления мелких частиц друг с другом.
Процесс измельчения соевой крупки, а также крупки'форпрес-
сового подсолнечного, льняного, клещевинного и других видов
жмыха при подготовке их к экстракции в виде лепестка (точнее —
вальцевание) должен максимально приближаться к прокатке из
крупки тонких пластинок, при этом по возможности нужно не
допускать сильного дробления и совершенно нельзя допускать рас-
тирания. Для обеспечения такой прокатки необходима оптималь-
ная пластичность материала, которая достигается при кондицио-
нировании его по влажности и температуре.
Величина и характер сопротивления семени измельчению меня-
ется в зависимости от температуры, что связано со свойствами
гелевой структуры семени. Чем ниже температура, тем более хруп-
ким и менее пластичным становится материал: с повышением тем-
пературы его пластичность увеличивается.
Зависимость величины й характера сопротивления семян дей-
ствию внешних сил от температуры и влажности позволяет управ-
154
лять процессом измельчения. Для достижения наилучшего качества
помола, следовательно, необходимо иметь оптимальную влажность
семян или ядра и оптимальную температуру, которые обеспечива-
ют необходимую пластичность измельчаемого материала.
Оптимальной влажности семян можно достигнуть путем кон-
диционирования их по влажности в самом начале переработки
перед подготовительными операциями или путем кондиционирова-
ния ядра по влажности перед вальцовыми станками. Первый спо-
соб приемлем в том случае, если оптимальная влажность ядра для
отделения .оболочек й для измельчения совпадают, что характерно
для большинства масличных культур (подсолнечник, хлопчатник,
клещевина и др.).
При измельчении масличных семян происходят и некоторые
биохимические изменения их составляющих. Имеются сведения
о денатурации белков в мятке, которая может происходить под
влиянием механических воздействий — трения и давления, а также
теплового воздействия, возникающего в процессе измельчения.
В то же время имеются сведения, что при измельчении маслич-
ных семян денатурация белков не сопровождается накоплением
в мятке нерастворимых белковых веществ (В. Н. Красильников,
1969). Это объясняется протеканием двух одновременных процес-
сов: одного — аналогичного тепловой денатурации белковых моле-
кул, результатом которого является снижение растворимости бел-
ков, и другого — конкурирующего процесса, связанного с механи-
ческой обработкой, приводящей, по-видимому, к разукрупнению
образовавшихся белковых частиц вследствие разрыва и окисления
не только дисульфидных мостиков, но и пептидных связей.
§ 3. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЕМЯН, РУШАНКИ,
ЯДРА И ЖМЫХА
Ядро семян подсолнечника измельчают на пятивалко-
вых станках за 4 прохода. На качество измельчения ядра сущест-
венное влияние оказывает влажность. Максимальное разрушение
клеточной структуры ядра происходцт при влажности 5,5—6,0%;
повышение влажности выше этих показателей приводит к ухудше-
нию качества измельчения.
Качество помола мятки ухудшается также с увеличением луз-
жистости ядра. Лузга обладает более твердой структурой по срав-
нению с ядром, ее присутствие в ядре увеличивает расстояние
между размольными валками и приводит к ухудшению тонкости
помола мятки. Лузжистость ядра, поступающего на измельчение,
должна быть в пределах 3,0—8,0%. При хорошем помоле ядра
подсолнечника проход мятки через сито с отверстиями размером
1 мм должен быть не менее 60%.
Ядро семян средне- и тонковолокнистого хлоп-
чатника с содержанием влаги для семян I-—III сортов 8,5—
9,5%, для семян IV сорта — 9,5—10,5% и содержанием шелухи не
более 10% для семян I—III сортов и не более 15% для семян
155
IV сорта измельчают за четыре прохода на пятивалковых станках.
Измельченное ядро должно быть максимально однородным и со-
держать проход через сито с отверстиями размером 1 мм не менее
60% для семян I—III сортов и не менее 50% для семян IV сорта. '
Допускается добавление в измельченное ядро шелухи с доведе-
нием обычного ее содержания до 15% для семян I—III сортов
и 17% для семян IV сорта.
Семена льна с влажностью не более 6% измельчают на пя-
тивалковых станках через 4 прохода. Мятка должна быть одно-
родной и содержать не менее 70% прохода через сито с отверстия-
ми 1 мм. В сходе с этого сита часть шелухи должна преобладать
над ядровой. В мятке не допускается содержание целых, грубо
измельченных семян и плохо измельченной шелухи.
Семена сои при переработке по схеме однократного извле-
чения масла' экстрагируют в виде сырого лепестка. Соевый лепе-
сток получают на плющильйых вальцах путем измельчения конди-
ционированной крупки с температурой в пределах 60—70° С и
влажностью в пределах 8,0—9,5%. Соевый лепесток должен иметь
толщину 0,25—0,30 мм.
Ядро семян клещевины вследствие его высокой маслич-
ности при тщательном измельчении превращается в мазеобразный,
комкующийся, почти нетранспортабельный продукт, в котором
равномерное распределение влаги на последующей операции (вла-
го-тепловая обработка) практически невозможно.
С целью достижения возможно более равномерного распреде-
ления влаги в гелевой части ядра и для сохранения его транспор-
табельных свойств ядро с влажностью 7% подвергают грубому
плющению на однопарных плющильных вальцах. Зазор между
валками должен быть на 1,0—2,0 мм меньше, чем толщина сред-
ней по размерам фракции ядра.
Форпрессовый жмых в схемах двух- и трехкратного из-
влечения. масла на первой стадии подготовки к повторному извле-
чению масла подвергается измельчению. В задачу измельчения
жмыха входит получение частиц (крупки) с оптимальными разме-
рами для проведения последующих технологических операций, а
также дополнительное разрушение клеточных структур, в том чис-
ле и вторичных, образовавшихся при форпрессовании.
Форпрессовый жмых перед окончательным прессованием из-
мельчают последовательно на ломальных шнеках, дисковых мель-
ницах или на однопарных рифленых вальцовках и пятивалковых
станках за 4 прбхода. После измельчения жмыховая мука должна
быть максимально однородной и содержать 80% прохода через
сито .с отверстиями 1 мм для подсолнечного и льняного жмыха и
60—70% — для хлопкового.
Жмыховая крупка после дробилок должна иметь показатели
в соответствии с данными табл. 5-1.
Для ^измельчения масличных семян, рушанки или ядра наибо-
лее широко применяются бднопарные рифленые и пятивалковые
станки ВС-5. Приготовление лепесткового помола, как правило,
156
Таблица 5-1
Показатели	Под- солнеч- ник	Клеще- вина	Лен	Хлопчатник		
				I—III сор- та, крупки	IV сорта, крупкн	I—Ш сор- та, гранул
Тиаметр крупки (гранул), мм, 3,5 10—12 5—7	10
te более
1роход через сито с отвер- —	о—b —	4
.тиями 1 мм, %, не более
12	6—7
10	2
1существляется на плющильных вальцовых
кмыха чаще всего производят на дисковых
станках. Дробление
и молотковых дро-
билках.
Измельчение на пят и валковом ттанке ВС-5 осу-
ществляется в результате последовательного прохождения мате-
риала. между.пятью валками I, II, III, IV, V (рис. 5-5), захваты-
вающими его благодаря силе трения частиц материала о поверх-
ность валков. Щиты 2, 3, 4 направляют материал в проход меж-
ду валками, а ножи Н снимают налипший материал с валков.
Основным рабочим органом машины (рис. 5-6) являются чугун-
ные валки 4 диаметром 400 и длиной 1250 мм, расположенные го-’
ризонтально друг над другом в подшипниках, свободно уложенных
в направляющих станины 1. Материал из бункера питающим вали-
Рис. 5-5. Схема измельчения
материала на пятивалковом станке
Рис. 5-6. Пятивалковый станок ВС-5
157
ком 2 равномерно распределяется по всей длине рабочего валка
и щитом 3 направляется в проход между пятым и четвертым вал-
ком. Нанесенные на верхних двух валках рифли облегчают захват
ими материала и его предварительное измельчение. Валки опира-
ются друг на друга и этим создают постоянное давление на из-
мельчаемый материал, равное весу вышерасположенных валков.
Нижний валок имеет только вращательное движение, а верхние
четыре свободно перемещаются в вертикальном направлении, по-
этому зазор между ними зависит от количества поступающего ма-
териала, а в случае попадания постороннего предмета валки при-
поднимаются, пропуская его. Такое устройство валков помогает
избежать их поломок.
От электродвигателя 5 через редуктор приводится во вращение
первый (нижний), валок, делающий 150 об/мин, а от него враща-
тельное движение передается, третьему и пятому валкам, делаю-
щим 147 об/мин. Второй и четвертый валки приводятся в движение
от первого, третьего и пятого под действием сил трения. Разница
в частоте вращения валков способствует растиранию материала.
Таким образом, на измельчаемый материал в первом проходе дей-
ствуют силы скалывания и удара (под воздействием рифлей на
первых двух валках) и силы раздавливания и- истирания во всех
четырех проходах, что способствует оптимальному вскрытию его
клеточной структуры. Производительность станка ВС-5 в пересче-
те на семена ^подсолнечника составляет 60 т/сут, хлопчатника
100 т/сут, льна 21 т/сут.
Измельчение семян и жмыха на однопарном
рифленом вальцовом станке (рис. 5-7) осуществляется
в результате прохождения материала между горизонтально распо-
ложенными рифлеными валками 4 диаметром 400 и длиной 750 мм.
В зазор между валками материал попадает из питающего ков-
ша 2 через распределительный валик 3 и в виде крупки выводится
из машины. Степень измельчения материала регулируется величи-
ной зазора между валками. Буксы одного валка неподвижно за-
креплены в станине 1, а другого могут перемещаться по горизон-
тальным направляющим. Степень перемещения его регулируется
специальным устройством. Один валок приводится во вращение от
электродвигателя через редуктор, а второй от первого через ше-
стеренную передачу. Частота вращения ведущего валка 150, ведо-
мого— 104 об/мин.
Производительность станка при измельчении семян сои 50—
60 т/сут, при дроблении жмыха 80 т/сут.
Измельчение масличного материала на двух-
парном плющильном вальцовом станке (рис. 5-8)
осуществляется путем прохождения его через две пары гладких
валков 4 диаметром 800 и длиной 1000 мм, расположенных в ста-
нине-7. Материал двумя потоками подается в загрузочные ковши 2
с питающими валиками 3, установленными над каждой парой вал-
ков. В некоторых конструкциях двухпарных вальцовых станков
используются вибрационные загрузочные устройства. Для очистки
158
Рис. 5-7. Однопарный рифленый
вальцовый станок.
Рис. 5-8. Двухпарный плющильный
вальцовый станок
поверхности валков от налипающего материала используются но-
жи 5. Измельченный материал в виде лепестка выводится из ма-
шины.
Производительность станка по крупке из семян сои до 40 т/сут,
по жмыху 30—35 т/сут.
Измельчение жмыха на дисковой дробилке
ДДМ (рис. 5-9) осуществляется с,помощью двух дисков: непо-
движного 2 и вращающегося 3. Материал подается в дробилку че-
рез воронку 1 и, пройдя центральное отверстие в неподвижном
диске, поступает в зазор между ним и подвижным диском, где и
происходит его измельчение. В пазах дисков встроено по 6 чугун-
ных или стальных ножей коробчатой формы. Вал 4, на котором
укреплен подвижной диск, вращается от электродвигателя 5 и де-
лает 970 об/мин. Степень измельчения регулируется зазором меж-
ду дисками. Производительность дробилки ДДМ по жмыху
60 т/сут.
Измельчение жмыха на молотковой дробилке
(рис. 5-10) происходит в рабочей камере машины, в которую
жмых попадает через питающую воронку 2 и распределительный
валик 3. В рабочей камере он подхватывается вращающимися пла-
стинами 8, укрепленными на дисках 5 пальцами 9, и отбрасывает-
ся к декам 4 и 10. Благодаря многократным ударам о пластины
диска и деку и происходит дробление ж'мыха. Частицы размером
менее 17—45 мм проходят через калибровальную решетку. 6, уста-
новленную в нижней части машины, а более крупные вновь под-
хватываются пластинами и подвергаются дальнейшему измельче-
нию. Доской 1 регулируется подача материала в машину. Враще-
ние дисков с пластинами осуществляется через вал 7 от индиви-
дуального электродвигателя, частота вращения их 550—600 об/мин..
Производительность' дробилки 75 т/сут жмыха.
159 -
'7ZOO
В комплектных маслоэкстракциоиных установках, поставляемых фирмой «Экс-
тракционстехник» («Экстехиик», ФРГ), для дробления ядра (рушанки) семян
хлопчатника и приготовления лепесткового помола применяются различные валь-
цовые станки фирмы «Бауэрмайстер» (ФРГ).
Дробильные вальцовые станки выпускаются трех типов: ZWR,
VWR ^.SWR и соответственно с одной, двумя и тремя парами рифленых валков,
располагаемых попарно друг над другом. Диаметр валков во всех типах станков
одинаков и равен 250 мм, а рабочая длина различна и может составлять 500, 1 000
и 1250 мм.
160
Лиг
Все валки рифленые, причем первая, верхняя, пара имеет по 160 рифлей по
окружности каждого валка, а нижняя — но 250 рифлей. Уклон рифлей равен 8%.
Для грубого дробления ядра хлопковых семян в схеме подготовки его к прямой
экстракции с использованием экстракционной линии «Экстехник», предусмотрена
установка двупарных вальцовых станков VWR-250X1250. Все валки этого станка
имеют дифференцированную частоту вращения, таким образом, что в каждой
паре один валок вращается значительно быстрее, чем другой. Для описываемого
станка VWR частота вращения валков верхней пары составляет 665/300 об/мин,
а нижней 795/354 об/мин. Глубина рифлей валков первого прохода равна 2,2 мм,
а второго прохода — 1,4 мм, зазор между валками 0,3 мм.
При измельчении ядра хлопковых семян с лузжистостью 10—12% производи-
тельность станка VWR-250X1250 составляет 11 т/ч, или 265 т/сут, и достигает
300 т/сут в расчете на семена. Размеры крупки 0,5X0.2 мм.
Плющильные вальцовые станки выпускаются двух типов: ZWG
и VWG с одной и двумя парами гладких валков диаметром 600 мм н рабочей
длиной 1000 или 1250 мм.
 В комплектной экстракционной установке фирмы «Экстехник» для получения
лепесткового помола хлопкового ядра, предварительно прошедшего грубое дроб-
ление на вальцовках VWR и кондиционирование по влажности и температуре,
предусмотрена установка двупарных плющильных станков VWG-600X1250 (рис.
5-11). Станок представляет собой сдвоенную однопарную вальцовку ZWG.
Валки каждой пары вращаются с частотой 300 и 310 об/мин. Поверхность
валков очищается скребками. Вальцовка снабжена автоматически действующим
гидромеханическим прижимным устройством, служащим для поддержания посто-
янного зазора между валками и работающим от гидравлического насоса. Плю-
щильные вальцовки имеют загрузочные питающие устройства вибрационного типа.
Установка определенного зазора между валками производится вручную при
помощи двух пар винтов с маховиками. Толщина лепестка при выходе из вальцо-
вого станка может устанавливаться от 0,2 до 0,4 мм. Производительность плю-
щильного вальцового станка находится в прямой зависимости от толщины лепест-
ка и температуры. Так, при толщине лепестка 0,2; 0,3 и 0,4 мм при температуре
материала 20—25° С производительность станка VWG-601X1250. составляет соот-
ветственно 200, 300 и 400 т/сут материала, а при температуре 40—60° С она увели-
чивается до 300, 400 и 500 т/сут.
1—857
Часть III
ПРИГОТОВЛЕНИЕ МЕЗГИ И ИЗВЛЕЧЕНИЕ МАСЛА
ПРЕССОВАНИЕМ
Глава 6. ПРИГОТОВЛЕНИЕ МЕЗГИ
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Масло в мятке распределено'в виде тончайших пленок на по-
верхности частцц измельченного ядра или измельченных семян
(при переработке семян льна, рапса и др.) и удерживается на ней
огромными силами молекулярного взаимодействия (силовое моле-
кулярное поле поверхности), величина которых намного превыша-
ет давление, развиваемое современными прессами, применяемыми
для отжима масла.
Для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью ча-
стиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонен-
тов мятки в технологии производства растительных масел приме-
няется влаго-тепловая обработка мятки — так называемое жаре-
ние.
Обработка мятки влагой и теплом при интенсивном перемеши-
вании и доведение ее влажности и температуры до. оптимальных
величин в течение определенного времени вызывает изменение ря-
да физико-химических свойств мятки и содержащегося .в ней мас-
ла, что способствует наилучшему эффекту извлечения масла.
При переработке семян ряда культур при влаго-тепловой обра-
ботке происходят некоторые химические изменения, обеспечиваю-
щие получение конечных продуктов необходимого качества, напри-
мер связывание госсипола в хлопковой мятке и т. п.
Влаго-тепловая обработка осуществляется в специальных ап-
паратах — жаровнях. Продукт, полученный, после влаго-тепловой
обработки мятки, называют мезгой.
Влаго-тепловая обработка является одной из важнейших тех-
нологических операций при подготовке материала к извлечению
масла прессованием или экстракцией и оказывает решающее влия-
ние 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
имеет целью получение достаточно пластичного материала для вы-
работки на плющильных вальцовках тонкого стойкого пористого
лепестка с благоприятной для экстракции внутренней структурой.
При подготовке материала к извлечению масла только прессо-
ванием или экстракцией с предварительным съемом масла путем
влаго-тепловой обработки достигаются: а) оптимальные условия,
162
обеспечивающие отжим масла; б) оптимальная пластичность мез-
ги для непрерывного брикетирования жмыховой ракушки;'в) до-
статочная упругость мезги для развития трения между частицами
и высокого давления при образовании жмыховой ракушки;
г) меньшая вязкость масла, улучшающая условия вытекания его
при прессовании; д) инактивация ферментной системы мятки.
При этом необходимо соблюдать условия, позволяющие сохра-
нить природные качества отжимаемого масла и масла, оставляе-
мого в жмыхе для дальнейшего его извлечения экстракцией, а так-
же второго конечного продукта производства — жмыха или шрота.
Эти условия должны обеспечивать наименьшую денатурацию бел-
ковых веществ масличных семян, детоксикацию жмыхов и шротов
таких семян, как хлопковые, соевые, клещевинные и другие, и
инактивацию ферментов.
Материалом для влаго-тепловой обработки может являться:
мятка для предварительного или однократного прессования; из-
мельченный форпрессовый жмых для окончательного прессования;
мезга после предварительного извлечения масла на форчанах или
фораппаратах для предварительного или окончательного прессо-
вания.
В промышленности известны два типа жарения: первый
тип, или «влажное» жарение, и второй тип, или «сухое» жарение.
Жарение первого типа осуществляется в два этапа. На первом
этапе производится увлажнение и нагревание мятки путем прибав-
ления воды, а затем пропаривание и дрведение таким путем влаж-
ности и температуры масличного материала до оптимальных вели-
чин, определяемых индивидуальными свойствами мятки, получен-
ной из тех или иных семян.
Если исходная влажность мятки равна оптимальной начальной
влажности, то первый этап будет заключаться только в быстром
нагревании мятки возможно более сухим паром до оптимальной
температуры.
Второй этап — высушивание увлажненной мятки с созданием
оптимальной структуры и с доведением ее влажности и температу-
ры до величин, оптимальных для прессования и характерных для
готовой мезги.
Доведение температуры и влажности на первом этапе влаго-
тепловой обработки до определенных величин представляет собой
кондиционирование мятки, обеспечивающее единообразное проте-
кание необходимых изменений свойств материала на втором этапе.
В результате высушивания материала в заданных условиях (высо-
та слоя, тепловой режим жаровни и ее аспирация) происходит об-
разование структуры материала, необходимой для его прессо-
вания.
Жарение второго типа представляет собой высушивание и на-
гревание мятки. до определенных, значений без предварительного
нагревания и увлажнения. Таким образом, жарение практически
Начинается сразу со второго этапа и заключается в удалении вла-
ги, которая содержится в самом материале, и в доведении темпе-
11*
163
ратуры и влажности мезги до величин, оптимальных для прессо-
вания.'
Необходимое увлажнение" масличного материала на первом
этапе жарения перед просушиванием может выноситься за преде-
лы собственно жаровни и осуществляться в специальном увлаж-
нительно-нагревательном шнеке, и это будет осуществлением пер-
вого типа жарения с увлажнением в начале процесса.
Жарение первого типа более эффективно и 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 тех случаях, когда
при увлажнении мятки происходят нежелательные химические и
биохимические процессы (например, при переработке семян горчи-
цы) или при переработке такого сырья, исходная влажность кото-
рого выше или равна границе влажности, установленной для кон-
ца первого этапа жарения.
В начальный период освоения шнековых прессов возникли не-
правильные представления о ненужности измельчения, при этом
принижалась роль жарения. Эти взгляды развивались на том осно-
вании, что в шнековых прессах происходит разрушение клеточной
структуры и сильное нагревание материала. На практике это при-
водило к работе на грубоизмельченном или неизмельченном ядре
с простым кратковременным нагреванием и подсушиванием мате-
риала в жаровнях пресса, что привело затем к практике «сухого»
жарения тонкоизмельченных материалов.
Однако только при влажном жарении были достигнуты лучшие
результаты работы на шнековых прессах и высокое качество мас-
ла, жмыха и шрота.
Режим жарения характеризуется сочетанием определен-
ных величин влажности и температуры материала на различных
этапах этого процесса, а также продолжительностью всего процес-
са в целом.
Влаго-тепловую обработку мятки различных культур осущест-
вляют при различных режимах, характеризующихся для каждой
из них своими, вполне определенными величинами влажности, тем-
пературы и длительности обработки на этапах жарения. В свою
очередь при переработке одной культуры в зависимости от назна-
чения мезги (подготовка к предварительному прессованию, окон-
чательному отжиму или экстракции) также применяются различ-
ные режимы.жарения.
Конкретные режимы жарения определяются требованиями к
структуре мезги, но все они сводятся в общем к различным изме-
нениям влажности мятки при различных температурах и разном
темпе изменений температуры во времени. Таким образом, при
всех разнообразных режимах жарения наблюдается различное со-
четание обработки мятки влагой и теплом в условиях небольших
механических воздействий, происходящих при перемешивании мез-
ги' в жаровне.
164
Сущность изменений, протекающих в мятке при приготовлении
мезги, в течение долгого периода времени существования промыш-
ленного получения растительных масел была совершенно неизу-
ченной. Это не давало возможности сознательно подходить к вы-
бору того или иного режима проведения этого ответственного тех-
нологического процесса. Создание теоретических основ этого
процесса, как и многих других процессов производства раститель-
ных масел, принадлежит известному советскому ученому проф.
А. М. Голдовскому. Разработка этих основ проводилась им в
1931—1935 гг. и завершилась созданием стройной теории, позволя-
ющей объяснить физико-химическую сущность процессов, протека-
ющих в результате действия влаги и тепла при приготовлении
мезги.
§ 2.	ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДЫ В ПРОЦЕССЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЗГИ
В соответствии с общими представлениями о состоянии масла
в мятке и изменении его локализации и состояния при измельче-
нии А. М. Голдовский установил и экспериментально доказал, что
действие воды при приготовлении мезги является основным фак-
тором в процессе подготовки материала к производству раститель-
ных масел, от которого зависит полнота последующего отделения
масла.
При увлажнении мятки во всей ее массе происходит ряд суще-
ственных изменений, а именно: 1) поглощение воды гидрофильны-
ми частицами мятки, набухание ее гелевой части и в связи с этим
увеличение ее пластичности; 2) изменение связанности масла с ге-
левой частью и его состояния в масле; 3) агрегирование частиц
друг с другом.
Поглощение воды и набухание мятки является ос-
новным процессом, протекающим при увлажнении мятки и обу-
словливающим ряд последующих ее изменений.
Масло и вода в отдельности хорошо смачивают гидрофильную
i поверхность частиц мятки, однако в силу их разнополярности раз-
личие в их отношении к этой поверхности чрезвычайно ве-
!!лико.
Известно, что из двух жидкостей лучше смачивает твердую
''стенку та, у которой поверхностное натяжение на границе с этой
стенкой меньше, т. е. меньше различие в молекулярных силах, дей-
ствующих между частицами твердого тела и между молекулами
Жидкости (П. А. Ребиндер).
Вода как жидкость высокополярная (в=81) очень хорошо сма-
чивает гидрофильную поверхность частиц мятки, связываясь ог-
ромными адсорбционными силами с полярными группами мицелл
гидрофильных гелей. При этом молекулы воды ориентируются
вокруг этих групп, образуя гидратные оболочки — происходит на-
бухание частиц геля. Вследствие такого тесного связывания воды
с гелевой частицей поверхностное натяжение на границе вода —
Поверхность частицы ничтожно.
165
Масло по величине полярности (е=3,04-3,2) резко отличается
от воды и от гидрофильных гелей частицы мятки. Смачивая гидро-
фильную поверхность частицы, масло также в какой-то мере свя-
зывается силовым молекулярным полем поверхности частицы, од-
нако ввиду большой разнополярности соприкасающихся фаз по-
верхностное натяжение на границе масло — поверхность частицы
весьма велико.
В воздушно-сухом состоянии мятки небольшая часть силового
молекулярного поля связывает вокруг полярных групп ее молеку-
лы воды в виде гидратных оболочек, а остальная часть этого поля
удерживает молекулы масла. При прибавлении воды происходит
связывание ее молекул силовым молекулярным полем с высвобож-
дением соответствующих участков от находившихся на них моле-
кул масла. Происходит гидратация мицелл поверхностного слоя
частиц мятки.
При увлажнении мятки помимо гидратации поверхностных ми-
целл одновременно происходит проникание воды в толщу частиц
(объемное набухание), смачивание всей ее широко развитой по-
верхности, поглощение воды гелевой ее частью, что приводит к на-
буханию мятки.
При всех существующих способах извлечения масла с пред-
шествующей влаго-тепловой обработкой мятки количество прибав-
ляемой и поглощаемой воды значительно меньше того количества,
которое может поглощаться мяткой при полном ее набухании.
Так, максимум набухания подсолнечной мятки, по данным Гол-
довского (1958), соответствует примерно 35% поглощаемой воды,
тогда как исходная влажность мятки на первом этапе жарения
при подготовке его к тому или иному способу извлечения масла
находится в пределах 3—12%- Таким образом, в условиях техно-
логических операций, связанных с увлажнением, избытка воды
нет, максимум набухания не достигается и вся вода, вводимая в
мятку, полностью поглощается и связывается, образуя гидратные
оболочки полярных групп коллоидных мицелл гелевой части мят-
ки. Скорость набухания при избытке воды в начале процесса чрез-
вычайно велика и постепенно уменьшается по мере приближения
к максимуму набухания. В условиях же обычных величин увлаж-
нения, применяемых при влаго-тепловой обработке, набухание
мятки соответствует начальной стадии процесса полного набуха-
ния, в которой водопоглощающая сила и скорость набухания очень
велики.
Скорость поглощения воды частицами мятки во многом зави-
, сит от условий увлажнения, в частности от способа ввода воды и
интенсивности перемешивания при этом. Кроме того, скорость по-
глощения зависит и от свойств увлажняемого материала, а именно
от количественного соотношения в нем гидрофильной гелевой ча-
сти и гидрофобной масляной: чем больше масличность мятки, тем
медленнее происходит поглощение влаги.
В процессе набухания наиболее значительно изменяются физи-
ческие свойства мятки: происходит увеличение пластичности и те-
166
« 4
кучести ее гелевой части, возрастает доля пластических деформа-
ций и снижается доля упругих деформаций при механическом
воздействии на мятку. При самом слабом механическом воздей-
ствии на высокомасличную мятку с высокой влажностью появля-
ется небольшое количество масла. Таким образом, увеличение при
увлажнении пластичности и способности внутренней структуры
мятки к деформации способствует отделению масла при механиче-
ских воздействиях на мятку (мезгу), что имеет очень большое зна-
чение в процессах получения растительных масел с применением
отжима.’
Изменение связанности масла с гелевой частью
и его общего состояния в мятке является прямйм след-
ствием действия воды при увлажнении, выражающимся в набуха-
нии мятки и агрегировании ее частиц. При любом гипотетически
предполагаемом состоянии масла в мятке (А. М. Голдовский, 1939;
К. Е. Леонтьевский, 1963; В. Г. Щербаков, 1971) в процессе ее
увлажнения происходит выжимание масла из элеоплазмы частиц
силами набухания, значительное количество его выделяется в виде
мельчайших капель и удерживается на широко развитой поверхно-
сти частиц силами молекулярного сцепления.
При увлажнении мятки водой образуется сиртема, состоящая
из твердой гелевой части и жидкой, представленной маслом и во-
дой. Попадая на поверхность частиц, вода проникает в места раз-
рывов масляных пленок, соприкасается с гидрофильной поверх-
ностью частицы и начинает по ней растекаться, вытесняя при этом
масло, находящееся на этой поверхности. По Голдовскому, вода
и масло конкурируют в борьбе за поверхность частицы, происхо-
дит процесс вытеснения масла водой вследствие избирательного
смачивания ею поверхности частиц мятки. Масляные комплексы \
(пленки, капельки.) в процессе вытеснения укрупняются,_связь._их 1
с гидрофильной целевой поверхностью частиц ослабляется, что и
является основной целью технологического процесса жарения мят- /
ки на первом его этапе.Голдовский подчеркивает (1958), что «чём I
больше прибавлено воды, тем большая часть силового молекуляр- /
кого поля занимается водой, тем меньшая его часть остается заня- /
той маслом, тем большее количество молекул масда оказывается I
вне сферы действия силового молекулярного поля, тем йиже ста-)
новится связанность масла с мяткой и тем сильнее внешне заметно
вытеснеште-масла водой».
Отметим, что, говоря о явлении избирательного смачивания и
вытеснения масла водой, Голдовский имел в виду протекание его
прежде всего и главным образом на поверхностях частиц мятки
(внешних и внутренних), а не в ее внутриклеточной структуре,
т- е. масла, уже выделившегося на поверхность частиц при разру-
шении клеток ядра семян в процессе его измельчения. Это явление
было подтверждено Голдовским рядом убедительных опытов, а
также показано с помощью микрофотографий, сделанных в усло-
виях обычной световой микроскопии, при небольших увеличениях,
позволяющих рассматривать отдельные макрочастицы мятки (мез-
167
ги) и протекающие на их поверхности укрупнение масляных пле-
нок при увлажнении мятки и вытеснении масла водой. Естественно,
что в дальнейшем исследователи, изучавшие с помощью электрон-
ной микроскопии при весьма больших увеличениях отдельные
клетки мятки и их внутриклеточное содержимое, не могли наблю-
дать вытеснение масла, так как рассматривали внутриклеточную
структуру, а не внешнюю и внутреннюю структуру мятки и мезги.
При увлажнении мятки происходит, как было сказано выше,
также набухание ее частиц, связанное с поглощением влаги геле-
вой частью. При набухании сухие гели значительно увеличиваются
в объеме, при этом оказывают давление на все препятствия, про-
тивостоящие этому увеличению (давление набухания). Все поло-
сти, заполненные маслом, вследствие набухания геля будут
сдавливаться и уменьшаться в объеме, и будет происходить выжи-
мание масла на поверхность частиц под влиянием давления набу-
хания. Таким образом, масло собирается на поверхности частиц
мятки не только вследствие разрушения клеточной структуры при
измельчении и избирательного смачивания внутренних полостей
частиц с вытеснением из них масла, но и в результате сближения
стенок полостей, заполненных маслом, благодаря набуханию геле-
вой части мятки.
Агрегирование частиц мятки является обязательным
следствием ее увлажнения и начинающегося выделения масла,
причем необходимо различать два вида агрегирования.
Агрегирование первого вида —склеивание частиц мятки друг
с другом на основе гидрофильных веществ частиц, что возможно
при достаточной гидратации мицелл поверхностного слоя частиц.
Агрегаты первого рода при взбалтывании увлажненной мятки в
масле не распадаются. Исследования Нейман (1934) показали,
что при увлажнении мягок различных культур их частицы агреги-
руются с разной интенсивностью, и, располагая некоторые из них
в порядке увеличения степени агрегирования при одинаковом
увлажнении, можно получить следующий ряд мяток: клещевинная,
льняная, хлопковая и подсолнечная.
Причину агрегирования первого вида при увлажнении мяток
можно объяснить тем, что вода, находящаяся на поверхности ча-
стиц в виде гидратных оболочек, притягивается большими силами
к поверхности, при этом первый слой молекул удерживается в не-
подвижности молекулярным силовым полем поверхностей самих
частиц. Первый подвижный слой удерживает второй слой молекул
и т. д. В тонких водных пленках связанность молекул распростра-
няется на всю толщу слоя влаги и при прикосновении двух геле-
вых чйстиц, находящихся на их поверхности, водные пленки соеди-
няются, образуя единый тончайший слой, молекулы которого одно-
временно удерживаются молекулярным силовым полем обеих
частиц.
Если увеличивать количество прибавляемой к мятке воды, то
за определенными пределами, которые не достигаются в современ-
ных технологических схемах, комки мятки будут распадаться и об-
168
разуется суспензия частиц мятки в воде. Это произойдет потому,
что в таком случае толщина водных пленок и расстояние между
частицами увеличатся настолько, что не связанные молекулярным
силовым полем частицы станут подвижными и агрегаты распа-
дутся.
Чем крупнее частицы мятки, тем меньше степень их агрегиро-
вания при увлажнении с соблюдением прочих равных условий.
Агрегирование второго вида — это прилипание друг к другу от-
дельных частиц мятки и ее агрегатов на масле. Механизм агреги-
рования частиц мятки в обоих случаях принципиально одинаков:
при агрегировании второго вида между частицами имеются скреп-
ляющие их масляные прослойки, которые значительно слабее свя-
заны с поверхностями частиц, чем водные прослойки в случае аг-
регирования первого вида. Кроме того, толщина этих масляных
прослоек гораздо больше, чем водных.
Общий эффект агрегирования частиц мятки, т. е. образование
в ее массе при увлажнении более или менее крупных комков, свя-
зан с агрегированием обоих видов, протекающих в начале процес-
са последовательно, а затем параллельно. При этом степень агре-
гирования во многом зависит от интенсивности механического
воздействия при увлажнении, т. е. от перемешивания увлажняемой
массы мятки.
Агрегирование частиц при увлажнении и закономерное умень-
шение при этом удельной площади поверхности мятки способству-
ет уменьшению связанности с ней масла. Этому явлению особое
значение отводит Леонтьевский (1963), показавший, что, напри-
мер, при увеличении влажности мятки с 3,5 до 10,9% удельная
площадь поверхности подсолнечной мятки уменьшается с 6,25 до
1,50 м2/г.
§ 3.	ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕПЛА В ПРОЦЕССЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЗГИ
Тепловое воздействие на мятку является неотъемлемой частью
процесса приготовления мезги и вызывает значительные физические
и химические изменения в ее масляной и гелевой частях, а также
в их связанности друг с другом. Интенсивность и степень этих из-
менений, к&к указывает Голдовский, зависит от целого ряда фак-
торов: способа, равномерности и продолжительности теплового
воздействия, температурного режима процесса, влажности мятки
и готовой мезги и темпа испарения влаги.
Изменения масляной части мятки при нагревании в пределах
применяемых при жарении температур (не выше ПО—120° С) сво-
дятся в основном к изменению физических свойств масла, которые
Довольно значительны и имеют большое значение в производстве
растительных масел.
. При нагревании мятки повышается температура содержащего-
Ся в ней масла, что вызывает усиление теплового движения моле-
кул масла и ослабление межмолекулярных сил сцепления. Это в
свою очередь приводит к снижению вязкости и поверхностного на-
169
тяжения содержащегося в мятке масла. По имеющимся в литера-
туре данным вязкость большинства растительных масел наиболее
значительно уменьшается при повышении температуры до 50—•
60° С, а затем снижение вязкости замедляется, но остается доста-
точно заметным. Ниже приводятся данные Подольской, показыва-
ющие изменение абсолютной вязкости подсолнечного масла при
повышении температуры от 20 до 140° С.
Температура, °C 20 40 60 80 100 НО 120 130 140
Вязкость, Па-с 6,02 3,54 1,55 0,96 0,64 0,55 0,46 0,39 0,33
Поверхностное натяжение масла при нагревании мятки также
падает, но менее значительно. Зависимость поверхностного натя-
жения от температуры имеет, например, для оливкового масла ли-
нейный характера выражается уравнением
о = (36,5 — 0,073/) •10-3 >
где а — поверхностное натяжение масла, Н/м; t *— температура, °C.
Аналогичная линейная зависимость с от t установлена и для
других растительных масел.
Помимо описанного влияния температуры на понижение вязко-
сти и поверхностного натяжения масла большое значение имеет
влияние температурного фактора на уменьшение интенсивности
молекулярного силового поля частиц мятки, благодаря которому
удерживаются молекулы масла, непосредственно прилегающие к
поверхности частиц. Таким образом, температура нагрева оказы-
вает существенное влияние на уменьшение связанности масла с ге-
левой частью мятки и облегчает его отделение в процессе отжима
на прессах.
При температурных режимах, применяемых в процессе приго-
товления мезги, маловероятны глубокие химические изменения
масла, однако возможно протекание окислительных процессов в
масляных пленках на широко развитой поверхности частиц мятки.
Вследствие контакта с кислородом воздуха происходит некото-
рое повышение перекисного числа масел, а затем снижение его в
результате превращения перекисных соединений во вторичные про-
дукты окисления. Вместе с тем в ходе жарения и отжима масла
в нем происходит накопление вторичных, более стойких продуктов
окисления (эпокисей, альдегидов и кетонов, моно- и полиоксикис-
лот, дикарбонильных соединений и др.). Наблюдается также по-
вышение показателя преломления масла и снижение йодного
числа. При температурах мезги 130—140° С может п юисходить
образование сопряженных двойных связей линолевой кислоты. На-
личие в маслах продуктов окисления оказывает отр дательное
физиологическое воздействие на организм человека и на ряд про-
цессов при переработке жиров.
Для предохранения масла от интенсивных окислительных про-
цессов рекомендуется не допускать повышения температуры нагре-
ва мезги выше 105° С, сокращать продолжительность контакта
мезги и масла с кислородом воздуха, применять деаэрированный
170

технологический пар, охлаждать масло сразу после его получения
до 50—60° С.
Изменения гелевой части мятки при нагревании наиболее зна-
чительно выражаются в процессе тепловой денатурации белковых
веществ, являющихся основным компонентом нежировой части
мятки.
Тепловая денатурация, изученная впервые на растворах белко-
вых веществ, состоит по существу из двух отдельных процессов:
I) химического денатурирования белка и 2) коагуляции частиц де-
натурированного белка.
Собственно денатурация белка является химическим взаимо-
;; действием белка с водой, в результате которого белок претерпева-
ет необходимые химические изменения, основным следствием кото-
рых является полная или частичная потеря его нативных гидро-
фильных свойств, происходит сдвиг в сторону гидрофобных
свойств — гидрофобизация белка.
В процессе денатурации частицы белка теряют свою гидратную
оболочку и удерживаются в растворе только за счет оставшегося
стабилизирующего фактора — электрического заряда. Неустойчи-
вые денатурированные частицы белка не могут долго удерживать-
ся в растворе: наступает вторая стадия процесса — агглютинация
частиц друг с другом и выпадение их в осадок.
В отличие от нативного денатурированный белок вследствие
потери им гидрофильных свойств теряет и способность растворять-
ся в тех растворителях, в каких он растворялся до денатурации.
Например, если нативный альбумин хорошо растворяется в воде,
то альбумин денатурированный теряет эту способность.
Процесс денатурации белковых веществ мятки протекает не в
растворах, а в гелях с большим или меньшим содержанием воды,
поэтому условия денатурации белков мятки будут иметь некого-.'
рые особенности, на которые впервые указал Голдовский (1958).
Рассматривая процессы денатурации белков в мятке, по Гол-
довскому, необходимо иметь в виду следующее:
1)	денатурация белковых веществ мятки происходит в гелях
с большим или меньшим содержанием влаги набухания;
2)	белки в тонкой структуре внутриклеточного содержимого
окружены другими веществами, с которыми они могут быть связа-
ны сорбционно или химически;
3)	тепловая денатурация каждой белковой частицы может про-
изойти только при непосредственном соприкосновении воды с ее
поверхностью, для чего вода должна равномерно проникать внутрь
частиц мятки;
4)	условия денатурации на поверхности частиц мятки отлича-
ются от условий денатурации в толще частиц, так как поверхност-
ные слои в результате соприкосновения с греющими поверхностя-
ми или острым паром могут перегреваться;
5)	ввиду перегрева на поверхности частиц мятки происходит
образование корок денатурированного белка, затрудняющих про-
никновение влаги и тепла внутрь частиц;
171
Таблица 6-1
Влажность мятки в начале темпера- турного воздейст- вия, %	Относительная степень денатурации белков, % от их первоначального количества		Во сколько раз возросло колнчест во белков	
	растворимых в воде (типа альбу- минов)	растворимых в 10%-ном NaCl (типа глобулинов)	растворимых в 0,2%-ном NaOH (глю-елины)	нерастворимых
4,93	1,10	3,76					
7,36	9,68	5,86	1,00	1,40
8,50	13,98	7,95	1,12	1,45
12,21	21,51	—	1,21	—
14,67	30,11	8,37	1,42	1,48
16,90	31,19	7,95	1,31	1,56
20,01	38,71	10,18	1,31	1,77
6)	общая величина тепловой денатурации белковых веществ
мятки является только средней величиной денатурации, так как
в поверхностных слоях частиц степень денатурации всегда больше.
Исходя из общего представления о том, что тепловая денатура-
ция представляет собой взаимодействие между белком и водой и
происходит только в присутствии воды, можно заключить, что и
процесс денатурации белковых веществ мятки может протекать
только при определенном содержании влаги. При прочих равных
условиях степень тепловой денатурации белковых веществ мятки
возрастает при повышении ее влажности.
Исследования Голдовского, подвергавшего мятку нагреванию
в сушильном шкафу в течение часа при 100° С, наглядно подтвер-
дили это положение (табл. 6-1).
Анализируя данные Голдовского (1938) и некоторых других
исследователей, можно заключить, что увеличение влажности мят-
ки влечет за собой увеличение денатурации белковых веществ, в
частности водорастворимых (альбуминов) и солерастворимых
(глобулинов). При этом относительная степень денатурации аль-
буминов, выраженная в процентах от их первоначального содер-
жания в мятке, при влажностях от 7 до 20% выше, чем относи-
тельная степень денатурации глобулинов. Это может быть объяс-
нено тем, что вообще температура денатурации глобулинов выше,
чем альбуминов, и последние менее устойчивы к действию высоких
температур. Кроме того, благодаря очень большой гидрофильности
альбуминов их частицы в процессе набухания при увлажнении
сильно гидратируются, что создает благоприятные условия для
денатурации.
Увеличение количества белков щелочерастворимых и нераство-
римых происходит в результате денатурации первых двух групп
белков, частично теряющих способность растворяться в воде и
растворе соли, но сохраняющих способность растворяться в щело-
чах, частично же полностью переходящих в нерастворимое со-
стояние.
На величину тепловой денатурации белковых веществ оказыва-
•ет влияние темп (скорость) испарения воды при температурном
172
воздействии. Быстрый вывод воды из сферы реакции, естественно,
замедляет денатурацию; при медленном же удалении воды из мят-
ки тепловая денатурация будет протекать энергично и скорость ее
будет снижаться очень медленно.
Температура денатурации белковых веществ мятки в значи-
тельной мере зависит от содержания в ней воды. При небольшой
влажности тепловая денатурация протекает только при очень вы-
соких температурах и, наоборот, при большом содержании влаги
денатурация белковых веществ происходит при более низкой тем-
пературе.
При тепловом воздействии на сухую мятку в условиях, исклю-
чающих или сводящих к минимуму тепловую денатурацию, проис-
ходят физические изменения мятки, выражающиеся в увеличении
пластичности ее гелевой части. При нагревании влажной мятки это
увеличение пластичности несколько уменьшается благодаря изме-
нению физических свойств, связанных с протеканием процессов
тепловой денатурации и снижающих' общий эффект увеличения
пластичности. Это явление имеет большое значение в подготовке
мезги к прессованию ввиду придания ей несколько более жесткой
структуры, способствующей созданию большего трения материала
о стенки зеерной камеры пресса и снижающей возможность вы-
давливания материала через зеерные щели.
§ 4.	ВОЗДЕЙСТВИЕ ПАРА В ПРОЦЕССЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЗГИ
Действие пара на мятку слагается из действия его как носите-
ля влаги и как носителя тепла.
При соприкосновении пара с частицами мятки в первые момен-
ты происходит его охлаждение, часть пара при этом отдает скры-
тую теплоту испарения частицам мятки и конденсируется на них;
кроме того, на частицах оседает та вода, которая увлекается сы-
рым паром в капельно-жидкой форме. Пар в данном случае высту-
пает как носитель влаги. При увлажнении и пропаривании мятки
острым паром происходит более равномерное распределение кон-
денсируемой воды, чем при увлажнении непосредственно водой.
Количество воды, вносимое паром при увлажнении и пропарива-
нии мятки, определяется:
а)	температурой мятки в начале пропаривания: чем она ниже,
тем сильнее охлаждается пар и конденсируется на частицах мятки;
б)	количеством воды в паре в капельно-жидкой форме: чем сы-
рее пар, тем сильнее увлажнение мятки;
в)	теплосодержанием пара: чем оно меньше, тем энергичнее
происходит его конденсация.
Однако пар может доставить в мятку ограниченное количество
влаги, так как по мере нагревания увлажнение мятки уменьшается
и затем совсем прекращается.
Когда мятка достигнет такой температуры, при которой пре-
кращается конденсирование пара, пар начинает сушить мятку,
продолжая нагревать ее.
173
Пар как носитель тепла быстрее и равномернее нагревает мят-
ку по сравнению с относительно медленным и неравномерным на-
греванием от греющей поверхности жаровен.
Общий эффект действия пара как носителя влаги и тепла (силь-
нее, чем действие влаги и тепла в. отдельности ввиду непрерывного
притока равномерно распределяемой воды и равномерного и быст-
рого прогрева частиц.
Все применяемые в' производстве виды пара и его смесей с во-
дой можно расположить в следующем порядке возрастания дей-
ствия пара как носителя влаги и одновременно снижения его дей-
ствия как носителя тепла: перегретый пар — сухой насыщенный
пар — сырой насыщенный пар-—мятый пар— смесь пара и воды.
Этот порядок соответствует снижению энтальпии и повышению
влагосодержания пара.
В зависимости от влажности и температуры пара и материала,
продолжительности пропаривания, конструкции аппаратов, пред-
назначенных для проведения влаго-тепловой обработки мятки,
можно достичь необходимой влажности и температуры готового
материала.
§ 5.	БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В МЯТКЕ ПРИ ВЛАГО-ТЕПЛОВОЙ
ОБРАБОТКЕ	*
Суммарное воздействие влаги, тепла и кислорода воздуха при
жарении способствует активизации ферментной системы мятки,
что приводит к интенсивному протеканию гидролитических протео-
литических и окислительных процессов в ней.
Липолитические ферменты играют исключительно важную роль
в липидном обмене всех живых организмов, способствуя переносу
липидов от одного организма к другому: от растения к животному
и от животного к животному. К ним относятся липазы — это гид-
ролазы эфиров глицеринов (моно-, ди- и триглицеридов). В тканях
масличных -семян содержатся также группы ферментов — фосфо-
липазы, лизофосфолипазы, фосфогидролазы и др., специфически
гидролизующие связи в фосфолипидах, представляющих класс
биоорганических соединений, содержащих жирные кислоты с длин-
ной цепью и фосфорную кислоту, связанную либо с глицерином в
глицерофосфолипидах, либо со сфингозином в сфингомиэлине.
Липолитические ферменты могут действовать в очень широком
диапазоне температур; например, некоторые липазы микроорга-
низмов сохраняют активность при —20° С, другие выдерживают
кратковременное нагревание до 100° С, ряд липаз семян маслич-
ных культур теряет активность при температуре 60° С.
-- Мятка, подвергающаяся жарению, имеет очень сложный фер-
ментный состав, разный для семян различных масличных культур.
Мятка содержит весь набор ферментов живого семени, поэтому
в ней протекает сложный комплекс биохимических процессов, ход
которых оказывает очень большое влияние на качество конечных
продуктов переработки масличного сырья. В результате изучения
174
tpouecca жарения в промышленности научились управлять им и
фоводнть его в нужном направлении.
В процессе жарения при повышении влажности и температуры
1ятки в первые минуты происходит нарастание активности ее фер-
ментной системы. При определенных значениях величин влажно-
сти и температуры эта активность достигает максимума, а даль-
[ейший нагрев мятки приводит к затуханию активности ферментов
> ней вплоть до полной их инактивации.
! Эти свойства ферментной системы широко используют в про-
иышленности для обеспечения выработки высококачественных ма-
сел с минимальным содержанием в них сопутствующих веществ,
ухудшающих их качество, усложняющих очистку и дальнейшую
переработку.
Условия, благоприятные для тепловой денатурации белковых
веществ, одновременно способствуют инактивированию ферментов,
гак как известно, что последние являются веществами белкового
характера.
Следовательно, температура инактивации ферментов мятки тем
ниже, чем больше увлажнена мятка.
Практически инактивация ферментной системы до-
стигается путем интенсивного и кратковременного (30—40 с) на-
гревания мятки до 80—85° С с одновременным увлажнением ее.
Осуществляют инактивацию ферментов в мятке в пропарочных
шнеках (инактиваторах) перед жарением. Разные масличные
культуры (подсолнечник, клещевина, хлопчатник и т. п.) имеют
характерные для них группы ферментов, белковых, красящих и
других веществ, по-разному проявляющие свои свойства при вла-
го-тепловой обработке мяток, поэтому для них определены раз-
личные оптимальные режимы инактивации и жарения, при кото-
рых возможно в дальнейшем получить масло и жмых или шрот
наилучшего качества.
Установлено,- что образование негидратируемых фосфатидов
при переработке семян подсолнечника происходит преимуществен-
но в процессе жарения мятки благодаря гидролизу в условиях,
благоприятных для ферментных процессов, которые создаются при
увлажнении и медленном нагревании мятки от 20 до 70° С. При
кратковременном и интенсивном нагревании подсолнечной мятки
До температуры 80—85° С и влажности 8,5—9,0% происходит теп-
ловая инактивация ферментов группы фосфолипаз и фермента ли-
паза. Это позволяет получать прессовые масла с содержанием
только 0,02% негидратируемых фосфатидов, причем снижение кис-
лотного числа происходит в среднем на 0,6 мг КОН.
Особенно большое значение имеет инактивация ферментной си-
стемы при переработке семян клещевины, обладающей наиболее
активной липазой. При влажности мятки 8—10% и нагреве в
инактиваторе до 80—90° С кислотное число прессовых масел сни-
жается в среднем на 0,6—0,8 мг КОН по сравнению с маслом, по-
лученным при обычном способе жарения (В. М. Копейковский,
Н.М. Зозуля, 1975).
175
При инактивации мятки льняных семян при температуре 80—
90° С достигается снижение кислотного числа вырабатываемых ма-
сел и улучшается их гидратируемость. В отличие от других куль-
тур в семенах льна содержится глюкозид линамарин и сопутствую-
щий ему фермент линаза, расщепляющая глюкозидную связь
линамарина. Под действием фермента линазы в присутствии вла-
ги при температурах 35—50° С, оптимальных для ферментативных
процессов, глюкозид линамарин гидролизуется по следующему
уравнению:
сн3
|	Линаза
НОСН2—СН—(СНОН)3 —СН—О—С—CN+H2o----------->СН2ОИ (СНО)4—
 I	Глюкоза
СН3
—CHO+HCN+(CH3)2 СО.
Синиль- Ацетон
нйя кис-
лота
линамарина высво
Таким образом, при гидролизе глюкозида
бождается синильная кислота, отрицательно влияющая на пита-
тельную ценность жмыха и шрота, полученных из мятки, приго-
товленной в таких условиях. Кроме того, при медленном нагрева-
нии (в течение 15—20 мин) в пропарочном шнеке и чане жаровни
от температуры 18—20 до 60—70° С идет также гидролиз тригли-
церидов (триацилглицеринов) под действием фермента липазы
с высвобождением жирных кислот, повышающих кислотное число
масла, а из фосфатидов под действием фосфолипаз высвобожда-
ются фосфорсодержащие вещества, не выпадающие из масла при
гидратации (негидратируемые фосфатиды);
Таким образом, инактивация ферментной системы является не-
обходимым процессом для получения высококачественных кормов
и масла из семян льна.
В некоторых случаях опасность повышения деятельности фер-
ментов при увлажнении мятки заставляет отказаться от ее увлаж-
нения в процессе приготовления мезги для прессования, хотя это
и приводит к повышенной масличности жмыха. Это делается, на-
пример, при переработке семян горчицы, так как они содержат
фермент мирозин, вызывающий гидролитическое расщепление си-
нигрина, которое приводит к выделению и потерям ценного лету-
чего горчичного аллилового масла и к снижению качества горчич-
ного порошка. Не проводят увлажнения мятки также при перера-
ботке семян миндаля и многих косточковых, содержащих большие
количества нитрилглюкозида амигдалина, который при достаточ-
ном количестве воды гидролитически расщепляется ферментом
эмульсином с выделением синильной кислоты и бензальдегида.
В процессе жарения под действием влаги и тепла происходят
существенные изменения белковых веществ, которые выражаются
в денатурации их, о чем подробно было сказано ранее. Степень
денатурации различных белков семян различна и зависит от ре-
жима жарения. Особое значение имеет вопрос денатурации рас-
176
Таблица 6-2
Масличный ма- терная	Влажность, %	Температура мят- ки и мезги, °C	Содержание водо- и солераствори- мых белков в пе- ресчете иа абс. сухое обезжирен- ное вещество, %	Относительная денатурация, % к исходному со- держанию белков
52,4
61,4
70,7
86,1
[ятка	11,6	26	48,75
кезга	4,8	102	23,19
1ятка	11,8	25	49,50
1езга	4,4	114	19,12
1ятка	13,0	28	43,69
1езга	4,3	114	12,81
1ятка	12,8	25	44,18
1езга	4,4	122	6,12
обусловливают кормовую
творимых белков, так как именно они
ценность жмыхов и шротов.
Кроме того, для оценки питательных достоинств этих высоко-
белковых продуктов не менее важной является и степень инакти-
вации в них различных антппитательных веществ.
Степень денатурации белковых веществ колеблется в широких
пределах (табл. 6-2).
Как видно из таблицы, с увеличением исходной влажности мят-
ки и повышением конечной температуры мезги степень денатура-
ции белковых веществ мятки последовательно возрастает.
Приведенный пример убедительно показывает отрицательное
влияние жестких режимов приготовления мезги на белковую часть
мятки таких высокобелковых семян, как соевые, и свидетельствует
б нежелательности их переработки прессовым способом.
Изменение растворимости белков происходит в несколько ста-
дий и взаимных переходов. Этот процесс имеет температурные по-
роги, при преодолении которых меняется не только скорость пере-
хода белков из одного по растворимости состояния в другое, но
и меняется характер самих превращений.
Изменения в белковом комплексе не ограничивается только де-
натурацией. При температурах, близких к 100° С и выше, начина-
ется распад макромолекул белка, образуются такие продукты, как
аммиак, СОг и водорастворимые азотистые вещества небелкового
характера. Разрушение внутримолекулярных связей происходит
при участии протеолитических ферментов семян, частично сохра-
няющих при этом свою активность.
* Улучшение или ухудшение качества нативного белка при вла-
го-тепловой обработке масличных семян является результатом
внутримолекулярных превращений белков и необходимых их взаи-
модействий с другими веществами семян.
Наблюдается образование липопротеиновых комплексов раз-
личной степени прочности с глицеридами, свободными жирными
’кислотами, неомыляемыми веществами.
Сравнительные исследования жирнокислотного состава тригли-
12-857
177
церидов при влаго-тепловой обработке мятки показывают законо-
мерные изменения в их составе (В. Г. Щербаков, 1977).	s
В готовой мезге в связанном состоянии остаются преимущест- ,
венно триглицериды, содержащие пальмитиновую и пальмитооле-
иновую кислоты, свойственные фосфолипидам, что может говорить
о избирательном их связывании в ходе влаго-тепловой обработки.
При этом отмечено, что с повышением температуры пропаривания ,
мятки в масле снижается содержание негидратируемых форм фос- ! _
фатидов, т. е. именно они преимущественно перед другими форма-
ми связываются с гелевой частью мятки при интенсификации про-
цесса жарения.
Содержащийся только в семенах хлопчатника госсипол накла-
дывает специфический отпечаток на технологические операции из-
влечения из них масла.
Госсипол — красящее вещество желтого цвета — локализуется
в особых морфологических образованиях, называемых смоляными,
пигментными или госсипольными железками, распределенными в
толще семядолей семян хлопчатника. Содержание госсипола в яд-
ре колеблется от 0,002 до 6,64 % от массы ядра.
Очень важным в процессе жарения хлопковой мятки считается *'
изменение госсипола. В нативной форме он является клеточным, ,
сосудистым и нервным ядом. Попадая в масло, жмыхи и шроты, I
он определяет их качество как пищевых и кормовых продуктов.
Кроме того, будучи красящим веществом, госсипол в зависимости
от изменений, претерпеваемых им при жарении/определяет цвет
масла и его поведение при рафинации.
Решение вопроса выведения госсипола или инактивации его
токсичности с получением высококачественного масла, шрота и
других продуктов из семян хлопчатника является важной народно-
хозяйственной задачей. В основе молекулы госсипола С30Н3о08 ле-
жат два нафталиновых ядра, соединенных между собой или непо-
средственно или через углеродную цепь. Молекула содержит две
альдегидные группы и шесть гидроксильных групп, из которых
две, находящиеся в ортоположении по отношению к альдегидным
группам, имеют кислотный характер. Интенсивную бурую окраску
сырым хлопковым маслам сообщает преимущественно не собствен-
но госсипол, а продукты его превращения и соединения с фосфо-
липидами и другими веществами семени.
Под действием тепла, влаги, кислорода воздуха в процессе жа-
рения мятки хлопковых семян происходят многочисленные превра-
щения госсипола. Основные виды превращений — это взаимодей-
ствие госсипола со свободными аминокислотами, с белковыми ве-
ществами, фосфатидами, с диеновыми радикалами жирных кислот
глицеридов и различные превращения госсипола под влиянием
тепла и кислорода воздуха.
В настоящее время разработаны условия направленного веде-
ния влаго-тепловой обработки хлопковой мятки с выведением гос-
сипола в масло или, наоборот, с максимальным связыванием его
гелевой частью мятки.
178
Таблица 6-3
,	Масличвый.матернал	Влажность. %	Температура, °C	Содержание сво- бодного госсипола в пересчете иа сухое обезжирен- ное вещество, %
! Мягка при поступлении в про-
парочно-увлажнительный шнек
: Мятка после пропарочно-ув-
лажнительного шнека
>. Мятка после пятичанной жа-
>' ровни
6,4—6,8	25—28	0,89—0,94
12,6—13,0	60—65	0,72—0,77
7,11—9,9	98—103	0,15—0,23
Переход в процессе жарения физиологически активной формы
 госсипола (свободный неизменный госсипол) в физиологически
; неактивную (связанный госсипол) является важным фактором в
; борьбе за высокое качество хлопковых жмыхов и шротов как кон-
‘ центрированных кормов и используется при приготовлении мезги
L в жаровнях. Этому переходу сопутствует повышенная влажность
! и температура мятки, а также определенный режим времени Ten-
s’ лового воздействия. При этом только небольшое количество сво-
f бедного (неизмененного) госсипола остается в мезге и переходит
в жмых (табл. 6-3).
Окраска хлопковых масел не может быть объяснена присут-
ствием в них только госсипола. Последние исследования пигментов
хлопковых семян позволили изолировать кроме госсипола еще три
пигмента: госсифульвин — оранжевого цвета; госсипурпурин — пур-
► пурной окраски; госсикаэрулин — синий пигмент, найденный толь-
; ко в готовой мезге.
Интенсивная влаго-тепловая обработка приводит к накалива-
' нию в мезге госсипротеиновых соединений, снижению содержания
лизина на 15—30% по сравнению с мягким режимом, при котором
госсипол переходит в масло. Эти изменения можно объяснить не-
обратимым взаимодействием лизина белковых веществ хлопковых
< семян с госсиполом и с сахарами.
Взаимодействие белков с углеводами основано на реакции аль-
' дегидных групп альдосахаров с аминогруппами белков с образова-
 нием карбонильных соединений—меланоидинов, имеющих темную
' окраску.
; Таким образом, при влаго-тепловой обработке происходят две
: конкурирующие реакции: взаимодействие госсипола с концевыми
и боковыми аминогруппами полипептидных цепей белковых моле-
!'-кул и параллельно — взаимодействие альдегидных групп редуци-
1 рующих сахаров с аминогруппами. Эффект связывания госсипола
белками зависит, по-видимому, от скорости обеих реакций, обу-
словливаемых уровнем температуры, так как эти реакции имеют
; различные температурные пороги. При температурах до 115° С
скорость взаимодействия госсипола с белками выше, чем скорость
взаимодействия белковых веществ с сахарами, а при температуре
12*	'	179
до 130° С, наоборот, процесс взаимодействия сахаров с белками
преобладает над процессом взаимодействия с ними госсипола.
Все сказанное позволяет заключить, что процесс жарения пред-
ставляет собой сложный комплекс физических, биохимических и
химических изменений в мятке, и в нем имеется еще много неизу-
ченного.
Результаты исследований в области приготовления мезги дают
в настоящее время возможность сознательно подходить к выбору
режима влаго-тепловой обработки мяток с целью получения мас-
ла, жмыха и шрота наилучшего качества.
§ 6. ОСНОВНЫЕ виды
И МЕЗГИ
МЯТОК И ТРЕБОВАНИЯ К СВОЙСТВАМ МЯТОК
мяток, поступающих на жарение. Влаго-теп-
жаровнях могут подвергаться мятки двух ви-
Основные виды
левой обработке в
дов: первого — обычные мятки, получаемые измельчением семян
или ядра с некоторым содержанием семенной оболочки; второго
вида —• мятки, полученные после измельчения промежуточных про-
дуктов — форпрессовых жмыхов.
Мятка как первого, так и второго вида представляет собой
дисперсную систему, состоящую из двух частей: гелевой гидро-
фильной — грубодисперсного гелевого порошка, сложного по хи-
мическому составу, с гидрофильными свойствами, и жидкой ча-
сти — масла с растворенными в нем веществами, находящегося на
широко развитой внутренней и внешней поверхности частиц, свя-
занного молекулярным силовым полем этих поверхностей с резко
выраженными гидрофобными свойствами.
Вследствие тепловой денатурации белковых веществ при пред-
шествующей технологической обработке и. прессовании мятки вто-
рого вида отличаются от мяток первого вида несколько сниженной
гидрофильностью гелевой части.
Масло в мятке связано с гелевыми поверхностями частиц в не-
одинаковой степени. Молекулы масла, непосредственно примыкаю-
щие к поверхности, особенно сильно удерживаются мощным сило-
вым полем, этот слой удерживает второй и т. д. По мере удаления
от поверхности связь молекул масла с гелевой частью ослабевает.
Вода в количествах, необходимых для современных способов
извлечения масла, находится в мятке в связанном состоянии в ви-
де гидратных оболочек полярных групп коллоидных мицелл геле-
вой части и полностью локализована в гелевой части. При прессо-
вании води не отжимается, о чем свидетельствует ничтожная
влажность прессовых масел. Это объясняется тем, что вода связа-
на в гидратных оболочках адсорбционными силами, и при приме-
няемых давлениях происходит лишь отделение масла.
В мятке различают первичную, истинную дисперсность — это
дисперсность отдельных частиц — и вторичную, кажущуюся —- ди-
сперсность агрегатов и слившихся на масле отдельных первичных
частиц. При обезжиривании мятки растворителем в лабораторных
180
условиях и после испарения растворителя получается порошок бо-
лее мелкий по сравнению с исходной мяткой, который практически
характеризует истинную ее дисперсность. Разница между первич-
ной и вторичной дисперсностью тем больше, чем больше количест-
во выделяющегося при измельчении масла.
Кроме того, говоря о структуре мяток и систем, образующихся
при их переработке, следует различать внешнюю (общую) и внут-
реннюю структуры материала.
Под внешней структурой мяток понимается внешняя
форма, размер и соотношение частиц разной величины, объем про-
межутков между частицами, наличие агрегатов первого и второго
вида.
Под внутренней структурой мяток понимается внутрен-
няя структура отдельных частиц, для мяток первого и второго ви-
да — степень и характер разрушения клеточной структуры, а для
мяток второго вида — степень уплотнения структуры частицы, на-
личие или отсутствие новообразовавшихся ячеек, поверхностных
клеток, пористость частиц и т. д.
Мятки первого вида представляют собой смесь отдель-
ных деформированных обрывков клеточной ткани, содержащих
частично целые, частично разрушенные клетки с более или менее
сохранившимся внутриклеточным содержимым, и отдельных об-
рывков или частей внутриклеточного содержимого, выпавших из
разрушенных клеток.
Мятки второго вида представляют собой смесь облом-
ков спрессованной массы жмыха, полученных после его измельче-
ния. Внутренняя структура частиц мяток второго'вида обладает
определенной вторичной структурой, которая находится в прямой
зависимости от режимов предшествующих технологических опера-
ций, т. е. от характера вторичной структуры материала, из которо-
го они получены.
Однородность частиц мяток по вел'ичине зависит от качества
помола исходного материала: чем тоньше помол, тем меньше не-
однородность мятки. Но при этом необходимо учитывать, что пер*
вичная структура оказывает большое влияние на поведение мезги
при прессовании, особенно для мяток первого вида, полученных
в процессе измельчения ядра или семян. При очень тонком помоле
и наличии при этом в мятке большого количества мелких частиц
в процессе увлажнения и пропаривания будет образовываться
больше агрегатов первого и второго вида, а также вторичных
структур; чем крупнее помол, тем меньше будет явлений агреги-
рования мяток.
Изменения первичной структуры зависят не только от степени
помола, но и от природных особенностей семян. Наиболее интен-
сивно агрегирование и образование вторичных структур происхо-
дит у подсолнечных мяток, меньше у хлопковых и в еще меньшей
степени у льня'ных.
В целом можно заключить, что свойства мяток являются слож-
ным сочетанием свойств масляной и гелевой их частей. В зависи-
181
мости от общего содержания масла в мятке щ особенно от количе-
ства масла, выделившегося на поверхности частиц, в большей или
меньшей степени проявляются свойства основных частей мятки-—
масляной и гелевой. Низко- и среднемасличные мятки близки к
свойствам белковых веществ, которые составляют большую долю
гелевой части. Свойства высокомасличных мяток зависят, кроме
того, от свойств тонких жидких слоев масла на поверхностях и
между частицами. К свойствам, зависящим от гелевой части мят-
ки, относятся пластичность, способность частиц мятки соединяться
друг с другом при увлажнении и механической обработке.
В зависимости от общего содержания масла и особенно от ко-
личества масла, выделившегося на поверхности частиц, свойства
мятки как совокупности частиц могут изменяться от свойств сыпу-
чего тела до свойств высококонцентрированной суспензии частиц
в масле.
Свойство мятки слеживаться в высоком слое связано как со
способностью частиц гелевой части соединяться под давлением,
так и с их свойством слипаться на масляных пленках. Чем больше
влажность мятки и выше масличность ее, тем сильнее выражены
эти явления. Под давлением вышележащих слоев мятки частицы
соединяются друг с другом в плотные агрегаты с образованием
больших плотных комьев. Особенно подвержены слеживанию мят-
ки первого вида, так как мятки второго вида имеют меньшую
влажность, более жесткие вторичные структуры и меньшую плас-
тичность при комнатных температурах.
Это свойство мяток не позволяет использовать в производстве
большие емкости — бункера для создания запасов ’мятки. Кроме
того, мятка при хранении быстро портится (происходит гидролиз
масла), и уже через несколько часов кислотное число масла в ней
заметно повышается.
Основные требования к свойствам мезги и факторы, влияющие
на ее качество. Мезга, поступающая на прессование, должна иметь
достаточно пластичную и упругую структуру. Это позволяет, с од-
ной стороны, обеспечить хорошее брикетирование жмыха и, с дру-
гой стороны, развить достаточно высокое давление в прессе без
выдавливания мезги из зееров. Эти условия должны сочетаться с
главным требованием — получением жмыха с необходимой маслич-
црстью, т. е. обеспечение^! оптимального отжима масла.
Эти свойства мезги достигаются оптимальными степенью из-
мельчения мятки, режимом влаго-тепловой обработки, соотноше-
нием температуры и влажности готовой мезги, выходящей из жа-
ровни и поступающей на прессование. Превышение оптимальной
для прессования влажности мезги вызывает выдавливание ее из
зееров, получение бесформенной ракушки с повышенной маслич-
ностью. Снижение влажности мезги по сравнению с оптимальной
приводит к получению рассыпающейся ракушки и опять-таки к по-
вышенной ее масличности.
Конкретные требования к свойствам мезги различны в зависи-
мости от способов дальнейшей ее переработки (однократное и дву-
182
кратное прессование или форпрессование перед экстракцией) и от
вида и качества перерабатываемых семян. Однако для всех режи-
мов общим требованием является однородность мезги. Под этим
понимается и общая однородность, т. е. одинаковые размеры,
влажность, пластичность всех частиц, и внутренняя — одинаковые
свойства во всех слоях самих частиц (на поверхности и внутри).
Неоднородность мезги приводит к ухудшению эффекта извлечения
масла из нее, так как поведение отдельных разных по свойствам
частиц мезги при прессовании будет различным.
Полная однородность мезги (общая и внутренняя) при сущест-^
вующих конструкциях жаровен практически не достигаетсяТКроме
того, ее неоднородность формируется уже благодаря неоднородно-
сти йомола, получающегося при измельчении ядра или семян, что
также затрудняет процесс равномерного увлажнения, нагрева и
высушивания мезги в жаровнях. К неоднородности мезги приводит
и несовершенное перемешивание мятки в жаровнях, так как скоро-
сти передвижения отдельных ее частиц по трассе жаровни неоди-
наковы. Наблюдается значительное рассеивание продолжительно-
сти пребывания отдельных частиц мезги в жаровне и, как следст-
вие, неоднородность их по влажности, пластичности, температуре,
а поэтому и по степени денатурации белковых веществ.
/ Слой масличного материала в жаровне имеет довольно боль-
шую высоту (до 300 мм), поэтому в нем происходит самопропари-
вание, заключающееся в том, что при высушивании мятки влага,
испаряющаяся из нижних слоев, проходит через всю толщу мятки.
Практически все слои мятки подвергаются самопропариванию, ко-
торое влечет за собой замедление процесса высушивания, препят-
ствует образованию корок (вторичных структур) на поверхности
частиц и, что самое главное, вызывает'интенсивное разрушение об-
разующихся при увлажнении агрегатов частиц. Это улучшает
структуру мезги, сообщает ей большую однородность, поэтому в
жаровнях должен быть всегда оптимальный слой мятки для обес-
печения ее самопропаривания, являющегося весьма положитель-
ным фактором в технологическом процессе приготовления
мезги.
Образование корок денатурированного белка на поверхности
частиц мезги происходит вследствие ее перегрева при соприкосно-
вении с греющими поверхностями жаровен. Особенно опасно обра-
зование корок на поверхности комков мезги, так как они плохо
пропускают влагу и внутренняя часть комка остается сырой, а
внешние слои становятся настолько прочными, что дезагрегирова-
ние их невозможно. Поэтому очень важно избежать образования
агрегатов в первые минуты жарения, и большую роль в Этом игра-
ет явление самопропаривания.
Важное значение при жарении имеет выбор и осуществление
способа увлажнения. При неравномерном увлажнении не будет
достигнуто хорошее распределение влаги между частицами и вну-
три частиц, что, естественно, повлечет за собой неоднородность
мезгн в целом.
183
При увлажнении необходимо хорошее распыление влаги и тща-
тельное разностороннее и непрерывное перемешивание и переме-
щение обрабатываемой мятки.
При этом происходит, как известно, набухание мятки и повыше-
ние ее пластичности. В условиях производства увлажнение мятки
всегда сопровождается нагревом острым паром и от греющих по-
верхностей жаровен, а также активным перемешиванием; это спо-
собствует оптимальному прохождению процесса жарения и сохра-
нению лучшей однородности мятки.
При нагревании мятки в начале жарения повышение пластично-
сти ее происходит в результате размягчения белковых веществ, а
I при последующем прогревании и подсушивании нарастают упругие
\ свойства мятки благодаря денатурации белков. В случае прнмене-
I ния высоких температур идет интенсивная денатурация белков,
Г резко снижается пластичность мезги и ее классифицируют как
’ «пережаренную». Как правило, такая мезга имеет очень неодно-
^родиую структуру, что отрицательно сказывается на процессе прес-
сования. Мезга, приготовленная в оптимальных условиях, при
прессовании вследствие разогрева приобретает необходимую пла-
стичность и достаточную упругость, чтобы не происходило выдав-
ливание мезги из зееров пресса.
§ 7. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ МЕЗГИ
Основными операциями процесса приготовления мезги на со-
временных масло-жировых предприятиях являются: а) инактива-
ция ферментной системы (липазы, фосфолипазы и др.) мятки;
б) тепловая обработка увлажненной в инактиваторе мятки с дове-
дением ее Влажности и температуры до величин, характерных для
готовой мезги и специфичных при переработке семян различных
масличных культур.
Инактивация ферментной системы подсолнеч-
ной мятки осуществляется в индивидуальном или групповом
шнековом инактиваторе путем кратковременного интенсивного на-
грева мятки острым паром до температуры 80—85° С за 14—16 с и
увлажнения ее.до8—9%^/Для проведения инактивации использу-
тбтся шнековые инактиваторы производительностью по семенам
подсолнечника 100, 200, 400 и 600 т/сут. Инактиватор устанавлива-
ется над распределительным шнеком, питающим мяткой жаровни
форпрессовых агрегатов, и в зависимости от производительности
обслуживает один форпрессовый агрегат типа ФП (100 т/сут) или
группу из двух—шести агрегатов (200, 400, 600 т/сут).
Групповой шнековый инактиватор (рис. 6-1) состоит из сталь-
ного двойного желоба 2, внутри которого помещены два шнековых
вала 10 и 11, имеющих витки правого и левого вращения. Витки
каждого шнека частично,входят в межвитковое пространство дру-
гого шнека. Нагрев и увлажнение мятки острым паром осущест-
вляются с помощью двух рядов форсунок 8, пар к которым пода-
ется от двух коллекторов.
184
Рис. 6-1. Групповой шнековый инактиватор
Желоб инактиватора закрыт сверху крышкой 9, на которой име-
ется патрубок 3 для подачи мятки в инактиватор и патрубок 1 для
аспирации. В нижней части желоба помещен патрубок 5 для вы-
вода из инактиватора отработанной мятки. Обогрев аппарата глу-
хим паром осуществляется с помощью паровых труб 4, размещен-
ных в нижней части желоба по его наружной поверхности. В коль-
цевой части на шнековых валах установлены разгрузочные
крыльчатки 6, за которыми на хвостовиках валов сделаны витки
обратного вращения 7 для предотвращения забивания этой части
аппарата мяткой. Шнековые валы в зависимости от производитель-
ности делают 45, 46, 61 и 62 об/мин.
Температура мятки на выходе из инактиватора должна поддер-
живаться в пределах 80—85° С.
Влаго-тепловая обработка мятки, главным образом
хлопковых семян, осуществляется в пропарочно-увлажнительных
шнеках, в качестве которых могут служить обычные транспортные
шпеки с подведением к ним пара и воды (могут подаваться раз-
дельно или в смеси с помощью специальных устройств). Как пра-
вило, длина пропарочно-увлажнительного шнека должна быть не
менее 3 м, а диаметр может изменяться в зависимости от произво-
дительности.
Для осуществления влаго-тепловой обработки мятки применя-
ются в настоящее время жаровни, которые по конструктивным осо-
бенностям можно разбить на три типа: чанные, шнековые и бара-
банные.
Чанные жаровни. Чанные жаровни колонного типа получили
преимущественное распространение на маслодобывающих пред-
приятиях для влаго-тепловой обработки мятки перед ее прессова-
нием.
Чанные жаровни применяются, как правило, в комплекте с раз-
личными шнековыми прессами. Только в одном случае эти жаров-
ни работают в качестве самостоятельных аппаратов: когда они
используются для кондиционирования масличного материала по
влажности и температуре при подготовке его к экстракции. Маши-
ностроительные заводы выпускают чанные жаровни с количеством
чанов от двух до семи, причем наибольшее распространение полу-
чили шестичанные жаровни, используемые в комбинации с двумя
прессами предварительного прессования в виде так называемых
форпрессовых агрегатов. Устройство и работа всех чанных жаро-
185
Рис. 6-2. Шёстичанная каровня к форпрессовому агрегату ФП-75
вен принципиально одинаковы, и различаются они только по коли-
честву чанов, производительности, назначению и по некоторым де-
талям конструкции. Для лучшего отвода паров воды из чанов жа-
ровни оборудованы аспирационной системой.
Шестичанные жаровни ФП и Ж-6 совершенно одинако-
вы по устройству и работе и предназначены для обслуживания
186
двух форпрессов ФП (VP), выпускаемых фирмой СКЕТ (ГДР), и
двух прессов МП отечественного производства.
Шестичанная жаровня (рис. 6-2) состоит из шести чанов I с -
внутренним диаметром 2200 мм и высотой 430 мм, расположенных
друг над другом, с общей площадью поверхности нагрева 22,4 м2.
Чаны обогреваются паром, который вводится в паровые рубашки
днищ 2. Через все чаны проходит вертикальный вал <?, на котором
в каждом чане закреплена двухлопастная мешалка 4, делающая
21—23 об/мин. Для перепуска мезги из чана в чан в их днищах
имеются отверстия 5 квадратной формы, закрываемые автомати-
ческими перепускными клапанами секторного типа или клапанами
Динка. Подача готовой мезги в форпрессы осуществляется через
два боковых отверстия на обечайке нижнего чана жаровни. Эти
отверстия перекрываются шиберами, управляемыми вручную.
Жаровня оснащается термометрами, манометрами, предохра-
нительными клапанами, редукционным клапаном, жонденсатоот-
водчиком.
Шестичанные жаровни Ж-62А являются следующей
после жаровен Ж-6 моделью, выпускавшейся в комплекте с двумя
форпрессами МП-63, в виде агрегата МПЖ-63. По устройству и
работе жаровня Ж-62А аналогична жаровне Ж-6. Отличие заклю-
чается в большей высоте чанов (528 мм), в конструкции привода и
в наличии аспирационной системы с принудительным отсосом па-
ров. Общая, площадь поверхности нагрева жаровни 22 м2. Произво-
дительность 140 т/сут в пересчете на семена подсолнечника или
хлопчатника.
Шестичанная жаровня Ж-68 (рис. 6-3) является наибо-
лее совершенной моделью жаровни, выпускаемой в комплекте с
двумя форпрессами МП-68 в виде агрегата МПЖ-68. В отличие от
жаровен Ж-6 и Ж-62А жаровня Ж-68 имеет обогрев чанов 2 через •
паровые рубашки в днищах 1 и обечайках 3 и общую площадь по-
верхности нагрева 33,5 м2. В остальном устройство и работа жа-
ровни аналогичны двум предыдущим моделям. Вал мешалки дела-
ет 32 об/мин, чаны имеют диаметр 2100 и высоту 435 мм.
Шести чанная жаровня Ж-230/6 выпускается машзаво-
дом СКЕТ (ГДР) и входит в агрегат, состоящий из жаровни и од-
ного пресса ЕТП-20 и предназначенный для предварительного и
окончательного прессования. Жаровня имеет шесть чанов диамет-
ром 2200 и высотой 490 мм с обогреваемыми днищами и обечайка-
ми с общей площадью поверхности нагрева 38,9 м2 и принудитель-
ную систему вентиляции.
В отличие от описанных ранее жаровня имеет только одно от-
верстие для подачи мезги в пресс, расположенное в днище нижнего
чана. Мешалка делает 26 об/мин. Производительность— 130 т/сут
в пересчете на семена подсолнечника или хлопчатника.
Для подготовки мезги к предварительному отжиму масла и
получению гранулированного жмыха при переработке семян хлоп-
чатника по схеме форпрессование — экстракция применяется
шест и чанная жаровня Ж-230/6Г (рис. 6-4).
187
Рис. 6-3. Шестичанная жаровня Ж-68
Жаровня входит в комплект пресс-грануляционного агрегата и
состоит из пропарочно-увлажнительного шнека 7 и шести чанов 2 с
общей площадью поверхности нагрева 38,9 м2, расположенных
один над другим. Через все чаны проходит вертикальный вал 3, де-
лающий 26 об/мин, с мешалками в каждом чане. Чаны имеют па-
ровую рубашку в днищах 10 и обечайках 9 и оборудованы пере-
пускными клапанами 4 с указательными стрелками. Через обечай-
ку первого чана выведен наружу горизонтальный стержень с
поплавками внутри чана и указателем уровня 8 снаружи. Для по-
дачи готовой ме^ги в форпрессы в нижнем чане имеются два боко-
вых отверстия с шиберами 1. Жаровня имеет принудительную
систему аспирации данов 5 с вентилятором 6. В первый—шестой
чаны жаровни подведен острый пар. Производительность жаровни
Ж-230/6Г— 130 т/сут в пересчете на семена хлопчатника.
Пятичанная жаровня ростовского завода «Главпище-
маш» состоит из пяти чанов с внутренним диаметром 2000 и высо-
188
той 650 мм, расположенных друг
над другом. В каждом чане име-
ется мешалка с 35 об/мин. Жа-
ровня имеет паровые рубашки в
днищах и в обечайках и площадь
поверхности нагрева 28,3 м2. По-
ложительным в работе пятичан-
ной жаровни является более вы-
сокий слокй мезги в чанах, обес-
печивающий лучшее ее самопро-
паривание.
Семи чанная жаровня
W-255/7 (рис. 6-5) входит в ком-
плект форпрессового агрегата с
прессом ХСП-18, выпускаемого в
ГДР, и состоит из шнека-дозато-
ра, семи чанов 1 с внутренним
диаметром 2340 и высотой 630 мм,
с обогреваемыми паровыми ру-
башками днищами и обечайка-
ми с общей площадью поверхно-
сти нагрева 60,9 м2. На вертикаль-
ном валу 2, делающем 23 об/мин,
в каждом чане укреплены ло-
пастные мешалки 3. Подача го-
Рис. 6-5. Семичанная жаровня
W-255/7
товой к прессованию мезги производится через одно боковое отвер-
стие в нижнем чане с шибером 4. Отверстия в днищах чанов для пе-
репуска мезги перекрываются клапанами секторного типа. Отвод
паров из чанов жаровни осуществляется через аспирационную сис-
тему . с принудительной тягой. Производительность жаровни
190 т/сут в пересчете на семена подсолнечника или хлопчатника.
Трехчанная жаровня экспеллерного агрегата ЕП (рис.
6-6) выпускается в комплекте со шнековым прессом ЕП для окон-
чательного отжима масла из жмыха после предварительного отжи-
ма масла в форпрессах. Жаровня состоит из трех чанов 4, имею-
щих внутренний диаметр 1200 и высоту 550 мм, и устанавливается
непосредственно на станине пресса ЕП (см. описание на с. 217).
Материал в чанах обогревается через паровые рубашки 1 в их дни-
щах. В верхнем чане имеется полое стальное кольцо с паровой ру-
башкой 2, выполняющей функции дополнительной поверхности на-
грева. Общая площадь поверхности нагрева 4,4 м2. Через чаны
проходит вертикальный вал 7, делающий 26 об/мин, на котором
в каждом чане крепятся двухлопастные мёшалкп 8. Уровень мате-
риала в чанах регулируется клапанами с поплавками 6. Материал
в жаровню поступает через течку 3 и подается в пресс с помощью
питателя 5.
Ввиду того что трехчанная жаровня агрегата ЕП используется
в основном для влаго-тепловой обработки измельченного форпрес-
сового жмыха, ее функции обычно сводятся только к нагреву мате-
18»
Рис. 6-6. Экспеллерный агрегат ЕП
риала перед подачей в пресс небольшой производительности. По-
этому общие размеры чанов и их площадь поверхности нагрева
сравнительно невелики.
Шнековые жаровни. Эти жаровни просты по устройству, на-
дежны и удобны в обслуживании, но не удовлетворяют некоторым
требованиям технологии приготовления мезги. Так, в шнековых жа-
ровнях невелик слой мятки, он находится в состоянии непрерывного
перемешивания, в нем происходит интенсивное испарение влаги,
т. е. в этих жаровнях не может осуществляться самопропаривание
мятки.
190
В настоящее время применяются в США.
Барабанные жаровни. Барабанные жаровни больше удовлет-
воряют технологическим требованиям и позволяют частично ис-
пользовать эффект самопропариванпя при приготовлении мезги.
Барабанная жаровня входит в агрегат шнек-пресса МП-21 и
представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 920 мм с па-
ровой рубашкой, имеющей площадь поверхности нагрева 10,25 м2.
Внутри жаровни находится лопастная мешалка, делающая
32 об/мин. В верхней части жаровни расположен приемный патру-
' бок с питательно-увлажнительным шнеком.
В жаровне пресса происходит основная подготовка мезги путем
нагрева глухим паром. Имеется возможность в случае необходимо-
сти в месте выхода сырья из питающего шнека подать воду или
острый пар внутрь жаровни. Под жаровней расположен темпериру-
ющий сборник, предназначенный для окончательного подсушива-
ния мезги глухим паром перед подачей ее в пресс. В нем также
имеется устройство для увлажнения мезги водой или острым па-
ром. Сборник имеет внутренний диаметр 351 мм, снабжен паровой
рубашкой с площадью поверхности нагрева 4 м2. Внутри сборник
имеет мешалку, делающую 84,4 об/мин, для перемешивания и про-
движения мезги вдоль оси барабана.
Практически масличный материал значительную часть времени
находится во взвешенном состоянии, что увеличивает время кон-
тактирования частиц с воздухом и затрудняет самопропаривание
мезги.
Наибольший опыт применения барабанных жаровен получен на
семенах хлопчатника, и он показал, что условия обработки в этих
жаровнях неблагоприятны для получения мезги необходимого ка-
чества.
Подготовка мезги при однократном прессовании на прессах двойного действия
(МП-21). МеЗгу из ядра семян подсолнечника с содержанием влаги 5,5—
6,5% и лузги не более 8% после измельчения на пятивальцовых станках через
четыре прохода (степень измельчения 60%) направляют последовательно в про-
парочно-увлажнительный шнек (инактиватор), где увлажняют насыщенным паром
до влажности 8,0—9,0% и нагревают до температуры 80—85° С, увлажненную
мятку подвергают тепловой обработке в групповой чанной жаровне и барабанных
жаровнях пресса с доведением влажности до 2,0—1,5% и температуры — до 115—
L203 С при поступлении мезги в пресс. Продолжительность жарения при нормаль-
ном заполнении жаровен составляет не менее 40—45 мин. Давление зарубашеч-
ного пара должно быть р,7 МПа, а в групповой жаровне — 0,5 МПа.
Поступающая на жарение хлопковая мятка должна удовлетворять сле-
дующим требованиям:
Семена	Семена
I—III сортов	IV сорта
Влажность, %........................ 8,5—9,5	9,5—10,5
Содержание шелухи, %,	не более ....	15	4	17
Проход через одномиллиметровое сито, %,-
ие менее . ................................ 60	50
В увлажнительно-пропарочном шнеке мятку увлажняют и нагревают насы-
щенным паром и конденсатом с. доведением влажности до 11,5—13,5% и темпе-
ратуры до 70—80° С для семян I—111 сортов и влажности до 13,5—17,0% и тем-
191
пературы до 60—70° С для семян IV сорта в зависимости от общей засоренности
семян. Чем выше общая засоренность, тем выше должна быть влажность.
В чанах групповой жаровни мятку подвергают дальнейшей тепловой обработ-
ке в самопропаривающихся слоях с доведением влажности до 9—9,5% и темпе-
ратуры до 100—105° С для семян I—III сортов и влажности до 9,5—11,0% и тем-
пературы до 95—100° С для семян IV сорта.
При подготовке мезги в шестичаиной жаровне высота самопропаривающего-
ся слоя в каждом чане должна быть не менее 260 мм, а в пятичанной — не ме-
нее 360 мм.
В барабанной жаровне и темперирующем аппарате экспеллера мезга доводит-
ся до влажности 2,5—3,5% и до температуры ПО—115° С для семян I—III сортов
и влажности 3,5—5,0% и температуры 105—110° С для семян IV сорта. Допуска-
ется подготовка мезги в чанной жаровне, минуя барабанную.
Отвод влаги из групповой жаровни и жаровни пресса осуществляют с по-
мощью естественной аспирации через вытяжные трубы, не допуская подсоса воз-
духа в жаровни.
Подготовка мезги из семян льна к прессованию в прессах МП-21 и ЕП
производится последовательно в инактиваторе и жаровне пресса. В инактиваторе
мятка в течение 20—30 с нагревается острым паром до 85—90° С, затем подвер-
гается тепловой обработке с доведением для пресса МП-21 влажности до 2,5—
3,0% и температуры до 115—120° С, а для пресса ЕП—влажности до 4,0—5,0%
и температуры также до 115—120° С.
Подготовка мезги при двукратном прессовании. Перед прессованием под-
солнечную мятку в пропарочно-увлажнительном шнеке или инактиваторе
увлажняют и нагревают в течение 30—40 с насыщенным паром до влажности
8,0—9,0% и температуры 80—85° С, затем в чанах жаровни проводят дальнейшую
обработку мятки в самопропаривающихся слоях с доведением влажности до 5,0—
6,0% и температуры до 100—105° С. При подготовке' мезги в шестичанной жаровне
высота самопропаривающегося слоя мезги в каждом чане должна быть 260 мм,
а в пятичанной жаровне 360 мм. Отвод влаги из жаровнн производят с помощью
естественной аспирации через вытяжные трубы, не допуская подсоса воздуха в
чаны.
Перед окончательным прессованием в экспеллерах ЕП измельченный форпрес-
совый жмых подвергают в жаровне пресса тепловой обработке в самопропарива-
ющихся слоях при давлении насыщенного зарубашечного пара в жаровнях в пре-
делах 0,45—0,50 МПа. Влажность мезги, поступающей в экспеллер, должна быть
3,2—2,5%, а температура 115—120° С.
Мятку из семян хлопчатника, поступающую в жаровни форпрессовых
агрегатов, получают измельчением на пятивальцовом станке за четыре прохода,
после чего она должна иметь следующие показатели:
- .	Семена	Семена
I—IП сортов	IV сорта
Влажность, %............................ 8,5—9,5	9,5—10,5
Содержание шелухи,	%, не более ....	15	17
Толщина лепестка, мм.................... 0,15—0,25
Проход через сито с размером отверстий
1 мм, %, не менее....................... 60	50
В пропарочно-увлажнительном шнеке мятку увлажняют водой и нагревают
насыщенным паром с доведением влажности до 11,5—13,5% и температуры до
70—80°С для семян I—III сортов и влажности до 13,5—17,0% и температуры до
60—70° С для семян IV сорта. Чем выше общая дефектность семян, тем выше
должна быть влажность. В чанах жаровни мятку подвергают дальнейшей тепло-
вой обработке в самопропаривающихся слоях с доведением влажности до 4,5—
5,5% для семян I—III сортов н 5,0—6,0% для семян IV сорта при температуре
ПО—105° С соответственно. При подготовке мезги в шестичаниой жаровне высоту
самопропаривающегося слоя в каждом чане жаровни поддерживают иа уровне
ие ниже 260 мм, а в пятичанной жаровне — не ниже 360 мм.
Отвод влаги из жаровни производят с помощью естественной аспирации через
вытяжные трубы, не допуская подсоса воздуха в чаны.
192
При таком режиме жарения из мезги в форпрессовый жмых переходит 42—•
47% свободного (неизмененного) госсипола, остальной — в масло. При жарении
по высоковлажностному режиму (увлажнение до 12,5—13,5%) перед форпрессо-
ванием происходит сильное связывание госсипола и содержание его в отжатом
масле невелико. Для максимального перевода госсипола в масло (до 75% от
общего количества) получают мятку грубого помола через 1—2 прохода на стан-
ке ВС-5 с содержанием шелухи 13—14%, увлажняют ее в начале жарения до
7—9%, прогревают до 75—85° С в трех — четырех чанах жаровни, подсушивая
до 6,5—7,5%. Форпрессовое масло в таком случае содержит 1,45—2,00% натив-
ного госсипола, который может быть выведен из него с помощью антраниловой
кислоты с получением ценного побочного продукта -— антранилата госсипола.
Перед окончательным прессованием в экспеллерах ЕП измельченный форпрес-
совый жмых с содержанием прохода через сито с размером отверстий 1 мм не
менее 60—70% подвергают тепловой обработке в жаровне пресса. Влажность го-
товой мезги должна быть 3,0—4,0% и температура ПО—115° С. Отвод излишней
влаги нз второго и третьего чанов регулируют задвижками вытяжных окон для
принудительной вентиляции.
Мятка из семяи льна, поступающая на подготовку к форпрессованию, долж-
на содержать не менее 70% прохода через сито с отверстиями размером 1 мм.
В ней не допускается содержание целых, грубо измельченных семян и плохо из-
мельченной шелухи.
В пропарочном шнеке-инактпваторе мятку в течение 30—40 с нагревают ост-
рым паром до температуры 85—90° С (давление пара не менее 0,45—0,50 МПа)
и затем высушивают в пяти- или шестичанной жаровне до влажности 6—7% с
доведением температуры до 90—100° С. Общая площадь поверхности нагрева в
жаровне должна быть не менее 0,50—0,60 м2 на 1 т перерабатываемых семян.
Прн подготовке мезги в шестнчанной жаровне высоту самопропаривающегося
слоя мезги держат на уровне 260 мм, а в пятичанной — на уровне 360 мм.
Отвод влаги из жаровни производят с помощью естественной аспирации через
вытяжные трубы, не допуская подсоса воздуха в чаны.
Перед окончательным прессованием в экспеллерах ЕП измельченный форпрес-
совый жмых с содержанием 80% прохода через сито с размером отверстий 1 мм
подвергают в первом чане жаровни обработке острым паром с доведением его
влажности до 7—8%. В последующих чанах жаровни мезга подсушивается в са-
мопропарнвающихся слоях до 3,5—4,0% и нагревается до температуры, не пре-
вышающей 95° С. Давление зарубашечного пара в жаровне поддерживается на
уровне 0,4 МПа.
Отвод испаренной влаги из второго и третьего чанов регулируется задвижка-
ми на вытяжных окнах без принудительной аспирации.
Грубо измельченное ядро клещевины подвергают обычному жарению в
чанных жаровнях форпрессовых агрегатов с паровым обогревом. В первом чане
жаровни ядро увлажняется до 8—10%, в последующих чанах подсушивается до
5,5—6,5% влажности. Для улучшения гидродинамических условий выделения из
прессуемого материала касторового масла, с целью снижения его вязкости темпе-
ратура поступающей на пресс мезги должна быть в пределах ПО—115° С.
Приготовление мезги с применением высоких увлажнений по методу
А. И. Скипина. В 1929—1930 гг. А. И. Скипин, стремясь установить и обосновать
оптимальную влажность подсолнечной мятки при приготовлении мезги в произ-
водственных условиях, обнаружил, что увлажненная до 8,5—9,0% мятка сохра-
няет в ж'аровне свою мелкозернистую рассыпчатую структуру, однако прн даль-
нейшем увлажнении до 10—12% н выше происходит заметное агрегирование ее
частиц в более крупные агрегаты и комья. Из такой переувлажненной мятки, даже
ipn легком сжатии ее в руке, обильно выделяется масло, а нежировая, гелевая
асть мятки приобретает свойства плотного, пластичного вещества. Так был от-
 рыт способ получения масел, названный способом Скипина.
Фнзнко-химическая сущность этого метода заключается в следующем. При
I ереувлажненни мяткн вытеснение масла водой с поверхности частиц в силу яв-
ления избирательного смачйвания и набухания становится настолько интенсив-
ым, что укрупнившиеся масляные пленки и капли сливаются в более крупные
омплексы, которые уже не могут удерживаться на поверхности частиц силами
’ олекулярного сцепления, • образуют непрерывную масляную фазу и легко отде-
'3-857
193
ляются от мезги при самых незначительных давлениях. Этому во многом способ-
ствует и интенсивное агрегирование частиц мезги с образованием крупных комьев
и значительным сокращением вследствие этого удельной поверхности мезги.
Характер изменений в материале, происходящих при съеме масла на форча-
нах и последующей сушке полуобезжиренной мезги, тот же, что и при обычном
способе приготовления мезги, глубина же процессов значительно большая. Высо-
кая степень увлажнения мятки приводит к очень интенсивному агрегированию
частиц, к образованию комьев больших размеров. Механическое воздействие ме-
шалок на комья как вследствие конструкции мешалок, так и условий их работы
приводит к резкому уплотнению комьев.
Процесс дезагрегирования при сушке мезги после съема масла идет не до
конца, и готовая мезга всегда содержит некоторое количество уплотненных ко-
мочков, а общая степень уплотнения частиц мезги весьма значительна, что харак-
теризуется высокой ее насыпной плотностью. Внутренняя неоднородность частиц
при способе А. И. Скипина несколько большая, чем при обычном способе жарения.
При съеме масла на форчанных агрегатах значительно глубже проходят про-
цессы тепловой денатурации белковых веществ. Сильное денатурирующее дейст-
вие острого пара, высокая степень увлажнения в форчане и сушка влажной полу-
обезжиренной мезги еще более углубляют этот процесс. Достоинствами метода
Скипина явились простота и невысокая стоимость аппаратов, возможность доволь-
но простым способом получить от 60 до 70% масла (от исходного его содержания
в семенах).
Форчанное масло отличается высоким качеством, содержит минимальное ко-
личество сопутствующих веществ: фосфатидов, каротиноидов, взвесей и т.п.; что
объясняется низкой температурой его получения.
Одним из наиболее существенных его недостатков являлась периодичность
работы основного аппарата — форчана. В развитие метода Скипина были созданы
конструкции непрерывно действующих аппаратов для съема масла с применением
высоких увлажнений при приготовлении мезги. Так, были созданы фораппараты
непрерывного действия С. Н. Кучерова (1946), Н. П. Коваленко (1952), В. П. Ки-
чигина и Яковенко (1955), представляющие собой практически шнековые аппара-
ты для слабого отжима.
Однако и внедрение непрерывно действующих аппаратов для предваритель-
ного съема не дало возможности устранить второй главный недостаток метода
Скипина — высокую степень денатурации белковых веществ мятки при сушке
высоковлажной полуобезжиренной мезги после съема масла. Следствием этого
явилось постепенное вытеснение метода предварительного съема масла с приме-
нением высоких увлажнений с заменой его предварительным прессованием на не-
прерывно действующих шнековых прессах.
Глава 7. ИЗВЛЕЧЕНИЕ МАСЛА ПРЕССОВАНИЕМ
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Извлечение масла из масличного сырья прессованием применя-
лось уже в глубокой древности/ когда для отжима масла использо-
"валикамшГикаменные чаши. Затем стали применяться рычажные,
винтовые, а в XVI веке клиновые прессы. Изобретение гидравличе-
ских, прессов относится к 1795 г., их практическое использование
началось в период 1818—1824 гг., продолжалось повсеместно до
первой трети XX века и сохранилось на отдельных заводах до по-
следнего времени.
Применявшиеся в этой отрасли промышленности в течение дли-
тельного времени (более ста лет) гидравлические прессы имели
большое число недостатков: периодичность процесса прессования,
необходимость использования тяжелого ручного труда при их за-
грузке и разгрузке, наличие большого количества громоздких и до-
194
Огостоящих вспомогательных машин и аппаратов (гидравлические
насосы и аккумуляторы давления, формовки пакетов с мезгой, жмы-
хообрезалки и др.), необходимость использования дорогого и бы-
строизнашивающегося пресс-сукна, что значительно влияло на се-
бестоимость готовой продукции и т. д. Основным же недостатком
получения масел на гидравлических прессах была невозможность
достаточно полного отжима масла, в результате чего масличность
прессовых жмыхов составляла не менее 7—8°/о, что значительно
повышало потери масла в производстве.
^ Современное аппаратурное оформление прессового способа
производства растительных масел связано с применением шнеко-
вых прессов, что позволяет сделать производственный процесс
непрерывным. Это дает возможность осуществлять такие многооб-
разные технологические операции, как транспортирование и смеши-
вание различных материалов, отжим, гранулирование и другие. --
В масло-жировой промышленности для отжима масла из семян
масличных культур .находят в настоящее время широкое примене-
ние шнековые прессы различных конструкций. Вначале они уста-
навливались только на прессовых заводах, а в дальнейшем в связи
с появлением и широким развитием экстракционного способа по-
лучения масла предварительный съем масла на шнековых прессах
перед экстракцией стал одним из основных процессов в технологии
производства растительных масел.
Исходная мезга представляет собой сыпучий пористый матери-
ал. При всестороннем сжатии под действием прилагаемого давле-
ния наблюдается два тесно связанных между собой процесса:,
1) отделение жидкой частимасла; 2) соединение (сплавление)
твердых частиц материала с образованием брикета — жмыха.
Упрощенная схема процесса отжима масла (по А. М. Голдов-
скому, 1958) приводится на рис. 7-1. Отделение масла от гелевой
частицы может быть представлено следующим образом. Исходная
мезга содержит большое количество масла на поверхности частиц
и внутри их, а сами частицы разделены воздушными промежутка-
ми (рис. 7-1,о). В начальный период всестороннего сжатия мезги,
хотя и начинается деформация частиц и соединение их в местах
отдельных контактов, преобладает процесс вытеснения воздуха и
уменьшения промежутков в слое между частицами. Отдельные
промежутки полностью заполнены маслом, которое находилось на
поверхности частиц. В этот период только начинается выдавлива-
ние масла из уменьшающихся промежутков между частицами
(рис. 7-1,6). Основное количество масла отжимается при значи-
тельном уплотнении самих частиц — их деформации и соединении.
Когда сближаются внутренние поверхности частиц, происходит от-
деление масла уже с их внутренних поверхностей. При сближении
внутренних и внешних поверхностей промежутки между частицами
значительно уменьшаются и полностью заполняются маслом (рис.
'-1, в).
Как указывалось ранее, наибольшей энергией связи обладают
мономолекулярные слои масла, прилегающие к поверхности час-
13*
195
И	В	г	g
Частица аашмаетО мшхрта (сзамш
маем, Ыри и пара бидтичиашцнг яш-
,.	-зда^
Пасм
Eislof и па/
Дйцее нацкЛюш сЮшнеш мшмк1ип1р из
райнего epiXMpa^cih
Hanpalmie ИИменм маем т тймыых дчастш
отшмаемосо матсраиа
Hanpaleinie Шиша ИззОцха и cape М мсЗыиях
участках отжимаемого матерном
Рис. 7-1. Упрощенная схема процесса отжима масла при всестороннем сжатии
материала
тиц. Энергия связи убывает с увеличением расстояния от поверх-
ности, поэтому скорость посреди потока отжимаемого масла наи-
большая, а слои, прилегающие к поверхности, неподвижны, хотя
на этом этапе промежутки между частицами становятся небольши-
ми и происходит соединение их; капсулирование масла в толще
частиц невелико.
При резком уменьшении поперечного сечения оставшихся кана-
лов (промежутков) между частицами, когда на сближенных По-
верхностях остаются мономолекулярные слои масла, отжим пре-
кращается, так как адсорбированные пленки масла не могут быть
отжаты (рис. 7-1,г). Практически же остаток масла бывает повы-
шенным по сравнению с маслом, удерживаемым мономолекулярны-
ми слоями, так как пленки масла разрываются и непосредственный
контакт отдельных участков нарушается. Кроме того, возможно
значительное капсулирование масла в результате закончившегося
процесса соединения частиц.
Соединение отдельных частиц мезги в брикет жмыха представ-
ляется так: в начальный период прессования отдельные частицы
сближаются благодаря уменьшению промежутков между ними
(см. рис. 7-1,б), затем вступают в непосредственное соприкосно-
вение и давят друг на друга (см. рис. 7-1, в). Это приводит к де-
формации отдельных частиц и их соединению в местах разрыва
масляных пленок. Наступает период, когда мезга ведет себя не как
сыпучее, а как целое пластичное тело. При повышении давления
соединение частиц приводит к образованию гелевого пористого те-
ла — брикета жмыха. Но в жмыхе остаются промежутки между
частицами и группами частиц с образованием сплошных и тупико-
вых пор. Возможна запрессовка масла в этих порах, его капсули-
'рование в толще жмыха (см. рис. 7-1,а). После снятия давления
под действием упругих деформаций в жмыхе образуются мелкие
поры или крупные трещины. Поэтому возможно обратное впиты-
вание масла, которое еще не вытекло из пресса (рис. 7-1,д).
Следовательно, остаточная масличность жмыха складывается
196
из капсулированного в отдельных участках масла, масла, связан-
ного с внешней поверхностью частиц и внутренней поверхностью
пор и трещин, а также масла, оставшегося в неразрушенных при
измельчении и жарении клетках. 1
физическая сущность описанного процесса отжима полностью
отвечает условиям прессования на гидравлических прессах и в ос-
новном сохраняется и при использовании для отжима шнековых
прессов. Особенности процесса в этом случае будут разобраны
ниже.
§ 2.	ОБЩАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ШНЕКОВЫХ ПРЕССОВ
Все без исключения шнековые прессы имеют однотипные рабо-
чие органы и общую схему устройства и работы. Основными рабо-
чими органами шнекового пресса является шнековый вал и~зеер-
Яный цилиндр, конечными продуктами процесса' прессования —
^црессовос масло и жмых.
г(' -К вспомогательным органам относятся питающее устройство
пресса, регулятор давления и толщины жмыха, приводной меха-
низм с редуктором. Все перечисленные основные~“и вспомогатель-
Витки шнекового вала 1 вместё^Г^бвёрэГИОСТью зеерного ци-
линдра 2 (рис. 7-2) образуют свободное пространство в виде вин-
тового канала, геометрические особенности которого~влияют на про-
цесс^ переработки материала? в том числе на производительность,
•Д“авлёнйё;Ътжим7‘Ъ~интотой канал формйру1ОТТлтамётр~П, ш вит-
ка--/,*глубина~канала h, ширина гребня е, зазор между поверхно-
стью цилиндра и кромкой витка б, профиль витка, угол подъема
винтовой линии <р, длина шнекового вала L, внутренняя поверх-
ность цилиндра, промежуточные кольца.
У/7//////////177//77
L
Рис. 7-2. Геометрия винтового канала
По. конструктивному признаку прессующего тракта, определяемому диаметром
D н глубиной h, шнековые прессы делятся на четыре типа (Ю. П. Мацук, 1959):
1)	с цилиндрическим зеером и валом без ступеней (рис. 7-3, а);
2)	с цилиндрическим зеером и ступенчатым валом (рис. 7-3, б);
3)	со ступенчатым зеером и валом без ступеней (рис. 7-3, в);
4)	со ступенчатым зеером и ступенчатым шнековым валом (рис. 7-3,г).
Важнейшими геометрическими характеристиками прессующего тракта явля-
ются глубина канала h и шаг витка t.
Шнековые прессы первого типа (см.
рис. 7-3, а) имеют постоянную глубину
винтового канала и изготовляются с
переменным и постоянным шагом вит-
ков.
Для прессов с переменным шагом
свободный объем меняется за счет умень-
шения шага, и объем между соседними
витками также уменьшается. Мезга пе-
ремещается в замкнутом пространстве н
с силой проталкивается в более узкое
пространство последующего витка.
Для прессов этого типа с
остоянным шагом свободный объ-
м по длине пресса не меняется,
197
Рис. 7-3. Типы шнековых прессов по конструктивному признаку прессующего
тракта
а — с цилиндрическим веером и валом без ступеней;-б — с цилиндрическим зеером и сту-
пенчатым валом; в — со ступенчатым зеером и валом без ступеней; г — со ступенчатым зее-
ром и ступенчатым шнековым валом
а уплотнение материала создается только за счет установки сопро-
тивления на выходе его из пресса. Такие прессы не развивают большого давления
и для отжима масла широкого распространения не получили.
Наиболее прогрессивными считаются прессы с переменной уменьшающейся
глубиной h, что обеспечивается в конструкциях второго, третьего, четвертого ти-
пов прессов (см. рис. 7-3,6, в, г).
Большая глубина канала в зоне загрузки способствует захвату большого
объема материала, а в дальнейшем его нужно уменьшать, чтобы сократить дре-
нажные пути для отжимаемого масла.
При убывающем шаге витков в прессе во всех случаях (1—4-й типы) увели-
чивается шаг и производительность первых витков, осуществляющих захват мате-
риала, и повышается аксиальная (вдоль вала) составляющая силы, создающей
давление на последних витках. В масло-жнровой промышленности более широко
распространены прессы со ступенчатым шнековым вадом с убывающей глубиной..
и шагом (2, 3, 4-й типы). В этом случае уменьшение свободного объема происхо-
дит в основном за счет ступенчатого вала с убывающей глубиной и_шагом.
Диаметр .ступенчатого зеера у третьего и четвертого типов прессов может
несколько увеличиваться по направлению движения или уменьшаться.
Большой диаметр первой ступени зеерного цилиндра повышает производи-
тельность, а увеличение диаметра в предконусной ступени ведет к увеличению
дренажной поверхности для стока масла (П. Н. Чечевицын, 1976).
Оптимальная высота витков шнека, следовательно, величина зазора б обес-
печивает нормальную работу машины. При больших зазорах увеличивается об-
ратный поток материала, малые зазоры могут привести к перегреву части мате-
риала, проходящей через них. Оптимальным в маслоотжимных прессах считается
зазор 1,25-М,5 мм.
Витки своими задними гранями проталкивают вперед прессуемый материал,
совершая главную работу прессования. При этом витки должны преодолеть боль-
шие силы трения. Прессуемый материал при перемещении в замкнутом простран-
стве под действием давления прижимается к стенкам зеерного цилиндра, виткам
и поверхности шнекового вала.
Ступенчатость вала достигается изменением диаметра тела шнекового вала
(ступицы шнековых витков), а также размера переходных колец.
На рис. 7-4 изображены шнековые звенья (витки) 1 и промежуточные кольца
2, создающие разрывы между шнековыми звеньями, из которых набирается шне-
ковый вал пресса ФП.
Зеерный цилиндр, набираемый нз отдельных пластин, образует пространство,
в котором расположен шнековый вал и осуществляется отжим масла. Внутренняя
198
2
1
Рис. 7-4. Шнековый вал пресса ФП
• ?-5. Зеерный цилиндр пресса ФП:
зееРа в сборе; б—общий вид; в — продольный разрез зеера; г — поперечный раз-
ступеии зеера; д — «заершенность» зеерного цилиндра; е — фигурные ножи
поверхность зеерного цилиндра с продольными зазорами (щелями между зеерны-
ми пластинками) для стока масла образует одну из сторон винтового канала.
Зазоры между зеерными пластинами создаются установкой между ними ка-
либрованных пластинок или за счет специальных приливов на одной из боковых
поверхностей самих зеерных пластин. Величина зазора между зеерными пласти-
нами должна обеспечивать вытекание отжатого масла, но не пропускать частичек
мезги. Величина зазора для цилиндрического и ступенчатого зеера .уменьшается от
.секц1ПГк~сёкции погоду материала и зависит, пт тша пресса и перерабатываемого
_сырья.
“Зёерный цилиндр может быть разъемным по вертикали или горизонтали.
Зеерные пластины 4, укладываются в каркас зеерного цилиндра 5 между упор-
ным клином 1 и натяжными клиньями 3 (рис. 7-5). Набор пластин выполняется
таким образом, что внутренняя поверхность зеерного цилиндра приобретает «заер-
шенность», причем подъем плоскости зеерной пластины, обращенной внутрь ци-
линдра, направлен в сторону вращения шнекового вала (см. рис. 7-5,5).
«Заершенность» предусмотрена с целью увеличения трения прессуемого ма-
териала о стенки цилиндра, что значительно снижает возможность его проворачи-
вания.
Находящийся в зеерном пространстве материал не должен вращаться, так
как при вращении не будет поступательного перемещения материала вдоль оси
вала, следовательно, не будет происходить отжима масла. В горизонтальной
плоскости зеерного цилиндра устанавливают фигурные пластины-ножи 2 (см. рис.
7-5, а и е), выступы которых обращены внутрь зеерного цилиндра, глубоко вре-
заются в слой прессуемого материала и предотвращают проворачивание его
вместе со шнековым валом.
§ 3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОЛНОТУ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МАСЛА И
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРЕССА
Общие представления о ходе прессования. Подготовленная к
прессованию мезга через питающее устройство попадает на первый
приемный виток вала и при нормальной работе полностью запол-
няет его и весь свободный объем в зоне питающего валка.
' Между зеерным цилиндром и вращающимся внутри него шнеко-
вым валом остается свободное пространство — винтовой канал, по
которому перемещается прессуемый материал после захвата его
приемным, витком шнекового вала. Основной принцип работы шне-
кового пресса — сжатие мезги при ее движении по зееру — дости-
гается последовательным уменьшением свободного объема отдель-
ных шнековых витков, а следовательно, и всего прессующего трак-
та в целом. Поступающая в пресс мезга имеет большое количество
пустот между частицами и от 20 до 60% масла, которое находится
на новерхности частиц и внутри них. Поэтому для сокращения
внешней поверхности мезги и создания давления на нее последова-
тельно уменьшается свободный объем винтового канала по длине
шнекового вала.
Уменьшение свободного объема канала по длине шнекового ва-
ла приводит к возникновению давления от боковых стенок витков
в результате подпорного действия частиц материала, перемещае-
мых от предыдущего шнекового витка с большим свободным объ-
емом к последующему витку с меньшим свободным объемом. На
величину давления влияет также регулирующее устройство, уста-
навливаемое на выходе материала из пресса. На первом витке ма-|
териал содержит значительное количество пустых пор и существен-!
200
него упрочнения белковой части
мезги не происходит. К концу
первого витка в результате сбли-
жения внешних поверхностей ча-
стиц, связанного с уменьшением
свободного объема второго и по-
следующих витков, происходит
уплотнение материала и в нем
остаются только полости, запол-
ненные маслом.
Под действием возрастающе-
го давления в зоне второго и по-
следующих витков происходит
интенсивный отжим масла. На-
пример, в форпрессе ФП умень-
шение свободного объема, сжа-
тие и отжим продолжаются по
пятый виток включительно. Час-
тицы материала приобретают бо-
лее плотную упаковку, увеличи-
ваются их деформации, сопро-
вождаемые разрушением и уве-
Рис. 7-6. Изменение масличности ма-
териала и количества отжимаемого
масла по длине шнекового вала
пресса ЕП при переработке мезги из
форпрессового подсолнечного жмыха
(Г. В. Зарембо, 1962)
личением площади контакта мас-
ла и гелевых частиц. Эти явления
одновременно сопровождаются
процессом некоторого измельче-
ния частиц (Ю. А. Толчинский,
1979), образованием новых по-
верхностей контакта масла и ге-
левой части и слипанием частиц.
Но вдоль канала вплоть до пятого витка на прессе ФП прессуемый
материал еще имеет рассыпчатую структуру. Это связано с тем,
что внутреннее трение в материале меньше, чем внешнее, т. е. тре-
ние материала о поверхности прессующего тракта.
К шестому витку отжим практически завершается, происходит
слипание и упрочнение белковых частиц, связанное с нагревом и
большими давлениями. Внутреннее трение становится больше
внешнего. Прессуемый материал приобретает свойства упругопла-
стического тела и имеет постоянную плотность.
Исследования (Г. В. Зарембо, 1962) показывают (рис. 7-6), что
основное количество масла (до 98% от извлеченного), отжимается
в первой половине пресса, что подтверждается и характером изме-
нения масличности жмыха по длине вала: медленное изменение в
самом начале и в конце вала и значительное до середины. Макси-
мальное количество масла отжимается в зоне первой и второй сту-
пеней давления.
Масличность различных слоев прессуемого материала по глуби-
не канала неодинакова. Так, масличность хлопкового жмыха, полу-
ченного в прессах ФП во внутреннем слое, примыкающем к валу,
201
оказалось на 1,83—4,1% выше, чем в наружном слое, примыкаю-
щем к зеерному цилиндру. Разница между масличностью прессуе-
мого материала по слоям уменьшается к выходу. Наблюдается в
практике и обратная зависимость: превышение масличности на-
ружных слоев над масличностью внутренних слоев. Существует
ряд гипотез, объясняющих эти явления. При отжиме влага в
жмыхе испаряется у поверхности вала с большей интенсивностью,
чем у поверхности зеерного цилиндра (где температура ниже) и
вытесняет масло из промежутков между частицами, причем значе-
ние этого фактора возрастает по мере приближения жмыха к выхо-
ду из пресса, благодаря чему и характер распределения масла ме-
няется на противоположный (Ю. П. Мацук, 1954, 1959). Увязыва-
ют это явление и с различным напряжением в разных слоях мате-
риала в ходе отжима или с толщиной прессуемого материала, т. е.
длиной пути фильтрации (В. В. Белобородов, 1966).
Продвижение материала через пресс сопровождается сложными
явлениями. Теоретически возможны два крайних варианта движе-
ния материала: вращательное и аксиально-поступательное (подоб-
ное движению гайки по вращающемуся шпинделю). Вращательное
движение возможно в том случае, если трение между материалом
и витком и между частицами материала больше, чем трение мате-
риала о цилиндрическую поверхность зеера. Поэтому необходимо
уменьшить величину трения между частицами материала и трения
о витки шнекового вала и увеличить трение материала о зеер. Вра-
щательное движение значительно уменьшается при установке но-
жей, шлифовке валов и «заершенности» внутренней поверхности
зеера.
Если силы трения между материалом и шнековыми витками, а
также между материалом и зеером в осевом направлении равны
нулю, а сила трения между материалом и внутренней поверхностью
зеера в тангенциальном направлении имеет конечное значение, то
наблюдается только поступательное движение, которому препятст-
вует трение материала о вал и сопротивление по каналу, включая
сопротивление конуса. Фактически частичное прокручивание мате-
риала вместе с валом и движение в аксиальном направлении при-
водит к тому, что общий его поток вдоль канала движется по не-
которой спирали с увеличивающимся шагом в сторону выхода.
А. М. Голдовский (1951), указывая на то, что материал движется
по каналу сложного профиля, отмечает в связи с этим, что от-
дельные частицы и слои материала имеют различные скорости и
траектории движения как по величине, так и по направле-
нию.
Исследования состояния рабочих поверхностей вала и характе-
ра выхода жмыха показывают, что происходит проскальзывание
материала по поверхности вала, причем оно возрастает по мере
движения материала от зоны поступления к зоне его выхода. Ха-
рактер движения материала в предконусной камере и в конусе
иной, чем между витками. По винтовому каналу мезга перемещает-
ся по спирали с увеличивающимся шагом, а в зоне разгрузки она
202
движется параллельно оси пресса как твердый цилиндрический
слой с толщиной h самого узкого места.
При работе шнековых прессов возможен обратный ход материа-
ла через зазор между кромкой витка и внутренней поверхностью
цилиндра, в разрыв пера витков и вдоль канала шнека. Это поло-
жение используют при обосновании эмпирических коэффициен-
тов возврата для уравнений, определяющих производительность
пресса.
Влияние давления. Движущей силой процесса отжима являет-
ся развиваемое в прессе давление. Глубина отжима зависит от ха-
рактера нарастания давления, максимального его значения и про-
должительности пребывания материала под давлением. Давление,
развиваемое в прессе, в свою очередь в большой мере определяется
свойствами готовой мезги. Для наиболее полного отжима масла не-
обходимо определенное сочетание упругих и пластических свойств
мезги.
Пластичность мезги, оптимальная для того или иного вида прес-
сования (предварительное или окончательное) и перерабатываемо-
го материала, достигается принятыми режимами жарения. Откло-
нение от оптимального сочетания влажности и температуры мезги
приводит к нарушению процесса прессования. При пересушивании
и прессовании мезги пониженной пластичности сток масла смеща-
ется в сторону выхода из пресса, а прессуемый материал начинает
выходить в виде сухой, жесткой высокомасличной муки или крупки.
Нагрузка на электродвигатель пресса вначале повышается, а
с полным прекращением формирования ракушки резко падает.
Переувлажненная, с повышенной пластичностью мезга не фор-
мируется в виде жмыховой ракушки, а выходит в виде бесформен-
ной пластичной массы. Сток масла перемещается в сторону посту-
пления материала. Значительное количество мезги выходит через
зеерные щели, а сток масла затем практически прекращается.
Нагрузка на электродвигатель также понижается.
Повышение, как и понижение, нагрузки на привод пресса яв-
ляется следствием изменения давления на прессуемый материал.
Рост давления при прессовании мезги пониженной пластичности
является следствием увеличения сопротивляемости самой мезги по
мере уплотнения и отжима. Понижение давления при переувлажне-
нии мезги объясняется небольшой степенью уплотнения и отжима
в результате прессования мезги повышенной пластичности и пони-
женной ее сопротивляемости.
Следовательно, пластические свойства мезги, приобретенные в
процессе жарения, являются одним из основных факторов, опреде-
ляющих величину развиваемого в прессе давления. Пластичность
мезги, влияя на величину давления, обусловливает в значительной
мере и глубину отжима.
Величина удельного давления в зеере пресса является функцией
конструктивных особенностей тракта, геометрии регулировочного
устройства, определяющего толщину жмыха, режима работы прес-
са и пластических свойств мезги, определяемых технологическими
203
Рис. 7-7. График изменения давления в
прессе ФП (по В. С. Морозову)
параметрами и свойствами пе-
рерабатываемого материала.
Длительное время считали,
что в прессах развивается зна-
чительное давление.
По данным М. Терреса
(1966), для форпресса ФП дав-
ление в прессе непрерывно воз-
растает до 25 МПа вплоть до
выхода жмыха.
Давление в шнековом прессе зависит от большого числа фак-
торов, часть которых может изменяться в ходе отжима. Согласно
данным большинства исследователей, в начале шнекового вала
отмечается рост давления, а начиная с некоторой точки (вероятнее
всего после последнего витка) падение его. На большие величины
давлений в шнековых прессах уйазывали А. М. Голдовский, Т. В.
Зарембо (1962) и др.
В более поздних исследованиях были определены в шнековых
прессах значительно меньшие величины давления. Так, В. С. Мо-
розов (1972), используя электротензометрический метод, позволяю-
щий регистрировать давление в прессе во многих точках в течение
неограниченного времени без нарушения технологического процес-
са, определил величину давления в прессе ФП при нагрузке на
электродвигатель пресса в 38—40 А: 0,03 МПа в начале прессова-
ния, 1,67—2,23 МПа в средней части зеерного пространства и
0,35 МПа на выходе жмыха. Характер кривой изменения давления
в прессе ФП по результатам исследований В. С. Морозова виден из
рис. 7-7.
Степень сжатия теоретическая и действительная и изменение
объема прессуемого материала. В ходе прессования происходит
уменьшение объема (сжатие) прессуемой мезги в результате исте-
чения масла, выжимания и вымывания частиц, испарения влаги и
уплотнения материала. Под фактической, или физической, степенью
сжатия понимается отношение объема мезги, поступившей в пресс,
к объему материала, выходящего из пресса. Степень сжатия мате-
риала зависит от многих конструктивных факторов, технологических
режимов работы, рода маслосодержащего сырья. Фактическая сте-
пень сжатия (А. М. Голдовский, Ю. П. Мацук, 1953) на форпрессах
ФП равна 2,81—2,96, а по данным В. А. Масликова (1955)—5,1—
7,4. На прессах-экспеллерах МП-21 она составляет 3,49—4,41.
Существует еще понятие теоретической, или геометрической,
степени сжатия, которая представляет собой отношение теоретичес-
кой объемной производительности первого и последнего витков
(Г. В. Зарембо, 1960; И. П. Колпаков, 1951) за один полный оборот
вала при коэффициенте заполнения, равном единице, отсутствии
проворачивания материала и его обратного движения. Теоретиче-
ская степень сжатия, например, в прессе ФП равна 14,3.
Различие между теоретической и фактической степенью сжатия
состоит в том, что теоретическая степень сжатия не учитывает ме-
204
Таблица 7-1
	Показатель	Номер витка					
		1 1 2 1	3	4	5	6	1
		1 —	1,7	2,15	2,52	2,70	2,72
м,	%	39,0 38,10	34,90	26,10	15,10	13,03	12,9
ханизма продвижения материала через пресс и его физико-механи-
ческие свойства.
Масличность жмыха находится в обратной зависимости от сте-
пени сжатия материала.
В табл. 7-1 приводятся данные Г. В. Зарембо (1959) о степени
сжатия хлопковой мезги (е) в процессе ее прессования в шнековых
прессах и масличности материала (М, %) по длине верхнего зеера
пресса.
По степени сжатия мезги можно судить о ее упругих и пласти-
ческих свойствах.
р По исследованиям В. А. Масликова (1955) кривая зависимо-
сти между давлением (р) и степенью сжатия (е) с повышением
давления выше 0,4—0,7 МПа становится все более крутой (рис.
7-8). Это означает, что материал упрочняется и все более сопротив-
ляется сжатию. Причем при одинаковой температуре и давлении
при влажности 7,3% (кривая 2) материал более пластичный и
сжимается в большей степени, чем при влажности 2,3% (кривая
1). Следовательно, применительно к масличному материалу, с
влажностью 2,3% можно сказать, что он обладает более упругими
свойствами. Упрочнение связано с химическими превращениями
белковой части материала, которые происходят под влиянием
нагрева и давления, и с изменениями на поверхности раздела твер-
дой и жидкой фаз (А. М. Голдовский, 1958).
Уменьшение объема (сжатие) приводит к изменению такой важ-
нейшей физической характеристики дви-
жущегося в прессе материала, как плот-
ность.
Влияние температуры. На глубину от-
жима и качественные показатели масла и
жмыха влияет температура самого процес-
са прессования. Как уже отмечалось, соче-
тание влажности и температуры мезги оп-
ределяет ее упругие и пластические свой-
ства, влияет на величину развиваемого в
прессе давления и в конечном итоге — на
глубину отжима масла. На холодном, нера-
зогретом прессе невозможно обеспечить
формирование прочной жмыховой ракушки
и требуемую глубину отжима. Разогрев
прессов небольшим количеством горячей го-
товой мезги при их пуске ведется до темпе-
ратуры 70—80° С. В отдельных конструкци-
Рис. 7-8. Диаграмма прес-
сования подсолнечной
мятки при температуре
70 X:
I — сжатие мятки в влаж-
ностью 2,3%;	2 —сжатие
мятки с влажностью 7,3%
205
ях прессов предусмотрен подвод пара во внутреннюю полость шне-
кового вала пресса на период пуска. При температуре 70—80° С
начинается формирование стойкой ракушки жмыха и нормальный
сток масла. Появляется возможность достичь полной производи-
тельности пресса и отрегулировать толщину жмыха.
В дальнейшем при нормальной работе прессов предварительно-
го отжима (форпрессов) температура прессования поддерживает-
ся за счет температуры подаваемой из жаровни мезги. Как прави-
ло, тепло, выделяемое при трении мезги о зеер и шнековый вал, и
внутреннее трение во время перемешивания не превышают величи-
ну теплопотерь и расходуются на поддержание оптимальной темпе-
ратуры прессования. Внешнее трение о зеер и шнековый вал и
внутреннее трение частиц мезги во время перемешивания являют-
ся причиной более значительного увеличения температуры в зеер-
ном цилиндре прессов окончательного прессования (экспеллеров).
Это объясняется более жесткой структурой прессуемого материала
и повышенными температурой и давлением при прессовании.
Перегрев материала приводит к ухудшению показателей работы
пресса. Высокая температура в зеерном пространстве во время от-
жима масла в экспеллерах вызывает подгорание поверхности жмы-
ха, повышение его масличности и повышение цветности отжимаемо-
го масла.
В некоторых экспеллерах предусмотрено охлаждение шнекового
вала путем подачи воды в его внутреннюю полость и орошение зе-
ерных цилиндров охлажденным маслом. В последнем случае наря-
ду с охлаждением струя масла смывает с поверхности зеера часть
осыпи, выходящей через зазоры между зеерными пластинами.
Продолжительность прессования. При нормальной нагрузке в
шнековом прессе продолжительность прессования примерно равна
или близка ко времени пребывания материала в прессе, так как
после захвата материала шнековым валом он начинает уплотнять-
ся сразу или в пространстве между первым и вторым витком. Про-
должительность прессования является важным фактором, влияю-
щим на производительность пресса и глубину отжима. Чем больше
продолжительность прессования, тем до известных пределов полнее
отжим масла, и в то же время чем выше продолжительность про-
хождения материала через данный пресс, тем при прочих равных
условиях ниже его производительность. Время пребывания материа-
ла в прессе (продолжительность прессования) в свою очередь за-
висит от геометрии канала, скорости вращения вала, величины вы-
ходной щели, характера продвижения материала через пресс, фи-
зико-механических свойств материала и т. п.
Расчет времени пребывания материала в каждой зоне пресса
с учетом „геометрических характеристик рабочих органов и степени
сжатия производится по формуле (Г. В. Зарембо, 1960)
*= Ус.в8а/1Умин (1 Рз)|»	(7-1)
где т—время пребывания материала в зоне пресса, мин; Ус,в — объем свободно-
го пространства зоны, м’; ег — степень сжатия мезги в 'данной зоне; Умжи — объ-
206
ем мезги, поступающей в пресс в минуту, м3/мин; р3 — коэффициент, учитываю-
щий количество материала, вышедшего через зеерные щели до данной зоны.
Общая продолжительность пребывания материала в прессе рав-
на сумме значений продолжительности пребывания в отдельных зо-
нах.
Прессы неглубокого, предварительного отжима — форпрессы —
работают при большем числе оборотов шнекового вала и большей
ширине выходной кольцевой щели для жмыха, чем прессы глубо-
кого окончательного отжима.
Некоторые результаты экспериментальных определений средней
продолжительности прохождения мезги из семян хлопчатника че-
рез шнековые прессы приведены в табл. 7-2.
Таблица 7-2
Прессование t	Тип пресса	Частота враще- ния шнекового вала, об/мин	Толщина жмыхо- вой ракушки, мм	Средняя продол- жительность про- хождения матери- ала через пресс, с
Однократное	МП-21	35,6/23	3,2—5,6	124—182
Предварительное	ФП	20	9—12	50—54
	ФП	24	9—12	45
Окончательное	ЕП	5,5	7—10	200—273
Как следует из табл. 7-2, продолжительность предварительного
прессования на форпрессах меньшая, чем при однократном прессо-
вании на прессе МП-21 и особенно при окончательном прессовании
на экспеллере ЕП. Особенно отчетливо видна зависимость продол-
жительности прессования от частоты вращения шнекового вала для
прессов предварительного и окончательного прессования ФП и ЕП.
Но в этом случае на продолжительность прессования могут в раз-
ной степени влиять различия геометрических размеров прессующего
тракта и физико-механические свойства материала, который имеет
разные характеристики для предварительного и окончательного
прессования. На продолжительность прессования в этом случае мо-
жет влиять также разная ширина выходной кольцевой щели, опре-
деляющая толщину ракушки.
Чтобы исключить влияние всех указанных факторов, рассмотрим
продолжительность прессования для пресса ФП при разной частоте
вращения вала и одинаковой толщине жмыховой ракушки. Как сле-
дует из табл. 7-2, при увеличении частоты вращения с 20 до
24 об/мин продолжительность прохождения материала через пресс
сокращается с 50—54 до 45 с. Это объясняется тем, что при увели-
чении скорости вращения шнекового вала возрастает скорость пе-
редвижения материала шнеком и соответственно снижается время
прохождения материала через одну и ту же длину зеерной камеры
от места входа материала до места выхода жмыха при одной и той
же ширине щели.
207
На продолжительность прессования влияет заполнение материа-
лом приемного витка шнекового вала. Уменьшение интенсивности
питания пресса, износ шнековых витков, зеерных пластин, износ или
поломка ножей приводят к увеличению продолжительности прес-
сования. При нормальной работе пресса снижение частоты враще-
ния шнекового вала и связанное с этим увеличение времени прес-
сования сопровождается снижением производительности и опреде-
ленным снижением масличности.
Влияние геометрических характеристик пресса на производительность. Под
производительностью шнекового пресса понимается количество масличного мате-
риала, перерабатываемого в единицу времени, и, как правило, она рассчитывается
по количеству перерабатываемых за сутки семян. Производительность по мезге
обычного горизонтального транспортного шнека может быть определена по фор-
муле
Q — 60 (зт£>2/4) /п<рр,	(.7-2)
где <2—производительность шнека, кг/ч; D — диаметр витка шнека, м; t — шаг
витка шнека, м; п — частота вращения шнекового вала, об/мин; ф — коэффициент
заполнения шнека; р — насыпная плотность материала, кг/м3.
До последнего времени отсутствовал практический метод расчета производи-
тельности шнекового пресса, который учитывал бы всю сложность процессов, про-
исходящих в зеерной камере в ходе отжима.
Подход к получению уравнений производительности был следующий: к урав-
нению теоретической объемной производительности рассматриваемого участка
зеерной камеры присоединяется несколько эмпирических коэффициентов, специ-
фических для работы данного шнекового пресса.
В. А. Масликов (1955) на основе исследований работы пресса ФП предложил
следующее уравнение для расчета производительности пресса:
<2 = 47,1£>;/П(1-ф)р(1-Кь),	(7-3)
где Q — производительность пресса по мезге, кг/ч; DB — внутренний диаметр зеер-
ного цилиндра, мм; I — длина питающего витка, м; п — частота вращения вала;
об/мин; ф — коэффициент заполнения объема камеры; р — насыпная плотность
мезги, кг/м3; КБ — коэффициент возврата мезги.
Коэффициент заполнения объема камеры ф учитывает уменьшение ее объема
в зоне первого витка за счет объема самого витка
ф = объем витка/объем камеры.
Теоретическая расчетная производительность оказалась выше действительной.
Это позволило предположить, что часть материала в процессе прессования совер-
шает обратное движение по каналу в зазоры между поверхностью зеерного ци-
линдра и кромкой витка. Для количественной оценки этого явления был введен
коэффициент возврата Кв, который должен отражать реологические свойства
(текучесть) прессуемой мезги н условия, в которых происходит прессование. Он
определяется экспериментально-расчетным путем и для пресса ФП рассчитывает-
ся по формуле
Кв= 2,15/fi0’58,	(7-4)
где б — ширина выходной щели, мм.
Производительность пресса определяется конструктивными размерами пита-
ющего (первого) витка; шириной выходной щели конуса, техническим состоянием
тракта, частотой вращения вала, насыпной плотностью мезги. Это уравне-
ние позволило дать рекомендации по стабилизации работы прессов на маслодобы-
вающих заводах.
За время освоения и эксплуатации шнековых прессов разных конструкций был
накоплен большой опыт и глубоко изучены процессы, протекающие при прессо-
вании. Кроме описанных, ранее первых работ В. А. Масликова исследование про-
208
ессов прессования и конструктивных особенностей шнековых маслоотжимных
рессов проводили Г.В. Зарембо и А. А. Медведев (1959), Ю. П. Мацук (1959),
1. Н. Чечевицын (1968), В. Т. Алымов и В. В. Белобородов (1970), Ю. П. Кудрин
1979) и др. Формулу расчета производительности форпресса по первому витку
учетом геометрии канала, стока, основных физических свойств прессуемого ма-
"тернала и режима работы пресса предложил К). П. Кудрин.
Производительность пресса ФП, рассчитанная по первому витку, согласуется
с данными промышленных экспериментов с точностью до 10%. Хорошая корреля-
ция теоретических и экспериментальных данных позволяет рекомендовать эту
формулу и основные теоретические положения для конструктивных расчетов
новых, более высокопроизводительных прессов.
В работах Ю. П. Кудрина, Ю. А. Толчинского, В. К. Ложешника и др. (1975,
1976, 1977) показаны некоторые пути повышения эффективности работы маслоот-
жимных шнековых прессов и увеличения их производительности. Например, пред-
ложена замена предпоследнего витка шнекового вала пресса кулачками треуголь-
ной формы с плоскими боковыми гранями. При этом меняется форма канала, и в
производственных условиях при таком канале достигнуто повышение производи-
тельности пресса на 10—12% с одновременным снижением масличности жмыха.
§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЕЛ МЕТОДОМ ПРЕССОВАНИЯ
В зЛисимости от создаваемого давления на прессуемый мате-
риал, а следовательно, и масличности выходящего жмыха шнеко-
вые прессы делятся на прессы неглубокого съема масла (форпрес-
сы) и прессы глубокого съема масла (экспеллеры).
Прессы для неглубокого съема масла применяются в технологи-
[еской схеме форпрессование — экстракция и в схеме двукратного
(рессования для предварительного съема масла.
Прессы глубокого съема масла применяются в схеме двукрат-
юго прессования для окончательного отжима масла и в схеме од-
юкратного прессования. В последнем случае масло отжимается на
ipeccax двойного действия, которые имеют дополнительный верти-
:альный прессующий шнековый вал. Прессы двойного действия
обеспечивают глубокий съем масла, и их также называют экспел-
перами.
Общие схемы прессов, представляющие их основные типы, изоб-
ражены на рис. 7-9.
Характерными признаками форпрессов являются большие диа-
1етры зеерного цилиндра и шнекового вала, достигающие в прием-
кой части 220—250 мм. Частота вращения шнекового вала состав-
ит 18—26 об/мин, а в некоторых новых конструкциях достигает
2—100 об/мин. Толщина выходящей из пресса жмыховой ракушки
оставляет не менее 6—7 мм, но чаще бывает 8—12 мм. Съем мас-
ia на форпрессах составляет 60—85% от его содержания в исход-
ной мезге.
Экспеллеры характеризуются меньшим диаметром зеерного ци-
линдра и шнекового вала, порядка J30—155 мм, толщиной жмыхо-
ьой ракушки, равной 5—7 мм, и частотой вращения шнекового ва-
ла от 4,5 до 35,6 об/мин. Верхний предел частоты вращения отно-
сится исключительно к дополнительному вертикальному
прессующему валу экспеллера, нижний — к прессам с горизонталь-
ным валом.
14—857
209
Рис. 7-9. Схемы основных типов шнековых прессов
для предварительного, окончательного и одно-
кратного извлечения масла:
а —МП-21; б —МП н ФП; в —ЕП; г — устройства для
регулирования ширины выходной щели
Для предварительного отжима масла из мезги в схеме двукрат-
ного прессования и в схеме форпрессование — экстракция жмыха
широко используется форпресс ФП (рис. 7-10). Питатель пресса
выполнен в виде лопастного подпрессовывателя (крыльчатки) 2,
закрепленного на нижнем конце вертикального вала 1.
Шнековый вал 3 укомплектовывают восемью шнековыми витка-
ми, промежуточными кольцами, конусным механизмом.
Зеер 4 имеет по длине четыре секции (ступени) и горизонталь-
ный разъем. Зазоры между зеерными пластинами устанавливают,
исходя из технологических требований (см. табл. 7-3).
Конусный механизм 5 состоит из втулки, насаженной на вал
пресса и имеющей наружную ленточную резьбу, установочной гай-
210
700
Рис. 7-10. Форпресс ФП
14*
Рис. 7-11. Форпресс МП-68	1
ки, пяты и конуса. В результате перемещения конуса с помощью
штурвала может меняться ширина кольцевого зазора между кону-
сом и кольцом 6, а следовательно, может изменяться и толщина <
жмыховой ракушки, выходящей из пресса.
Маслосборное устройство 7 состоит из наклонного стального
листа и приемной коробки с сеткой. Приемная коробка служит для
сбора масла и отделения зеерной осыпи, удаляемой вручную скреб-
ком с наклонных листа и сетки. Коробка переходит в конус и за-
канчивается патрубком 8 для вывода масла.
Для предварительного отжима масла применяется форпресс
МП-68 (рис. 7-11).
Питатель пресса 1 выполнен в виде вращающейся трубы с не-
подвижными планками-скребками, препятствующими налипанию
мезги на внутренние стенки питателя. Шнековый вал 3 укомплекто-
ван девятью шнековыми витками, промежуточными кольцами и ко-
нусом. Шнековые витки имеют переменный шаг и различные наруж-
ные диаметры..
Зеерный цилиндр 2 имеет по длине четыре ступени и вертикаль-
ный разъем. При вертикальном разъеме зеерного цилиндра ножи
одновременно служат для закрепления зеерных пластин за счет их
распирания клиновой частью ножа. Ножи расположены в горизон-
тальной плоскости.
Механизм для изменения толщины выходящей ракушки 4 поз-
воляет регулировать ее путем изменения положения подвижной ци-
линдрической втулки по отношению к конусу, вращающемуся с ва-
лом. Маслосборное устройство 5 имеет сливной лист и сборник ,
масла.
Технические параметры работы пресса МП-68 приведены ниже. •’
Производительность по семенам,
т/сут
подсолнечника при масличности
жмыха до 18%................. 60
хлопчатника при масличности жмы-
ха 12—14% .................... 62—70
212
Продолжение
Зазоры между зеерными пластинами
(по ступеням), мм
I II III IV
при переработке семян подсолнеч-
ника ............................. 1,5	1,0 0,75 0,45
при переработке семян хлопчатника 1,0 0,75 0,45 0,45
Частота вращения шнекового вала,
об/мнн............................ 18; 24; 37
Толщина жмыха, мм................. 5—16
Для предварительного прессования и работы в режиме одно-
кратного окончательного прессования используется пресс ЕТП-20
(рис. 7-12). Пресс оснащен вертикальным шнековым питателем 1.
На шнековом валу 2 для форпрессования набирается семь витков,
а для режима однократного окончательного прессования — восемь
с уменьшенным шагом и увеличенным диаметром ступиц.
Пресс оборудован системой 5 для подогрева и охлаждения ва-
ла. При пуске пресса вал пресса подогревается паром, а при посто-
янной работе может охлаждаться водой. Пар и вода подаются в
центральный канал, проходящий через весь вал по его осевой ли-
нии. Толщина жмыха изменяется с помощью конусного устройст-
ва 4.
Зеер 3, разъемный по горизонтали, по длине образует пять сту-
пеней, вторая — пятая ступени зеера имеют одинаковые внутренние
диаметры.
Технические параметры работы пресса ЕТП-20 в режиме фор-
прессования при переработке семян хлопчатника приведены ниже.
Производительность по семенам, т/сут, при мас-
личности жмыха 12—14%......................... 70—80
Зазоры между зеерными пластинами (по ступе-
ням), мм
I II	III	IV V
1,35 0,7 0,5	0,25	0,15
Частота вращения шнекового вала, об/мнн . . .	25; 28; 32
При переводе пресса на режим однократного окончательного
прессования производится некоторая перестановка деталей.
В режиме однократного окончательного прессования при пере-
работке семян хлопчатника I—III сортов производительность прес-
са составляет 30 т/сут при масличности жмыха до 7%.
Для предварительного отжима масла из мезги масличных се-
мян в технологической схеме форпрессование — экстракция приме-
няется шнековый пресс ХСП-18 (рис. 7-13).
Питатель пресса 1 выполнен в виде вертикального шнека с пе-
ременным шагом, уменьшающимся по направлению движения ма-
териала. В нижней части питатель имеет односекционный зеер 2.
Шнековый вал 3 состоит из стальной оси и втулки, на которые
надеты шнековые витки с промежуточными коническими кольцами.
213
Рис. 7-12. Пресс ЕТП-20
Основная часть шнекового вала имеет пять витков и делает 50—
100 об/мин, форпрессовая — три и вращается с частотой 40—
70 об/мин. Вал имеет внутренний канал для воды и пара, благода-
ря чему основная часть вала прогревается при пуске и охлаждает-
ся при постоянной работе.
Пресс снабжен двумя зеерными цилиндрами 4. Все семь сек-
ций пресса имеют одинаковый внутренний диаметр. Зеерный ци-
линдр разъемный по вертикали. Толщина жмыха изменяется с
помощью конусного устройства 6.
Пресс оборудован системой грубой очистки масла, которая
представляет собой две параллельно работающие механические
гущеловушки 7 для удаления зеерной осыпи. Предусмотрена систе-
ма смыва зеерной осыпи с поверхности зеерного цилиндра и его ох-
лаждения частью масла, откачиваемого из гущеловушки. Масло
подается в теплообменник, охлаждаемый водой, и далее в перфори-
рованные трубки 5, расположенные вдоль пресса над зеерными ци-
линдрами.
Технические параметры работы пресса ХСП-18 приведены ниже.
Производительность в режиме форпрессования по семенам
подсолнечника при масличности жмыха не выше 18%, т/сут 180
Зазоры, установленные между зеерными пластинами по сек-
циям, мм
I	II	III	IV	V	VI	VII
1,5	1,25	1,0	0,75	0,45	0,25	0,15
Зазоры между колосниками в зеере питателя, мм.......1,5
Толщина жмыха, мм, не более......................... 12
Для предварительного отжима масла из мезги и формирования
гранулированной структуры жмыха в технологической схеме фор-
214	I
Мезга.
Рис. 7-13. Пресс ХСП-18
Рис. 7-14. Пресс-гранулятор Г-24
прессование — экстракция применяют пресс-гранулятор Г-24
(рис. 7-14), на котором в процессе прессования вырабатываются
калиброванные гранулы заданной формы и размеров в зависимости
от конфигурации и величины отверстий в матрице-фильтре. Созда-
ется однородная внешняя структура жмыха, значительно улучшаю-
щая экстракцию масла и отгонку растворителя из проэкстрагнро-
ванного материала.
Пресс-гранулятор вместо конусного устройства, регулирующего
толщину жмыха, снабжен специальным узлом для формования
жмыха в виде гранул. Для этой цели служат съемные матрицы-
фильеры 4 с отверстиями различной формы, размера и суммарного
сечения (77,3—114 см2) и ножом 5 для резки гранул.
Пресс создан на основе пресса ФП. Шнековый вал 2 пресса-
гранулятора в отличие от шнековогп вяля пресса~ФП "имеет два
дополнительных витка, из которых один трехходовой — разгрузоч-
ный, подающий мезгу на матрицу.
Зеер 3 пресса выполнен разъемным по вертикали для облегче-
ния выхода зеерной осыпи. На валу питателя 1 пресса-гранулятора
установлен подпрессовывающий виток. Частоту вращения вала
питателя nTOJkho менять от 40 до 130 об/мин с помощью вариа-
тора.
Конструкция шнекового вала и узла гранулирования жмыха
обеспечивает повышение давления в прессе-грануляторе, что поло-
жительно влияет на степень отжима масла и увеличивает произво-
дительность пресса.
Технические параметры работы пресса-гранулятора Г-24 при-
ведены ниже.
216
Производительность по семенам хлоп-				
чатника при масличности жмыха не выше 11%, т/сут	 Зазоры между зеерными пластинами	I	ЮС II	1 III	IV
по секциям, мм при переработке семян хлопчатника	1,25	0,75	0,45	0,35
прн переработке семян подсолнеч- ника 		1,8	0,45	0,25	0,15
Число витков шнекового вала ...	10
Частота вращения шнекового вала,
об/мин..................................... 18;	24; 48
Диаметр отверстий, мм.............. 6,5—7
Для окончательного отжима масла из жмыхов в схеме двукрат-
ного прессования на прессовых заводах применяют экспеллер ЕП,
который может использоваться также в схеме однократного прес-
сования (см. рис. 6-6).
Питатель пресса 5 выполнен в виде лопастного подпрессовыва-
теля, укрепленного на нижнем конце вертикального вала. Шнеко-
вый вал 9 укомплектовывается семью шнековыми витками, проме-
жуточными кольцами и конусным механизмом 13 для регулирова-
ния толщины ракушки. Вал выполнен пустотелым, внутри него
имеется канал для пара и воды.
Таблица 7-3
Показатель	Семена подсолнечника	Семена хлопчатника
Форпрессование
	Прессы ФП	Прессы МП-68	Прессы ФП	Прессы МП-68
Производительность пресса, т/сут	45	60	-	35—45	62—70
Зазоры между зеерными пластина- ми по секциям, мм 1-я	1,2	1,5	1,0	1,0
2-я	0,75	1,0	0,75	0,75
3-я	0,50	0,75	0,45	0,45
4-я	0,50	0,45	0,45	0,45
Частота вращения шнекового вала,	25	24	25	24
об/мин Толщина жмыховой ракушки, мм	8-9	8—9	10—12	9—12
Масличность жмыха при фактиче-	18	18	13—16	12—14
ской влажности ие выше, %
Окончательное прессование на прессах ЕП
Производительность пресса, т/сут Зазоры между зеерными пластинами	18	15
по секциям, мм		
1-я	0,8—1,0	0,75
2-я	0,5-0,7	0,35
3-я	0,25	0,25
4-я	0,15	0,15
Частота вращения шнекового вала, Об/мин	5,0—5,5	5,0—5,5
Толщина жмыховой ракушки, мм	5—7	5—7
Масличность жмыха при фактичес- кой влажности не выше, %	6,0	6,0
217
Зеерный цилиндр 10 состоит из двух одинаковых половин с разъе-
мом по горизонтальной плоскости. Зеер имеет по длине четыре сту-
пени. По плоскостям разъема полуцилиндров укладываются фигур-
ные ножи 11. Маслосборное устройство 12 состоит из наклонного
листа и сборной коробки с сеткой. Сборная коробка имеет патрубок
для отвода масла.
Для случая переработки семян подсолнечника и хлопчатника
основная технологическая характеристика и технические данные
пресса ЕП приводятся в табл. 7-3.
Типовая технологическая схема переработки масличных семян однократным
прессованием. По схеме однократного прессования (рис. 7-15) могут перерабаты-
ваться семена хлопчатника, подсолнечника, льна, горчицы, тунга. В этой схеме
в основном применяются экспеллеры МП-21, ЕП.
Мятка, полученная при измельчении семян или ядра, проходит через сотряса-
тельное сито 1 и электромагнитный сепаратор 2. Затем мятка поступает в пропа-
рочно-увлажнительный шнек (инактиватор) 3, где нагревается и увлажняется на-
сыщенным паром и конденсатом. В случае переработки семян хлопчатника
мятку подвергают далее обработке в самопропаривающихся слоях групповой чан-
ной жаровни 4. Мезгу, подготовленную в чанных жаровнях, норией 6 подают в
распределительный шнек 8. Дальнейшая тепловая обработка мезги осуществляет-
ся в жаровнях прессов 9. Для других масличных культур групповая чанная жа-
ровня не устанавливается, и после инактиватора 3 мятку непосредственно на-
правляют в жаровни прессов 9.
Масло, отжатое в прессах 9, сборным шнеком 11 транспортируется на первич-
ную 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 вив смеси со све-
жим материалом направляют на повторную переработку. Часть отстоявшегося в
процессе первичной очистки масла насосом 13 подается в холодильник 7 н ис-
пользуется для охлаждения зееров прессов.
При однократном прессовании жмых и масло из высокосортных семян под-
Рис. 7-15. Типовая схема переработки масличных семян однократным прессованием
Рис. 7-16. Типовая схема переработки масличных семяи двукратным прессованием
218
солнечника и семян хлопчатника I сорта должны иметь показатели, определяемые
соответствующим стандартом и ТУ.
Типовая технологическая схема переработки масличных семяи двукратным
прессованием. По схеме двукратного прессования может перерабатываться любое
масличное сырье, кроме отходов кориандра.
Мятка (рис. 7-16), пройдя электромагнитный сепаратор с сотрясательным
ситом 1, поступает в инактиватор 2, где нагревается и увлажняется адсыщенным
паром, конденсатом, водой или пароводяной смесью. Дальнейшую тепловую обра-
ботку мятки проводят в самопропаривающихся слоях в чанной жаровне 3.
Подготовленная мезга поступает в форпрессы 4. Масло, отжатое в форпрес-
сах, сборным шнеком 6 направляют в механическую гущеловушку 8 и далее на
последующую первичную очистку. Зеерную осыпь и фильтрпрессовый шлам пода-
ют шнеком 15 и норией 7 в первый чан жаровни 3 для вторичной переработки.
Форпрессовый жмых грубо измельчается резаком, установленным на валу пресса,
и в лом а льном шнеке 5, затем норией 9 передается в электромагнитный сепаратор
10. Последующее измельчение осуществляют в молотковой или дисковой дробил-
ке 11 и на пятивальцовом станке 12.
Измельченный форпрессовый жмых (жмыховая мятка) шнеком 14, норией 13
и распределительным шнеком 16 подается в жаровню прессов окончательного
прессования 17. На схеме изображены форпрессы ФП и экспеллеры ЕП. Экспел-
лерное масло сборным шнеком 19 направляют в механическую гущеловушку 20
и затем на последующую первичную очистку вместе с форпрессовым маслом.
Экспеллерный жмых шнеком 18 подают па дробление, увлажнение, охлажде-
ние и взвешивание, после чего он транспортируется в склад жмыха.
В табл. 7-3 приведены технологические режимы двукратного прессования для
семян подсолнечника и хлопчатника с применением прессов ФП, МП-68 и ЕП.
Часть IV
ПОЛУЧЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ МЕТОДОМ
ЭКСТРАКЦИИ
ГЛАВА 8. РАСТВОРИТЕЛИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Растворители, применяемые для извлечения растительных масел
методом экстракции, должны удовлетворять требованиям, предъяв-
ляемым к ним техникой и технологией экстракционного процесса.
В общем виде эти требования определяются стремлением получить
наибольшие выходы масла при экстракции, обеспечить наилучшие
качественные показатели готовой продукции — масла и шрота, из-
бежать вредного воздействия растворителя на организм человека и
обеспечить безопасность работы с ними. В связи с этим промыш-
ленный растворитель должен обладать следующими качест-
вами:
1)	хорошо и быстро растворять масло (смешиваться с ним во.
всех отношениях) и не растворять сопутствующих ему веществ, а
также других компонентов экстрагируемого материала;
2)	быть химически однородным веществом с постоянной и невы-
сокой температурой кипения, низкой теплоемкостью и невысокой
скрытой теплотой испарения;
3)	не менять своего химического состава и свойств при хране-
нии и на различных стадиях экстракционного производства;
4)	не смешиваться с водой и не давать с ней азеотропных сме-
сей с постоянной температурой кипения;
5)	удаляться полностью и при возможно более низких темпера-
турах из масла и шрота, не придавать им постороннего запаха и
вкуса и не образовывать вредных для живых организмов про-
дуктов;
6)	не действовать разрушающе на аппаратуру ни в чистом виде,
ни в смеси с водой и водяными парами;
7)	не быть вредным для здоровья обслуживающего персонала ни
в жидком состоянии, ни в виде паров, ни в смеси с водяными па-
рами;
8)	быть пожаро- и взрывобезопасным;
9)	быть доступным для применения в больших промышленных
масштабах, т. е. дешевым и недефицитным.
Растворитель, полностью удовлетворяющий всем перечислен-
ным требованиям, можно было бы охарактеризовать как идеаль-
ный. Однако такого растворителя до сих пор не существует, и все
используемые в промышленности растворители удовлетворяют
только некоторым из перечисленных требований. Поэтому при вы-
221
боре промышленного растворителя сравнивают его свойства со
свойствами идеального и стремятся к тому, чтобы отклонения были
наименьшими.
§ 2.	РАСТВОРИМОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ В ОРГАНИЧЕСКИХ
РАСТВОРИТЕЛЯХ И ПРИРОДА РАСТВОРОВ
Данные, относящиеся к растворимости жидкостей в жидкостях,
дают основание считать, что чем) ближе по величине) силы взаимо-
действия молекул в двух жидкостях, тем легче они смешиваются
друг с другом, т. е. тем больше их взаимная растворимость, и нао-
борот. В качестве приближенной характеристики, отражающей си-
лу молекулярного взаимодействия, можно принять диэлектриче-
скую проницаемость, которая в известной мере характеризует по-
лярность молекул.
Растительные масла относятся к жидкостям с очень небольшой
полярностью. Для большинства масел диэлектрическая проницае-
мость при обыкновенной температуре находится в пределах 3,0—
3,2. Исключение составляет касторовое масло, диэлектрическая
проницаемость которого равна 4,6—4,7, что объясняется присутст-
вием большого количества в его триглицеридах остатков рицино-
левой кислоты, содержащей полярные гидроксильные группы.
Поэтому почти все растительные масла должны хорошо раст-
воряться (смешиваться во всех отношениях) й неполярных гидро-
фобных растворителях с диэлектрической проницаемостью, доста-
точно близкой к диэлектрической проницаемости масел. Так, рас-
тительные масла смешиваются в любых отношениях с гексаном,
бензином, бензолом, дихлорэтаном и другими органическими раст-
ворителями. Растворимость в алифатических углеводородах (бен-
зине, гексане и др.) обусловлена силами межмолекулярного притя-
жения Ван-дер-Ваальса между углеводородными радикалами жир-
ных кислот и молекулами углеводородов.
По мере увеличения разницы значений диэлектрических прони-
цаемостей растворителя и масел их взаимная растворимость ухуд-
шается. Ацетон (безводный) занимает в этом ряду крайнее поло-
жение (е=21,5 при 20°С). Он смешивается с маслами в любых со-
отношениях, хотя уже может смешиваться и с водой.
Этиловый, метиловый и изопропиловый спирты при комнатной
температуре смешиваются с маслами только в ограниченных отно-
шениях, при нагревании растворимость повышается.
Растворимость жиров в спиртах обусловливается образованием
водородных связей гидроксила спиртов с карбоксилом кислот и
силами межмолекулярного притяжения между углеводородными
радикалами кислот и спиртов. Вследствие действия этих сил раст-
воримость в спиртах повышается при увеличении молекулярной мас-
сы последних, а следовательно, и действующих сил межмолекуляр-
ного притяжения.
При добавлении в этанол или ацетон больших количеств воды
растворимость в них масел резко снижается. Это свойство раство-
222
Растительные масла (кроне кастороВого)
диэлектрическаяQ ./ W 20	,	30	50
проницаемость
при 16-25 6
Трихлорэтилен
бензол
'Гексан, бензин
Метанол
Этанол.
Изопропанол
Дихлорэтан
60
70 fig
Вода
СнешиВается
Во Всех
Растворимость отношениях
масла В | « и Н-
мзстВорителе
, при 20°С
Ограниченная
растворимость растворимость
Воды В раст6о-° ж—ку-
рителе при 20°С
Ограниченная растворимость
Смешивается Во Всех отношениях
) ис. 8-1. Растворимость растительных масел и воды в растворителях
р зависимости от их полярности
рителя используется в производстве растительных масел, например,
в схемах двухступенчатой экстракции масла из хлопковых семян.
Растворимость масел в воде ничтожно мала, так как диэлектри-
ческая проницаемость воды равна 81.
Зависимость между полярностью растворителей и раствори-
мостью в них масел (кроме касторового), а также растворимостью
в них воды иллюстрируется схемой на рис. 8-1.
От большинства масел по растворимости отличается касторовое
масло. При комнатной температуре оно плохо растворимо в бензи-
не, гексане, его растворимость в них увеличивается и достигается
полное смешение в любых соотношениях лишь при нагревании, что
создает возможность промышленной экстракции касторового масла
Горячим растворителем. При комнатной температуре касторовое
масло хорошо растворяется в абсолютном этаноле и метаноле, что
обусловливается образованием водородных связей гидроксила спир-
тов с гидроксилом и карбоксилом рицинолевой кислоты и силами,
межмолекулярного притяжения.
Растворимость воды в растворителях имеет практическое значе-
ние ввиду частого соприкосновения растворителя с водой в ходе
вспомогательных технологических операций. Растворимость раство-
рителей в воде отличается от растворимости воды в них. Несмотря
на ничтожную растворимость экстракционного бензина и гексана в
воде, содержание их в сточных водах может значительно превы-
шать эти значения из-за их эмульгирования.
" Представляет интерес вопрос: какова природа растворов масел
в органических растворителях, являются ли они молекулярными или
коллоидными? При этом следует иметь в виду, что в процессе эк-
страгирования из масличного сырья извлекаются не только тригли-
цериды (собственно жир), но и вещества, сопутствующие им.
Относительная молекулярная масса триглицеридов наиболее
Распространенных Maceji (подсолнечника, хлопчатника, льна, сои
и Др.) 863—938. Форма молекул триглицеридов по большинству
Данных представляется вытянутой, так что один из жирнокислот-
223
< радикалов обращен в одну сторону, два других — в другую.
1#едовательно, молекулы триглицеридов имеют значительные раз-
однако они меньше размеров, характерных для коллоидных
и сами по себе не могут явиться причиной возникновения
ч^доидных свойств.
растворы масел в органических растворителях не обнаружива-
сройств, характерных для коллоидных растворов: нет той легкой
{О^(еняемости агрегативной устойчивости (например, коагуляции),
113^0рая отличает коллоидные системы от истинных растворов,
^[(цственным свойством, обнаруженным при изучении растворов
которое могло бы "относиться к показателям коллоидного
Маяния, является структурная вязкость. При визкозиметрических
Следованиях растворов рафинированных льняного и подсолнеч-
$с 0 масел в бензоле и ацетоне при 12° С и некоторых давлениях
flO1 друживается структура, хотя и подвижная и легко нарушаемая,
отражающаяся на физических свойствах раствора и вызывающая
ii° донения от закона Гагена — Пуазейля о прямолинейной зависи-
о^п между давлением и скоростью истечения.
Причина структурной вязкости может быть и следствием при-
<ствия коллоидно-растворенных веществ, сопутствующих жирам.
су дто структурная вязкость обнаруживается лишь при понижении
Т^дературы, объясняется изменением состояния в масле высоко-
^дрких триглицеридов и других веществ. Так, для подсолнечного
П^да характерна большая структурная вязкость по сравнению с
Мерным вследствие большего содержания в нем насыщенных жир-
Д кислот.
Ч^Для суждения о природе растворов может быть использована
едичина коэффициента диффузии растворенного вещества в раст-
Д ригеле. Например, коэффициенты молекулярной диффузии важ-
B^ljpnx растительных масел в экстракционном бензине при 20° С
Де^1Ы 0,59-Ю~5—0,72-10~5 см3/с (В. В. Белобородов, 1956), тогда
Л коэффициент диффузии для коллоидных растворов обычно го-
ниже.
P^’fjce изложенное позволяет рассматривать растворы собственно
сда (триглицеридов) в растворителях как близкие к молекуляр-
^,0. При смешении масел с органическими растворителями на-
1 додаются следующие явления по сравнению с рассчитанным по
б^рилу смешения: увеличение объема (уменьшение плотности)
Провора; уменьшение вязкости раствора; увеличение давления па-
р3^ над раствором (рис. 8-2).
р° литературе встречаются указания о некотором положитель-
тепловом эффекте при смешивании соевого масла с одними
Н^ворителями (увеличение температуры при смешивании одина-
Р^ц1Х навесок масла и растворителя на 0,25—3,01° С) и отрица-
К^ном с другими (понижение на 0,67—3,00°С). Однако эти дан-
те е о тепловом эффекте не увязываются с другими характеристи-
чен этих растворителей и не выявлена причина различия в знаках
кодового эффекта.
тС Наличие описанных явлений прн смешивании масла и раствори-
224
Рис. 8-2. Зависимость давления (р)
паров растворителя над. мисцеллой
(подсолнечное масло — легкокипящий
экстракционный бензин) от ее кон-
центрации при температуре 70 “С:
— — — по закону Рауля;------по экспе-
риментальным данным
Рис. 8-3. Зависимость коэффициента
активности мисцеллы от ее состава:
1 — хлопковое масло — технический гексан
(при 93,2°C); 2 — подсолнечное масло —
легкокипящий бензин
теля указывает на то, что взаимодействие между их молекулами
отличается от взаимодействия между молекулами самого масла и
между молекулами самого растворителя. Все это показывает, что
растворы масла в органических растворителях несколько отлича-
ются по своим свойствам от идеальных растворов и не могут в
точности подчиняться закону Рауля.
ф. Вещества, сопутствующие жирам и перешедшие при экстракции
в мисцеллу, оказывают на ее свойства существенное влияние, так
как они могут находиться в масле в виде коллоидных частиц. Та-
ким образом, молекулярный раствор масла и растворителя, опреде-
ляющий некоторые свойства мисцеллы, является дисперсионной
средой для коллоидных частиц извлеченных сопутствующих ве-
ществ.
Так, известно, что мисцеллы определенной концентрации могут
гидратироваться с отделением фосфатидной эмульсии, что связы-
вается с коллоидным состоянием фосфорсодержащих веществ в
мисцеллах. Образование пены при дистилляции мисцеллы связано
с наличием в нем поверхностно-активных веществ, стабилизирую-
щих пену. Возможно, что и эти вещества находятся в мисцелле в
виде коллоидных частиц.
В той или иной форме отклонения свойств мисцеллы от закона
Рауля фиксировались многими исследователями, особенно они
значительны для мисцелл высоких концентраций. Эти отклонения
зависят от вида растворителя, температуры и характеризуются ко-
эффициентом активности, представляющим собой отношение ак-
тивности компонента к его мольной доле. Для идеальных раство-
ров коэффициент активности равен единице.
15—857	225
На рис. 8-3 приведена зависимость коэффициента активности
хлопковой и подсолнечной мисцеллы от ее состава. Обе кривые од-
нотипны и по мере увеличения содержания растворителя, т. е.
уменьшения концентрации мисцеллы, приближаются к единице.
Характер кривых показывает, что растворы растительных масел в
органических растворителях, в частности в бензине и гексане, зна-
чительно отклоняются от свойств идеальных растворов. Лишь в
очень разбавленном виде мисцеллы приближаются по свойствам к
идеальным растворам. Доказательством этого являются также рас-
хождения между показателями преломления, вязкости и поверх-
ностного натяжения, определенными экспериментально и рассчи-
танными по закону аддитивности/
§ 3. ПРОМЫШЛЕННЫЕ РАСТВОРИТЕЛИ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЕЛ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА
Растворители классифицируют по наиболее характерным физи-
ческим и химическим свойствам: по величине их полярности, вяз-
кости, температуре кипения.
По полярности растворители подразделяются на низкополярные
(е=9ч-12), среднеполярные (е=12ч-50) и высокополярные (е>
>50).
По величинам вязкости различают низковязкие растворители
(т]<2-10-3 Па-с), растворители, характеризующиеся средней ве-
личиной вязкости [т) = (2-4-10) 10-3 Па-с] и высоковязкие (ц>
>10-IO3).
По температуре кипения (при 0,1 МПа) растворители делятся
на низкокипящие (<100°С), среднекипящие (100—150°С) и высо-
кокипящие (>150°С).
Растворители растительных масел, имеющие промышленное при-
менение, являются веществами нпзковязкими, низкокипящими, низ-
кополярными и среднеполярными. Их также разделяют на два ти-
па: технически чистые растворители и смеси технически чистых
растворителей друг с другом и с водой.
Наиболее распространенным' является первый тип растворите-
лей, который представлен следующими группами химических соеди-
нений: алифатические углеводороды, хлорпроизводные алифати-
ческих углеводородов, ароматические углеводороды и алифати-
ческие кетоны, причем преимущественное распространение получи-
ли вещества, относящиеся к первым двум из перечисленных групп.
Второй тип растворителей можно условно разделить на две
•группы: смеси органических растворителей различной химической
природы друг с другом и смеси органических растворителей с во-
дой.
Классификация эта оправдывается тем, что в большинстве слу-
чаев растворы одних и тех же соединений в растворителях -одного
типа проявляют весьма сходные свойства.
Второй тип растворителей в настоящее время промышленного
применения не имеет, хотя и представляет определенный интерес,
226
так как, подбирая смеси растворителей (бензин с этанолом, техни-
ческий гексан с этанолом) или используя водный этанол, водный
ацетон, можно селективно проводить процесс экстракции.
В практике экстракции растительных масел в СССР и за рубе-
жом наибольшее распространение получили алифатические углево-
дороды. Основными представителями их являются экстракционные
бензины, которые состоят из более или менее близких по химиче-
ской природе соединений (нормальных углеводородов) и небольшо-
го количества других веществ.
Перспективными являются смеси бутан-пропан, которые при
нормальных условиях газообразны. Это связано с тем, что при при-
менении их для экстракции растительных масел в сжиженном
виде (при обычной температуре под избыточным давлением) они
легко отгоняются из масла и шрота при низкой температуре, что
даст возможность снизить расход тепла и улучшить качественные
показатели этих продуктов. Целесообразность применения сжижен-
ных растворителей изучается.
Из хлорпроизводных алифатических углеводородов в СССР на-
ходил промышленное применение технический дихлорэтан, а в
США использовался трихлорэтилен.
Из ароматических углеводородов в КНР применяется техничес-
кий бензол, а из алифатических кетонов в последнее время реко-
мендуется ацетон для экстракции масла из семян хлопчатника.
Алифатические углеводороды. Экстракционные бен-.-
зины находят широкое применение, которое обусловливается срав-
нительной дешевизной* нейтральностью по отношению к материа-
лам аппаратуры и хорошей растворяющей способностью по отно-
шению к маслу.
Применяемые в маслоэкстракционном производстве бензины яв-
ляются продуктами крекинга нефти. В СССР ранее использовался
бензин (ГОСТ 462—51 и МРТУ 12Н № 124—64) с интервалом тем-
ператур кипения 70—95° С и легкокипящий бензин (МРТУ 12Н
№ 20—63) — соответственно 70—85° С. В последнее время исполь-
зуют бензины по ТУ 101303—72 марок А и Б, которые существен-
но отличаются друг от друга (табл. 8-1).
Все сорта экстракционных бензинов, применявшихся и применя-
емых в настоящее время в СССР, представляют собой сложные сме-
си большого количества углеводородов, главным образом нормаль-
ных парафинов и изопарафинов ряда СпН2п+2, циклических
углеводородов (циклопарафины) с общей формулой СпН2п и не-
большого количества ароматических углеводородов СпН2п_^ (бен-
зол и его гомологи). Отмечается наличие в бензинах очень неболь--'
шого количества непредельных углеводородов (0,007—0,15%).
Экстракционный бензин марки А, выкипающий в пределах 63—
'5°С, имеет следующий углеводородный состав (в %): н-гексан
^4,39, н-пентан 0,23, бутан 0,13, изопентан 0,19, 3-метилпентан
^0,02, 2,3-метилбутан и 2-метилпентан 11,59, метилциклопентан 9,00,
бензол 0,50.
Характерной особенностью этого бензина является преимущест-
15*
227
Таблица 8-1
Показатель	гост 462—51	МРТУ 12Н №124-64	ТУ38 101303—72	
			Бензин марки А	Бензин марки Б
Плотность при 20° С, кг/м3, не более Фракционный состав	725	715	685	715
температура начала перегонки, °C, не ниже	70	70	63	70
температура перегонки не менее 98%, °C	95	95	75	•85
остаток-в колбе, %, не более	1,0	1,0	1,0	1,0
Содержание ароматических углеводо- родов, %, не более	4,0	3,0	0,5	3,0
Содержание серы, %, не более	0,025	0,01	0,001	0,01
Содержание водорастворимых кислот и щелочей, механических-примесей и воды		Отсутствуют		
Температура вспышки, °C	—28,6	—	—37,0	—28,0
Температура самовоспламенения, °C Пределы взрываемости (при комнат- ной температуре и 0,1 МПа) нижний:	26Ь		270	268
% но объему	1,1	—	1,33	1,1
мг/л верхний:	40,0	—	47,0	40,7
% по объему	5,3	—	8,5	6,3
мг/л	197,0	—	300,6	233,1
венное содержание низкокипящих предельных углеводородов и
значительно сниженное содержание ароматических углеводородов
(не более 0,5%) по сравнению с другими экстракционными бензи-
нами. Это продиктовано тем, что при наличии ароматических угле-
водородов в растворителях повышается растворимость в них кра-
сящих и воскоподобных веществ, ухудшающих качество масла и
вызывающих повышенные его потери при рафинации.
Вследствие наличия в бензинах ароматических и непредельных
углеводородов диэлектрическая проницаемость их несколько выше,
чем у предельных углеводородов, и принимается обычно равной
двум. Таким образом, бензины являются типичными неполярными
растворителями, хорошо растворяющими растительные масла
(в—3,04-3,2) и, с другой стороны, ничтожно мало растворимыми
в воде. По имеющимся данным, растворимость в воде различных
экстракционных бензинов при 20—25° С колеблется от 0,0007 до
*0,0015 мае. %.
Недостатком применявшихся ранее бензинов, а также бензина
марки Б является неоднородность их химического состава, завися-
щая от месторождения нефти, из которой они получены. В связи с
этим они имеют сравнительно высокую начальную температуру ки-
пения и большой интервал температур выкипания (70—95 и 70—
85°С). Это требует повышенной температуры при отгонке бензина
из мисцеллы и шрота, что приводит к некоторому ухудшению их
228
качественных показателей (повышенная денатурация белков шро-
та изменение кислотного числа и цветности масла). Этот недоста-
ток в значительной мере устраняется при использовании бензина
марки А, так как начальная температура его кипения значительно
ниже (63° С вместр 70° С) и основное его количество (98%) отгоня-
ется до температуры 75° С. Благодаря этому снижается тепловое
воздействие на мисцеллу и шрот при отгонке растворителя, а сле-
довательно, улучшаются качественные показатели готовых про-
дуктов.
В связи с переходом на бензин марки А возникает ряд затрудне-
ний, связанных с работой системы рекуперации растворителя. Три-
глицериды твердых жирных кислот растворяются в бензинах труд-
нее, чем жидких, оксикислоты и продукты окисления не растворя-
ются. При экстрагировании бензином получающиеся масла содер-
жат меньше сопутствующих веществ (фосфорсодержащих, крася-
щих и др.) ввиду их плохой растворимости в низкополярных раст-
ворителях.
Фракционный состав бензинов при их многократном испбльзова-
нии не остается неизменным. Вначале увеличивается доля легко-
кипящих фракций, а по истечении определенного промежутка вре-
мени фракционный состав стабилизируется. Это объясняется
большими потерями тяжелых фракций со шротом и маслом, чем
легких с воздухом через неплотности и дефлегмационные системы.
Наличие непредельных углеводородов и бензола в бензинах не-
желательно. Бензол повышает растворимость красящих веществ,
восков и прочих соединений, ухудшая качество масел. Непредель-
ные углеводороды, по некоторым литературным данным, при усло-
виях производственной экстракции могут давать продукты конден-
сации или полимеризации, плохо удаляемые из шрота и масла.
Главный недостаток бензина — его легкая воспламеняемость и
способность образовывать с воздухом взрывчатые смеси. Воспла-
менение может произойти при температуре 260—270° С от искры
или нагретого до такой температуры предмета, например от сопри-
косновения с неизолированным паропроводом. Именно это ограни-
чивает температуру перегрева технологического пара, используемо-
го при экстракции, которая должна быть не выше 220° С. При до-
стижении концентрации паров бензина в воздухе от 47,0 до 300 мг/л
Для марки А и от 40,7 до 233 мг/л для марки Б такая смесь явля-
ется взрывоопасной. Пары бензина тяжелее воздуха в 2,7 раза и рас-
полагаются внизу, скапливаясь в ямах, каналах для труб, приямках
Для норий, шнеков и т. д., что требует постоянной вентиляции мест
с минусовыми отметками.
•	Бензин оказывает токсическое действие на организм человека,
поражая главным образом нервную систему. Продолжительное
вдыхание паров бензина вызывает головокружение, головную боль
вплоть до потери сознания. Более тяжелые фракции бензина дей-
ствуют сильнее, чем легкие. Присутствие в бензине ароматических
Углеводородов (бензола, толуола) усиливает его токсичность. От-
равлению легче подвергаются в теплое время года, чем в холодное.
229
Острые несистематические отравления быстро и бесследно прохо-
дят гГри выходе пострадавшего на свежий воздух или при вдыхании
кислорода.
По действующим в СССР нормам законодательства по охране
труда содержание паров бензина в рабочих помещениях не должно
превышать 0,3 мг на 1 л воздуха. Для обеспечения этих норм в
экстракционных цехах устанавливается усиленная приточно-вытяж-
ная вентиляция. Особенно интенсивно аспирируются путем устрой-
ства местных отсосов места, где возможно большое выделение и
скопление паров бензина.
В случае воспламенения бензина в качестве местных средств для
локализации небольших очагов воспламенения используется насы-
щенный пар из автоматической системы пожаротушения. Для ту-
шения загоревшегося бензина используют также пенотушители или
песок.
Дихлорэтан CH2CI—CH2CI — бесцветная жидкость с запахом, напоми-
нающим хлороформ; стоит на границе между воспламеняемыми и невоспламеняе-
мыми органическими жидкостями; зажигается с трудом, горит коптящим пламенем
И легко тушится водой. При интенсивном горении дихлорэтана тушение водой
может вызвать взрыв вследствие образования при высокой температуре водяного
газа (СО+Н2).
•	В воде растворим незначительно (0,150% по массе при температуре 20°С).
В чистом виде дихлорэтан корродирует незначительно. Усиление корродиру-
ющего действия наблюдается в результате его гидролиза в присутствии влаги с
выделением хлорводорода.
Дихлорэтан, применявшийся в 50-е годы у нас в стране как промышленный
растворитель, в настоящее время не используется из-за сильного токсического
действия на человеческий организм. Содержание паров дихлорэтана в воздухе
рабочих помещений не должно превышать 0,05 мг на 1 л.
Пары дихлорэтана тяжелее воздуха в 3,5 раза, поэтому при использовании
его в качестве растворителя необходима особенно усиленная приточно-вытяжная
вентиляция.
Четыреххлористый углерод СС14 представляет собой бесцветную,
нейтральную, легколетучую жидкость, острую на вкус. Хорошо растворяет не
только жиры, но и вещества, сопутствующие жирам. В воде растворяется незна;
чительно (0,08% по массе). С бензином, бензолом^ ацетоном четыреххлористый
углерод смешивается во всех соотношениях. Трудновоспламеним, при нормальных
условиях пары не взрываются при любых концентрациях его в воздухе. Раствори-
тель неустойчив к повышенным температурам и давлениям и в присутствии воды
разлагается на диоксид углерода и хлорводород.
Пары четыреххлористого углерода в больших концентрациях обладают нарко-
тическим действием и вызывают слабое раздражение слизистых оболочек носа,
горла, легких.
Трихлорэтилен СНС1=СС12 представляет собой жидкость с запахом,
напоминающим хлороформ. Вопрос о целесообразности использования его при по-
лучении пищевых и кормовых продуктов пока не выяснен. Он очень нестоек при
хранении: под действием света и влаги окисляется с образованием ядови-
тых продуктов — фосгена и диоксида углерода, под действием прямых сол-
нечных лучей от него отщепляется хлорводород. Трихлорэтилен очень токси-
чен, невоспламеним.
В процессе рекуперации трихлорэтилена из пароводяной смеси вода сильно
эмульгируется в нем, а разрушение эмульсии возможно только при добавлении
кальцинированной соды, что усложняет его использование. Если же применять
оборотный трихлорэтилен без обработки содой, то водная эмульсия будет увлаж-
нять экстрагируемый материал, вызывая слеживание его и повышение маслично-
сти шрота.
230
ъ -

_1
Таблица 8-2
Показатель	Дихлорэтан	Четыреххло- ристый угле- род	Трихлорэти- лен
, шичсская формула	СН2С1 СН2С1	СС14	СНС1—СС12 сл'ипгнтельиая молекулярная масса	98,966	153,838	131,399 Температура кипения при 0,1 МПа,	83,5	76,75	87,19 Плотность при 15°С, кг/мз	1260,0	1603,7	1476,2 Диэлектрическая проницаемость	10,36 (25°С) 2,238 (20 СС) 3,42 (~16°С) Температура вспышки, °C	14,4; 9^,1;	—	— Пределы взрываемости (при комнат-	» ной температуре и 0,1 МПа): нижний: % но объему	5,2	Не взрыва-	— мг/л	256	ется верхний: % по объему	15,9	Тоже	— мг/л	680			
Общим для растворителей группы хлорпроизводных алифатических углево-
дородов является то, что они обладают высокой растворяющей способностью и
невоспламеняемостью. Однако широкое использование их в маслоэкстракционном
производстве затруднено следующими обстоятельствами: s
плотность хлорированных углеводородов (1260—1410 кг/м3) значительно пре-
вышает плотность бензинов, и это увеличивает массу находящегося в обороте
растворителя при одинаковых примерно их объемах;
большая часть этих растворителей вызывает коррозию обычных металлов,
так как в присутствии влаги в результате гидролиза образуется соляная кислота,
что вызывает износ оборудования;
повышенные температуры нагрева, яркий свет вызывают значительные изме-
нения растворителя;
пары этих растворителей обладают высокой токсичностью, с воздухом обра-
зуют взрывоопасные смеси;
качество масла при их использовании ниже, чем при экстракции бензином,
и рафинация его затруднена, так как эти растворители очень хорошо растворяют
красящие и другие неомыляемые вещества.
В табл. 8-2 приводятся основные свойства некоторых наиболее характерных
представителей хлорпроизводных алифатических углеводородов.
Ароматические углеводороды. Бензол С6Н6, который используют при экстрак-
пии, представляет собой ие химически чистый продукт, а смесь бензола и его го-
мологов (толуола, ксилола и др.). Характеристика бензола приведена в табл. 8-3.
Растворяющая способность бензола выше, чем бензина, вследствие чего в
мисцеллу переходит больше веществ, сопутствующих жирам, что отрицательно
Сказывается на цветности масел.
Бензол является сильнейшим ядом, действующим на нервную систему и на
кровь. Он оказывает на человека более тяжелое отравляющее действие, чем дру-
гие растворители. Именно по этой причине в СССР бензол как промышленный
растворитель не применяется. Кроме того, в настоящее время из-за токсичности
бензола резко ограничивают использование его даже в исследовательских рабо-
тах. Категорически запрещается работать с ним молодым женщинам. Наличие
Других гомологов бензола усиливает его токсичность. •
Алифатические кетоны и спирты. Ацетон СН3СОСН3 смешивается с водой
в любых соотношениях. Химически чистый ацетон имеет нейтральную реакцию,
ие вызывает коррозии аппаратуры и является хорошим растворителем, так как
F? образует азеотропных смесей с водой и легко регенерируется в производстве.
Неограниченная растворимость ацетона в воде позволяет проводить его регене-
рацию простой промывкой.
231
Таблица 8-3
Показатель	Бензол	Ацетон	Этиловый спирт
Химическая формула	С«Нв	СН3СОСН3	С2Н6ОН Относительная молекулярная масса	78,108	58,087	46,086 Температура кипения при 0,1 Mita,	80,1	56,24	78,32 °C Плотность при 20° С, кг/м3	879,0	790,82	' 789,34 Диэлектрическая проницаемость при 2,284	21,50	25,4 20° С Температура вспышки, °C	—8;^—16;	—16,7	11; 12 Температура самовоспламенения, °C 720 (на воз-	633—639	568 (на воз духе)	(в сосуде из	духе) Пределы взрываемости при комнат-	стекла Пирекс) ной температуре и 0,1 МПа нижний: % по объему	1,4; 1,5	2	3,3 мг/л	45	48,5	67,0 верхний: % по объему	9,5; 5,6	13	19 мг/л	308	315	364			
Ацетон является растворителем липофильно-гидрофильным. В последнее вре-
мя рекомендуется использование апетона при селективной экстракции, в частно-
сти при переработке семян льна, хлопчатника. Так, при экстракции хлопковых
семян ацетоном вместе с маслом извлекается госсипол и некоторые другие нежи-
ровые вещества, что позволит получать обсргоссиполенные шроты. После соответ-
ствующей обработки ацетоновой мисцеллы (упаривание, добавление раствора ще-
лочи, а затем больших количеств воды) образуются два слоя: масляный, в кото-
ром содержится все нейтральное масло и небольшое количество растворителя,
и водный, в котором находится почти весь растворитель и вещества, сопутствую-
щие жирам.
Характеристика ацетона приведена в, табл. 8-3.
Этиловый спирт СН3СН2ОН является растворителем, имеющим опреде-
ленный химический состав и постоянную температуру кипения. Его растворяющая
способность по отношению к маслам при температурах до 30 °C невелика; исклю-
чением является касторовое масло, которое смешивается со спиртом во всех со-
отношениях.
Преимущество использования спирта заключается в том, что он, хорошо рас-
творяя масло при температурах до 120 °C, при охлаждении до 16—24 °C отслаи-
вается от него. Таким путем масло можно отделить в сравнительно чистом виде
без теплового воздействия на мисцеллу.
При экстракции спиртом вместе с маслом извлекаются и вещества, сопутст-
вующие жирам (фосфорсодержащие, красящие и другие), но при охлаждении
мисцеллы в нижний, отстоявшийся, слой масла эти сопутствующие вещества ие
переходят и остаются в спирте. Отстоявшийся спирт вновь без ректификации ис-
пользуется для экстракции. Ректификация оборотного спирта производится только
тогда, когда концентрация его будет ниже 95%. Характеристика этилового Спирта
приведена в табл. 8-3.	)
§ 4. ХРАНЕНИЕ РАСТВОРИТЕЛЕЙ И ПОДГОТОВКА ИХ ПЕРЕД ЭКСТРАКЦИЕЙ
При производстве растительных масел экстракционным спосо-
бом растворитель, циркулирующий в экстракционном цехе, после
выпарки его из масла и шрота в процессе регенерации переводится
232
из парообразного состояния в
жидкое и вновь используется для
извлечения масла. Однако при
разделении в водоотделителе
смеси растворителя и воды рас-
ТЕорителем может увлекаться не-
значительное количество воды и
шлама, представляющего собой
твердые частицы проэкстрагиро-
ванного материала (шрота) и за-
эмульгированный в воде жир.
Для дополнительного отстаива-
ния циркуляционного бензина, а
также для его хранения при экс-
тракционных цехах, оборудован-
ных линиями НД-1250, использу-
ется оборотное бензохранилище.
По существующим нормам заво-
ды с одной экстракционной лини-
ей НД-1250 должны иметь не ме-
нее трех подземных горизонталь-
ных цилиндрических резервуаров
вместимостью до 22 м3 каждый.
Один из них служит для приема
растворителя из водоотделителя,'•
второй — для отстаивания, тре-
тий— для передачи отстоявшего-
ся растворителя в производство.
В некоторых экстракционных
линиях (ДС, Т1-МЭМ и др.) пре-
дусматривается использование
циркуляционного растворителя
без отвода его в оборотное" Хра-
нилище для дополнительного от-
стаивания. В этих случаях попол-
нение безвозвратных потерь рас-
творителя в системе экстракци-
онных установок периодически
Рис. 8-4. Водоосадитель автоматиче-
ского действия
производится из резервуаров основного хранилища.
Непосредственно в экстрактор подается растворитель:
а)	не содержащий воды и взвесей;
б)	содержащий не более 0,10% масла;
в)	нагретый до оптимальной температуры.
Наличие воды в циркулирующем растворителе может привести
к обводнению экстрагируемого материала, потере его сыпучести
11 образованию тестообразной массы, к перебросу растворителя из
экстракторов в аппараты для обработки шрота и запрессовке эк-
страктора. Это в свою очередь приводит к перегрузке экстракци-
онной установки, сопровождающейся перегрузкой электродвигате-
233
ля. Попадание воды в экстрактор может привести также к залипа-
нию рабочих частей шнекового испарителя и длительной остановке
цеха.
Сепарация (осушение) растворителя производится в водооса-
дителе автоматического действия (рис. 8-4), представляющем собой
цилиндрическую колонну с рабочим объемом 0,41 м3.
Бензин через патрубок 1 центробежным насосом подается в на-
правляющую трубу 3 с верхним днищем. В нижней части аппарата
бензин, выйдя из трубы 3, поступает в рабочую полость аппарата
и по мере его заполнения через патрубок 2 направляется в экстрак-
тор. При поступлении в аппарат обезвоженного растворителя по-
плавок 4 занимает крайнее нижнее положение, благодаря чему
клапан 5 закрывается. Если вместе с растворителем попадает вода,
накапливается в нижней части аппарата и уровень ее становится
критическим, то поплавок всплывает и при помощи рычажной си-
стемы открывается автоматический клапан 5. Содержащаяся в ап-
парате вода отводится через продувочный клапан 6, который во
время работы аппарата должен быть постоянно открытым, и смот-
ровой фонарь 7 в водоотделитель. По мере заполнения нижней
части аппарата бензином поплавок постепенно опускается, и дойдя
до крайнего нижнего положения, полностью закрывает автомати-
ческий клапан.
Для интенсификации процесса экстракции бензин после водо-
осадителя перед поступлением в экстрактор нагревается до темпе-
ратуры, зависящей от вида применяемого бензина (для марки А до
50—53°С, для марки Б до 55—60°С), в горизонтальном трубчатом
теплообменнике-бензоподогревателе с площадью поверхности на-
грева 10 м2. В качестве теплоносителя используется водяной пар,
подаваемый в межтрубное пространство. Описанный бензоподогре-
ватель входит в комплект установок НД-1250 и др. Экстракци-
онные установки «Лурги», Т1-МЭМ, ДС, «Олье» и другие снабжены
подогревателями типа труба в трубе, обогреваемыми водяным
паром.
Основное бензохранилище предназначено для приема раство-
рителя из железнодорожных цистерн и хранения его в условиях,
исключающих всякую возможность воспламенения и создания
взрывоопасных концентраций паров в воздухе, отравления рабо-
чих, выполняющих операции по приему, сливу, перекачке и хра-
нению растворителя.
Основное хранилище для растворителя изготовляется в виде
подземных стальных цилиндрических резервуаров (2—4 шт.) по
50 м3 каждый. Наружная поверхность резервуаров для предохра-
нения от коррозии покрывается гудроном или другим гидроизоля-
ционным слоем.
Вместимость основного хранилища для растворителя согласно
существующим нормам должна соответствовать 41)-дневной потреб-
ности завода.	\
234
Глава 9. ЭКСТРАКЦИЯ МАСЛА ИЗ МАСЛИЧНОГО МАТЕРИАЛА
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Экстракционный способ извлечения масла из масличного сырья
может применяться как в чистом виде, так и в комбинации с фор-
прессованием. Наиболее характерным примером использования
экстракционного способа в чистом виде является прямая экстрак-
ция «сырой мятки» при переработке семян сои. При комбинирова-
нии экстракционного способа с форпрессованием извлечение про-
водится в два этапа. На первом этапе форпрессованием извлекается
до 80—85% масла, что облегчает проведение второго этапа — экс-
тракции.
В СССР схема форпрессование — экстракция применяется при
переработке семян подсолнечника, хлопчатника, льна, арахиса,
копры, пальмовых ядер.
При прямой экстракции семян сои, а также отходов переработки
плодов кориандра экстрагируют мятку, которой после кондицио-
нирования по влажности и температуре придается на специальных
вальцовых станках форма пластинок-лепестков (так называемый
сырой лепесток).
Для других видов масличного сырья, перерабатываемого, как
правило, по схеме форпрессование — экстракция, подготовка к эк-
стракции материала — форпрессового жмыха — производится та-
ким же путем, т. е. получением лепесткового помола из крупки
форпрессового жмыха. Исключением являются семена хлопчатни-
ка, при переработке которых ввиду специфических свойств фор-
прессового хлопкового жмыха экстракции подвергают жмыховую
крупку. В последнее время разработан и опробован способ фор-
прессования с одновременным получением форпрессового жмыха
в виде гранул, направляемых затем на экстракцию.
В зависимости от подготовки материала к экстракции состоя-
ние масла в нем будет различным.
В мятке и сыром лепестке основное количество масла находится
на внешних и внутренних поверхностях частиц материала, а мень-
шая его часть — внутри деформированных и неразрушенных клеток.
В форпрессовом жмыхе, подготовленном к экстракции в виде
крупки, лепестка или гранул, масло находится в том же состоянии,
но, кроме того, и в ячейках вторичных структур, образовавшихся
в процессе жарения и прессования мезги.
А. М. Голдовский (1937) впервые ввел понятие о двух условных
состояниях масла в материале по отношению к действию раствори-
теля:
1) масло, находящееся на внешних и внутренних поверхностях
частиц, выделившееся и удержавшееся на них в процессе подго-
товки материала к экстракции;
2) масло, находящееся в толще частиц, а именно в частично
Деформированных и неразрушенных клетках и в ячейках вторич-
ных структур, также образовавшихся при подготовке материала.
235
Впоследствии первый вид масла стали называть маслом сво-
бодным,, а второй— маслом связанным.
Различное состояние масла в материале, подготовленном к эк-
стракции двумя разными способами, в значительной степени оп-
ределяет характер протекания самого процесса экстракции и влия-
ет на скорость и полноту обезжиривания материала. Для извлече-
ния свободного масла требуется только хороший контакт частиц
материала с растворителем. Обязательным же условием извлечения
связанного масла является проникновение растворителя через кле-
точные стенки и вторичные структуры и диффузия растворенного
масла в обратном направлении.
Конечными продуктами процесса экстракции является масло
и обезжиренный материал — шрот.
§ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЕЛ
Молекулярная и конвективная диффузия. Экстракция расти-
тельных масел из твердого тела — подготовленного к экстракции
материала — относится к типично диффузионным процессам. Пере-
нос масла из твердого тела в поток движущейся'жидкости — раст-
ворителя или мисцеллы — осуществляется путем диффузии двух
видов; молекулярной и конвективной. Эти два вида диффузии ни-
же рассматриваются отдельно и в их сочетании применительно к
условиям экстракции масла из отдельной частицы и в реальных
условиях при совокупности частиц.
Молекулярной диффузией называется перенос ве-
щества в виде отдельных его молекул. В силу беспорядочного теп-
лового движения эти молекулы обладают определенной кинетиче-
ской энергией.
Ввиду близости полярностей двух жидкостей — маслй и раст-
ворителя-интенсивности молекулярных сил в них близки друг
к другу. При-соприкосновении этих жидкостей поверхность раздела
между ними долго существовать не может и они начинают сме-
шиваться. Происходит взаимный переход молекул масла в раство-
ритель и, наоборот, молекул растворителя в масло. Чем выше тем-
пература, тем большей кинетической энергией обладают молекулы
растворителя и масла.
Несмотря на беспорядочность движения молекул диффундиру-
ющих веществ, благодаря стремлению системы к термодинамиче-
скому равновесию они переходят из областей с большей концент-
рацией в области с меньшей концентрацией до,полного уравнивания
концентраций, что и является сущностью молекулярной диффузии.
Процесс молекулярной диффузии описывается первым законом
Фика, согласно которому масса вещества dM, продиффундировав-
шего за время dr через элементарную поверхность dF (нормаль-
ную к направлению диффузии), пропорциональна среднему гради-j
енту концентрации dcjdx этого вещества.	/
dM =—DdF dr (dc/dx),	(9-И)
236
иЛИ В интегральной форме
М =—DFx(dc!dx).	(9-2).
В выражении градиента концентрации dc/dx: de — разность
концентраций; dx — путь диффундирования; D — коэффициент
пропорциональности, называемый коэффициентом молекулярной
диффузии.
Знак минус в уравнении (9-1) указывает на то, что перенос ве-
щества протекает в направлении падения концентрации распреде-
ляемого компонента.
Коэффициент молекулярной диффузии D, на-
зываемый также коэффициентом свободной молекулярной диффу-
зии, показывает, какая масса вещества (масла) диффундирует в
единицу времени через единицу поверхности при градиенте кон-
центрации, равном единице. Как отмечает А. Г. Касаткин (1973),
коэффициент диффузии представляет собой физическую константу,
которая характеризует способность данного вещества проникать
в ту или иную среду при данных температурных условиях. Величи-
на D не зависит от гидродинамических условий, в которых прохо-
дит процесс. Способность данного вещества проникать в неподвиж-
ную среду зависит от размера молекул, вязкости среды и темпе-
ратуры. Повышение последней ускоряет тепловое движение
молекул и снижает вязкость жидких компонентов, являясь, таким
образом, фактором, оказывающим положительное действие на ско-
рость диффузии (dM/dx).
Размер диффундирующих молекул оказывает существенное
влияние на величину коэффициента диффузии D, так как чем
больше • размер молекулы, тем большее ёопротивление она встре-
чает со стороны среды и тем меньше скорость ее теплового движе-
ния. Следовательно, величина коэффициента диффузии находится в
обратной зависимости от размера молекул диффундирующего веще-
ства, что можно представить формулой А. Эйнштейна
D = CR77AQ[l/(6nT]r)].	(9-3)
В этой формуле при предположении,' что диффундирующие мо-
лекулы имеют форму шара, R обозначает газовую постоянную,
Т — абсолютную температуру, N—число Авогадро, т] — абсолют-
ную вязкость растворителя и г — радиус диффундирующих моле-
кул. Как отмечает В. В. Белобородов (1966), формула Эйнштейна
в приведенном виде хорошо согласуется с опытными данными в
том случае, когда размер молекул диффундирующего вещества
(масла) очень велик по сравнению с размером молекул раствори-
теля, что и наблюдается в рассматриваемом случае при диф-
фузии.
По опытным данным В. В. Белобородова, при 20° С коэффици-
енты молекулярной диффузии растительных масел имеют такой
порядок, как и для большинства других жидкостей (табл. 9-1). .
уледует отметить, что при использовании в качестве растворителя
Дихлорэтана численные значения D примерно в 2 раза ниже, чем
237
Таблица 9-1
Масло	Кислотное число, мг кон	Коэффициент диффузии ма^ла D • 105 (см2/с) при использовании растворителя	
		экстракционного бензина |	дихлорэтана
Подсолнечное сырое	2,25	0,68	0,30
Хлопковое сырое	11,5	0,71	0,29
Хлопковое рафинированное	—	0,70	—
Соевое сырое	1.74	0,59	0,28
Льняное сырое	—	0,68	—
Льняное рафинированное	—	' 0,67	—
для экстракционного бензина, что находится в соответствии со
значениями их вязкостей. Наличие свободных жирных кислот в
маслах в указанных пределах почти не сказывается на численных
значениях D.
Под конвективной диффузией понимают перенос ве-
щества в виде отдельных небольших объемов его раствора.
Уравнение конвективной диффузии представляют обычно в сле-
дующем виде:
dS=—$Fdcdr,	(9-4)
где р — коэффициент конвективной диффузии; остальные значения аналогичны
обозначениям в уравнении молекулярной диффузии (9-1).
Коэффициент конвективной диффузии р представляет собой ко-
личество вещества (масла), переносимое через единицу поверх-
ности в единицу времени при разности концентрации, равной еди-
нице.
Различие коэффициентов этих двух видов диффузии заключа-
ется в том, что коэффициент р отражает интенсивность действия
гидродинамических факторов, определяющих интенсивность пере-
носа отдельных объемов вещества (их величину и количество, пе-
реносимое в единицу времени), в то время как коэффициент D (9-1)
отражает только интенсивность теплового движения молекул. При
молекулярной диффузии- перенос вещества происходит за счет ки-
нетйческой энергии теплового движения молекул, а при диффузии
конвективной-—за счет энергии, вносимой извне. В частном случае
маслоэкстракционного производства это приложение внешних сил
к мисцелле осуществляется путем, например, напора, создаваемого
насосом.
Так же, как и при молекулярной диффузии, на скорость кон-
вективной диффузии большое влияние оказывает разность концен-
траций (de). Чем она больше, тем с большей интенсивностью будет
осуществляться перенос отдельных объемов вещества из более кон-
центрированной в менее концентрированную область до полного
уравнивания концентраций. На конвективный перенос влияет ве-
личина поверхности, через которую осуществляется перенос масла
в поток движущейся жидкости F, и время диффузии dr.
Общие представления о ходе экстракции масла растворителем
из отдельной частицы материала. Механизм процесса экстракции
238
масла применительно к отдель-
ной частице материала может
быть представлен в следующем
общем виде. Вытеснив воздух
из промежутков между части-
цами, растворитель смачивает
внешнюю поверхность части-
цы, растворяя находящееся на
ней свободное масло. Далее,
вытесняя воздух из пор, рас-
творитель проникает по порам
внутрь частицы и растворяет
находящееся в толще частицы
масло. В результате смыкания
внешних и внутренних потоков
мисцеллы образуется единая
система.
В потоке мисцеллы раство-
ренное масло движется изнут-
ри частицы к ее поверхности
Рис. 9-1. Схема процесса экстракции
масла из частицы при движении мис-
целлы (А. М. Голдовский и В. В. Бе-
лобородов) :
ПО ПОраМ, капИЛЛЯраМ, через I—толщина лепестка; б — толщина погранич-
неразрушенные клеточные ного слоя
стенки и перегородки вторич-
ных структур. Затем масло в потоке мисцеллы выходит на по-
верхность частицы через окружающий ее пограничный слой жид-
кости, называемый диффузионным слоем или подслоем. Этот тон-
кий слой движущейся жидкости возникает у поверхности твердой
частицы вследствие ориентации и связывания молекул масла сво-
бодным молекулярным силовым полем этой частицы. В погранич-
ном диффузионном слое подвижность молекул масла значительно
снижается по сравнению с подвижностью их в общем потоке жид-
кости (мисцеллы). От внешней поверхности пограничного слоя мас-
ло переносится в общий поток мисцеллы, движущейся в экстрак-
ционном аппарате.
На схеме этого процесса (рис. 9-1) стрелками показано направ-
ление движения молекул веществ, растворяющихся в ходе диффу-
зии. Величина стрелок пропорциональна скорости молекул: рас-
стояние между стрелками соответствует концентрации молекул в
растворе. Движение молекул растворителя на схеме не показано.
Величина соотношения между толщиной лепестка и толщиной по-
граничного слоя 6 принята условно.
По характеру диффузионного пути процесс экстракции масла
делится на три этапа: I — молекулярная диффузия масла изнутри
частицы материала к ее наружной поверхности; II — молекулярная
диффузия через пограничный слой; III — конвективная диффузия
масла от пограничного слоя в движущуюся мисцеллу.
Каждый этап диффузионного пути характеризуется своим ко-
эффициентом диффузии: коэффициент молекулярной диффузии
Масла изнутри твердых частиц £)в; коэффициент молекулярной диф-
239
фузии в пограничном слое толщиной 6 (диффузия жидкости в жид-
кость) — £>; коэффициент конвективной диффузии — 0.
Для процесса экстракции в целом вводится коэффициент мас-
сопереноса К. Коэффициент массопереноса представляет собой
количество масла, переносимое через единицу поверхности в еди-
ницу времени при разности концентраций, равной единице. Опре-
деления коэффициента массопереноса и коэффициента конвектив-
ной диффузии совпадают, но они имеют разный физический смысл:
коэффициент массопереноса характеризует процесс экстракции в
целом, а коэффициент конвективной диффузии — третйй этап диф-
. фузионного пути.
Коэффициент массопереноса (в см/с) в случае экстракции ле-
пестка выражается следующей зависимостью (В. В. Белобородов,
1966):
К = [//(5,88DB)] + (8/D) + (1/Р) *	(9'5)
Слагаемые в знаменателе представляют собой диффузионные
сопротивления на /, II и III этапах диффузионного пути.
При экстракции крупки, приближенно принимая форму частиц
шарообразной, вместо толщины лепестка I можно подставить сред-
ний диаметр частицы. Уравнение (9-5) не является расчетным, но
позволяет качественно проанализировать зависимость коэффици-
ента массопереноса или эффективность экстракции от влияния
различных факторов. Коэффициент массопереноса К для данного
экстрагируемого вещества и материала находится лабораторным
путем через построение кривых экстракции по экспериментальным
данным.
Диффузия масла изнутри частицы — первый этап диффузион-
ного пути. Сопротивление диффузии на первом этапе, равное
//(5,88 £>в), характеризует через коэффициент внутренней диффу-
зии Z)B влияние на процесс экстракции внутренней структуры ча-
стиц, а через толщину лепестка I или средний диаметр крупки —
влияние внешней структуры экстрагируемого материала.
Скорость диффузии масла dM/dx изнутри частицы в основном
определяется ее внутренней структурой. Численное значение ко-
эффициента внутренней диффузии £>в характеризует степень вскры-
тия клеток, пористость материала и т. д.
Для идеальной внутренней .структуры коэффициент внутренней
диффузии должен быть равен коэффициенту свободной молеку-
лярной диффузии. Следовательно, должно выдерживаться соотно-
шение /)в/£> = 1.
Наиболее полно требованиям, предъявляемым к идеальной
структуре, отвечает экспеллерный жмых, обладающий высокой по-
ристостью.
Коэффициент внутренней диффузии экспеллерного жмыха из
семян хлопчатника для частиц с ё?экв=4,5 мм составляет £>в=0,19Х
ХЮ-5 см2/с, но и в этом случае остается примерно в 3 раза ниже
коэффициента свободной молекулярной диффузии, который для
240
хлопкового масла и экстракционного бензина составляет Z>=0,71 X
уЮ'5 см2/с (см. табл. 9-1).
Коэффициент внутренней диффузии DB называют еще и коэф-
фициентом стесненной диффузии, так как под влиянием твердой
частицы резко снижается скорость диффузии по сравнению с мо-
лекулярной диффузией масла в растворителе.
Определение коэффициента диффузии проводилось на двух
образцах соевых семян (В. В. Белобородов, 1957). Коэффициент
диффузии масла через неразрушенную клеточную структуру для
ядра с г=2,89 мм оказался равным £)в=0,24-10~8см2/с и для ядра,
с г=3,37 мм £>п=0,27-10~8 см2/с или, соответственно, £>в-108=
=0,24 и £>в-108=0,27 см2/с.
Результаты определения коэффициента диффузии масла внутри
соевого лепестка различной толщины при использовании в качестве
растворителя экстракционного бензина приведены ниже.
Толщина лепестка I, мм....... 0,35	0,45	0,55	0,65
Коэффициент внутренней диффузии
£>„-106, см2/с............... 0,091 0,151 0,173 0,071
Оценка внутренней структуры показывает, что по порядку ве-
личин скорость диффузии масла внутри целого ядра с его нераз-
рушенной клеточной структурой в 1000 раз, а внутри сырого ле-
пестка в 10 раз меньше скорости свободной молекулярной диф-
фузии.
Оптимальную внутреннюю структуру имеет лепесток толщиной
0,55 мм, площадь поверхности такого лепестка составляет 43,4 см2/г.
При получении более тонкого лепестка путем уменьшения
величины I диффузионное сопротивление должно уменьшаться. Но
при этом наряду с увеличением количества вскрытых клеток на-
блюдается сжатие, искривление и замазывание сквозных пор ве-
ществом лепестка. В результате изменения пористости ухудшает-
ся внутренняя структура, следовательно, снижается коэффициент
внутренней диффузии и возрастает сопротивление диффузии.
Площадь поверхности F, через которую происходит диффузия
масла при уменьшении толщины лепестка с 0,55 до 0,35 мм возра-
стает с 43,4 до 73,6 см2/г. Увеличением поверхности компенсируется
и даже перекрывается ухудшение внутренней структуры. В преде-
лах 0,35—0,65 мм масличность шрота тем ниже, чем меньше тол-
щина лепестка.
Диффузия в пограничном слое — второй этап диффузионного
пути. Диффузия в пограничном слое является молекулярной и за-
висит. от коэффициента молекулярной диффузии D и толщины по-
граничного слоя б. Толщина слоя зависит от физико-химических
свойств поверхности, степени ее шероховатости, режима движения
мисцеллы. Так, при переходе от ламинарного режима к турбулент-
ному резко снижается толщина слоя и тогда вводится понятие
диффузионного подслоя. Толщина диффузионного слоя или подслоя
гависит также от тех факторов, которые определяют коэффициент
Молекулярной диффузии £>. Таким образом, диффузионное сопро-
16-857 ’
241
Таблица 9-2
Этапы	Диффузион-	Толщина лепестка, мм	Среднее
	ные сопротив- ления	0.35	|	0,45	|	0,55	|	0,65	значение
Растворитель — экстракционный бензин						
Первый	//(5,88 Г>Е)	85,60	68,50	65,30	76,20	73,80
Второй	8/D	4,62	7,22	8,86	4,63	6,40
Третий		9,78	24,28	25,84	19,17	19,80
Второй и в сумме	о третий (6/D)+(l/р)	14,40	31,50	34,70	23,80	26,20
	Растворитель		—дихлорэтан			
Первый	//(5,88Ов)	73,00	72,00	65,20	72,40	70,67
Второй	б/£>	6,88	10,90	13,25	12,10	10,78
Третий		20,12	17,10	21,55	15,50	18,55
Второй и в сумме	третий (6/О)+(1/Р)	27,00	28,00	34,60	27,60	29,33
тивление пограничного слоя 6/Z) зависит от физических свойств
растворителя и масла, температуры, скорости и режима движения
мисцеллы.
Диффузия масла от пограничного слоя в движущуюся мисцел-
лу — третий этап диффузионного пути. На третьем этапе диффу-
зионного пути протекает в основном конвективная диффузия. Но
так как имеет место тепловое движение молекул, то идет и моле-
кулярная диффузия, однако ее доля незначительна. Скорость кон-
вективной диффузии зависит от гидродинамических условий дви-
жения потока мисцеллы, и при переходе от ламинарного к турбу-
лентному движению она резко возрастает.
Диффузионное сопротивление на этом этапе равно 1/р и отра-
жает влияние гидродинамических условий, т. е. зависит от скоро-
сти и режима движения мисцеллы, ее физических свойств и тем-
пературы.
Сравнение диффузионных сопротивлений различных этапов
процесса экстракции в процентах к общему диффузионному
сопротивлению 1/К приводится в табл. 9-2 (В. В. Белобородов,
1966).
Скорость мисцеллы в вертикальных шнековых экстракторах,
в экстракторах с рециркуляцией мисцеллы больше 1,0 см/с. Уже
при скорости 0,5 м/с коэффициент конвективной экстракции сильно
возрастает (р—>-оо), одновременно уменьшается толщина погра-
ничного слоя (6=0), и сопротивлением второго и-третьего этапа
диффузионного пути можно пренебречь. Определяющим становится
сопротивление первого этапа процесса — молекулярной диффузии
внутри частиц экстрагируемого материала. Общее диффузионное
сопротивление можно записать так:
1/К = //(5,88РВ).	(9-6)
242
Лимитирующей стадией процесса будет диффузионный перенос
масла изнутри твердой частицы. Коэффициент массопереноса, ха-
рактеризующий процесс экстракции в целом,
К = 2/(5,88DB)
(9-7)
Процесс экстракции масла из частиц в их совокупности. При
экстракции масла из совокупности частиц, т. е. из массы материала,
экстракция ведется в неподвижном частично перемешиваемом слое
или во взвешенном состоянии.
При экстракции в частично перемешиваемом или неподвижном
слое возможно слеживание частиц и блокирование их поверхности
другими частицами, причем материал в виде крупки укладывается
более плотно, чем материал лепестковой структуры. Если частицы
способны сжиматься, как, например, сырая мятка, то с увеличением
толщины слоя или под действием напора жидкости проницаемость
слоя ухудшается.
В слое частиц создаются извилистые каналы между ними. От
их непрерывности, диаметра и степени искривления зависит про-
никновение растворителя в толщу частиц. Слеживаемость частиц
ухудшает условия движения растворителя через материал; мелкие
частицы уносятся растворителем, их скопление в отдельных местах
увеличивает гидравлическое сопротивление. Эти участки хуже об-
рабатываются растворителем.
В перемешиваемом слое взаимное влияние частиц зависит от
степени перемешивания. При экстракции во взвешенном состоянии
отсутствует блокирование поверхности частиц друг другом и общая
продолжительность процесса уменьшается.
§ 3. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОЛНОТУ И СКОРОСТЬ
ЭКСТРАКЦИИ МАСЛА
Попытки получить математическую зависимость, описывающую
процесс экстракции в целом применительно к реальным условиям
в промышленных экстракционных установках, пока не дали ре-
зультатов. Поэтому влияние различных факторов на процесс эк-
стракции будет рассмотрено отдельно на основе эксперименталь-
ных данных.
Влияние степени разрушения клеточной структуры и размера
частиц материала. Как уже отмечалось, I этап диффузионного пу-
ти— молекулярная диффузия изнутри частицы материала к ее
поверхности — определяет эффективность процесса экстракции в
целом. Поэтому к факторам, определяющим скорость экстракции,
необходимо отнести главным образом такие, которые ускоряют
молекулярную диффузию масла из частиц материала или вообще
исключают этот этап диффузионного пути для основного количе-
ства масла.
В соответствии с понятием о двух формах связи масла с мате-
риалом процесс экстракции во времени практически делится на два
16*	'	243
Рис. 9-2. Изменение масличности материала (с) и количества извлеченного масла
(б) в процессе экстракции
периода. В первом периоде идет извлечение свободного масла, т. е.
масла, находящегося на внешних и внутренних поверхностях, а во
втором извлекается масло, находящееся в толще частиц, в нераз-
рушенных или частично деформированных клетках и ячейках вто-
ричных структур. Это подтверждается многочисленными данными
лабораторных и производственных-опытов.
Наличие двух периодов экстракции с переходной зонойтг между
ними для сырого соевого лепестка видно из рис. 9-2. В течение I
периода экстракции и до конца переходной зоны, т. е. в течение
10 мин, извлекается не менее 85% масла, а остальные 15%—во
II периоде экстракции.
В производственных условиях также прослеживается наличие
I периода и замедление экстракции во II периоде. Следовательно,
для быстрого и полного извлечения масла необходимо при подго-
товке материала к экстракции перевести в свободное состояние
максимальное его количество путем разрушения клеточной струк-
туры и вторичных структур жмыхов. Одновременно необходимо
обеспечить хорошее проникновение растворителя между частица-
ми и внутрь каждой частицы материала и обратную диффузию
растворенного масла во внешний раствор.
Для этих целей следует стремиться к созданию оптимальной
внешней и внутренней структуры материала, придавая ему необ-
ходимые структурно-механические свойства.
Внешняя структура материала характеризуется разме-
ром и формой частиц, а также соотношением частиц различной ве-
личины. Для максимального ускорения и большей полноты экст-
ракции масла внешняя структура материала должна отвечать ря-
ду условий.
Размеры частиц должны быть минимальными, чтобы удельная
поверхность соприкосновения материала с растворителем была
максимальной. Однако установлено, что при величине частиц ме-
нее 0,5 мм значительно уменьшается проницаемость их слоя и по-
вышается остаточная масличность шрота. Такие частицы легко вы-
244
ываются потоком растворителя, в результате чего увеличивается
Мепичина отстоя в мисцелле и ухудшаются условия ее фильтра-
ми Кроме того, для равномерного омывания всех частиц необхо-
дима внешняя пористость материала, т. е. сохранение промежут-
ков между частицами. Все это ограничивает степень измельчения
материала при подготовке его к экстракции и вынуждает ограни-
чиваться не минимальной, а оптимальной величиной его частиц,
которая определяется опытным путем для каждого вида материа-
ла (лепесток, крупка) при переработке семян различных маслич-
ных культур.-
Наконец, поглощающая и удерживающая способность как от-
дельных частиц, так и всего измельченного материала по отноше-
нию к растворителю и влаге (так называемая бензовлагоемкость)
должна быть минимальной; это обеспечивает естественный сток
растворителя в экстракторе и облегчает его отгонку из обезжирен-
ного материала.
Внутренняя структура частиц экстрагируемого мате-
риала также должна соответствовать ряду условий.
Так, в материале не должно быть целых, неразрушенных кле-
ток, потому что диффузия масла из целых клеток затрудняется
наличием клеточных стенок и протекает медленно, а продолжи-
тельность производственной экстракции ограничена. Кроме того
внутренняя структура экстрагируемого материала должна обес-
печивать быстрое проникновение растворителя внутрь частиц,
которые не должны иметь вторичных перегородок и должны об-
ладать большой внутренней пористостью. Таким образом, внут-
ренняя структура материала, так же как и внешняя, связана с
размерами частиц экстрагируемого материала, так как уменьше-
ние их размеров влечет за собой увеличение количества вскрытых
клеток. Однако это условие также находится" в противоречии с
требованиями, предъявляемыми к внешней структуре материала,
ограничивающими степень его измельчения.
Идеальной внутренней структурой частиц материала будет та-
кая, при которой коэффициент внутренней диффузии DB равен
коэффициенту свободной молекулярной диффузии D, а отношение
DB/D—l. Значение этого соотношения для реального материала
отражает степень приближения его внутренней структуры к иде-
альной. /
Влияние влажности материала. Влажность экстрагируемого
материала влияет на смачивание его растворителем и на диффу-
зию масла изнутри частиц. . Повышенная влажность ухудшает
смачивание наружной поверхности частиц, клеточных стенок, яче-
ек вторичных структур, стенок пор. Набухание частицы при повы-
шенной влажности уменьшает ее внутреннюю пористость. Все это
осложняет проникновение растворителя внутрь частицы’ и обрат-
ную диффузию растворенного масла.
Повышенная влажность сырого лепестка приводит к значи-
тельной его слеживаемости, что нарушает непрерывную систему
каналов между частицами и ухудшает омывание их растворите-
245
лем. Это ухудшение внешней структуры отрицательно влияет на
процесс экстракции в слое.	,
При низкой влажности фор прессового жмыха в процессе под-
готовки жмыховой крупки или жмыхового лепестка образуется
большое количество мелочи, что уменьшает проницаемость слоя
и повышает отстой в мисцелле.
В связи с этим необходима определенная пластичность материа-
ла, обеспечивающая прочность частиц при транспортировке и ис-
ключающая агрегирование частиц и уменьшение внешней' порис-
тости слоя. Следовательно, влажность влияет на структурно-ме-
ханические свойства экстрагируемого материала.
Экстракция во взвешенном состоянии позволяет снять основ-
ное противоречие между требованием к внутренней и внешней
структуре, так как здесь исключается слеживание. Так, прямая
экстракция сырой подсолнечной мятки во взвешенном состоянии,
по данным Л. А. Тарабаричевой (1973), возможна в широком диа-
пазоне влажности от 3,5—-4,5 до 8—9%.
При экстракции для каждого вида масличного сырья должна
быть выдержана оптимальная влажность, величина которой зави-
сит как от характера перерабатываемого сырья, так и от способа
экстракции. Так, для линии НД-1250 влажность подсолнечного
форпрессового лепестка должна быть в пределах 8,0—9,0%, а
при переработке того же материала на линии МЭЗ рекомендует-
ся влажность в пределах 7—8,5%. Форпрессовая крупка из обру-
шенных семян хлопчатника I—III сорта для линии НД-1250 долж-
на иметь влажность 6—7%, а при переработке IV сорта—от 4,0
до 5,5 %.
Влияние температуры процесса. Температура процесса экст-
ракции определяется температурой материала, температурой рас-
творителя и количественным соотношением этих компонентов.
Температура процесса значительно влияет на скорость и полноту
экстракции. При повышении температуры усиливается беспоря-
дочное тепловое движение молекул, снижается вязкость раствори-
теля и масла, благодаря чему повышается скорость диффу-
зии.
Наиболее интенсифицируется процесс экстракции вблизи точки
кипения растворителя, а по ступеням экстракции — при начальных
температурах кипения мисцелл.
Температура процесса экстракции определяется исходя из
фракционного состава чистого растворителя, а по ступеням -— из
концентрации промежуточных мисцелл.
Влияние разности концентраций и количества прокачиваемого
растворителя. Чтобы поддержать высокую разность между кон-
центрацией масла в растворе внутри и снаружи частиц, необхо-
димо соблюдать противоток. Практически концентрированные
мисцеллы заменяются мисцеллами убывающих концентраций, ко-
торые пропускаются противотоком.
Эта замена может производиться способом рециркуляции, при
котором мисцеллы пропускаются через слой твердых частиц, или
246
погружением, когда твердые частицы погружаются и транспорти-
руются через поток мисцеллы убывающей концентрации.
Чем больше растворителя подается в единицу времени, тем
больше разность концентраций, однако количество растворителя
можно увеличивать до определенных пределов, чтобы не снижать
значительно концентрации конечных мисцелл.
При повышении количества растворителя увеличивается ско-
рость его движения. Скорость растворителя, прокачиваемого че-
рез слой материала, должна обеспечивать по возможности тур-
булизованный режим его движения, наименьшую толщину диф-
фузионного слоя и поддерживать высокую разность концентрации
(градиент концентраций).
В зависимости от способа экстракции принимается опреде-
ленное соотношение растворителя и материала, которое называет-
ся гидромодулем.
При экстракции способом погружения для получения маслич-.
ности шрота 0,8—1,0% оптимальное соотношение растворителя и
экстрагируемого,-материала колеблется в пределах 0,64-1,0:1,0, а
при экстракции по способу многоступенчатого орошения 0,34-0,6:
: 1,0. При этом на промежуточных стадия^ благодаря рециркуля-
ции соотношение мисцеллы (растворителя) и экстрагируемого ма-
териала доходит до 64-8,0 : 1,0.
а/ЮДГОТОВКА МАТЕРИАЛА К ЭКСТРАКЦИИ
f После форпрессования оставшийся материал — жмых — на-
правляется на экстракцию для окончательного извлечения из не-
го масла. Предварительно он проходит соответствующую обра-
ботку, целью которой является создание оптимальной внешней
/и внутренней структуры для извлечения масла растворителем.
.Поскольку при мягких режимах жарения и прессования в мате-
дриале может сохраниться значительное количество участков це-
лых или слабо разрушенных тканей, необходимо провести их до-
полнительное разрушение. Важную роль играет и разрушение вто-
ричных структур в жмыхе, образовавшихся в процессе жарения и
прессования, так как в них остается какая-то часть запрессован-
ного масла. Это достигается путем дробления жмыха, кондици-
онирования жмыховой крупки по влажности п температуре и в
ряде /случаев — получения из крупки материала лепестковой
структуры.	*’
Измельчение жмыха, как правило, осуществляется на дробиль-
ках — молотковых или дисковых, кондиционирование — в чанных
жаровнях, а лепесткование — на плющильных вальцовых станках.
Технологические режимы кондиционирования крупки при под-
готовке основных масличных культур к экстракции приведены в
табл. 9-3.
Для кондиционирования материала по температуре и влаж-
ности могут быть использованы любые жаровни — трех-, пяти, и
шестичанные, имеющие тихоходные мешалки, которые в меньшей
степени измельчают крупку при перемещении ее из чана в чан.
247
Таблица 9-3
Семена
Показатель	подсол- нечника	клещевины	льна	хлопчатника	
				I—III	IV
-	--			сортов	сорта
Влажность материала на выходе из	8—9	7,5—8,5*	6—7	6—-7	6—7
кондиционеров, %
Температура материала на выходе из	50	65—70	50	50	50
кондиционеров, °C
Ш случае необходимости кондиционирования материала только
] по температуре используются охладители^
\ При переработке семян масличных культур методой прямой
/ экстракции для кондиционирования материала по температуре и
( влажности и одновременного получения пористых гранул приме-'
няются агломераторы.
Для охлаждения жмыха после прессования используют шести-
чанный кондиционер, представляющий собой обычную чанную жа-
ровню, снабженную тихоходными мешалками, в которой охлаж-
дающая вода подается только в днищез
’ Отличительной особенностью кондиционера является распо-
ложение отверстий для перепуска материала из чана в чан. Они
располагаются попеременно: в 1-м чане у вала, во 2-м — у обе-
чайки и т. д. Кроме того, перепускные отверстия по окружности
смещены одно по отношению к другому на 20—30°. Соответствен -
Рис. 9-3. Охладитель ДГ
но для перемещения материа-
ла от периферии к центру в
1-м, 3-м и 5-м чанах установ-
лены центростремительные ме-
шалки, а для перемещения его
от центра к периферии —во
2-м, 4-м и 6-м чанах — центро-
бежные. В остальном устрой-
ство шестичанного кондицио-
нера аналогично устройству
других чанных жаровен.
Производительность конди-
ционера—200 т/сут жмыха
при охлаждении его от 90 до
60° С.
Для охлаждения крупки
или гранул форпрессового
жмыха используют также ох-
ладитель ДГ (рис. 9-3). Ох-
лаждаемый материал через за-
грузочный патрубок 1 посту-
пает в приемный бункер 2
248
Рис. 9-4. Технологическая схема подготовки материала к экстракции.
и распределяется рассекателем 3 в две шахты 4, образованные тор-
цовыми стенками охладителя 11 и 16. Шахты образованы с внеш-
ней стороны тремя секциями жалюзи 5, в которые через патрубок
15 из окружающего пространства подается охлаждающий воздух,
а с внутренней стороны—тремя секциями сеток 6, через которые от-
сасывается отработанный воздух через патрубок с диффузором 7.
Продвигаясь вниз по шахте, материал охлаждается с 80 до 55°С
воздухом, засасываемым через жалюзи, попадает в разгрузочное
устройство 18, представляющее собой два вала с лопастными рых-
лителями 8 и 10, и единым потоком выходит через патрубок 9.
На крышке приемного бункера 13 имеется патрубок для ас-
пирации 12 и два датчика регулятора потока 14. Нижний датчик
связан электрической схемой с приводом 17 разгрузочного уст-
ройства так, что в случае заполнения продуктом колонки до его
уровня он включает разгрузочное устройство, а в случае сниже-
ния— отключает его. Верхний датчик аварийный.
Охлаждающий воздух, пройдя слой материала и сетку, отса-
сывается вентилятором через диффузор.
Производительность охладителя ДГ до 200 т/сут материала,
влажность поступающего материала 8—9%, давление вентилятора
для отсоса воздуха (пылевой №8 марки ЦП 7-40) 0,2—3,9 кПа.
Технологическая схема подготовки форпрессового жмыха к
экстракции в виде лепестка (рис. 9-4). Жмых после форпрессовых
агрегатов шнеком 1 и норией 2 подается на электромагнитный се-
паратор 3. Освободившись от ферропримесей, он шнеком 4 рас-
пределяется на дисковые дробилки 5. Полученная крупка по
шнеку 6 поступает на сортировочный грохот 7 для отбора круп-
ных фракций (более 6—8 мм), которые вновь возвращаются на
повторное дробление норией 2 вместе со свежим материалом.
249
Мелкие фракции крупки собираются шнеком 8 и норией 9 и
шнеком 10 подаются на кондиционирование. Эта операция осу-
ществляется в шестичанных кондиционерах 11. При необходимос-
ти увлажнение крупки можно проводить в шнеке 10.
Из жаровен посредством шнека 12, нории 13 и шнека 14
крупка подается на лепесткование на двухпарные плющильные
вальцовые станки 15 марки ZWm-ll. Подготовленный таким обра-
зом лепесток редлером 16, тихоходной норией 17 через электро-
магнитный сепаратор 18, вторым редлером 19 транспортируется в
экстракционный цех. Излишки лепестка по обводной трубе посту-
пают в запасной бункер 20, откуда тихоходной норией 17 вновь
подаются в редлер лепестка.
Описанная схема подготовки материала к экстракции, конеч-
ной стадией которой является приготовление лепестка, является
типовой для семян подсолнечника, льна, клещевины, арахиса и
т. д. Если же на экстракцию необходимо подавать не лепесток, а
крупку (например, при использовании экстрактора Олье) или
крупку и гранулы (при переработке семян хлопчатника), опера-
ции лепесткования, а в последнем случае также и дробления ис-
ключаются.
Технологическая схема подготовки семян сои к экстракции в
виде сырой мятки. Схема прямой экстракции сырой мятки (ле-
пестка) в настоящее время используется в основном при перера-
ботке низкомасличного сырья: сои, кориандровых отхо-
дов.
Соя относится к одному из самых ценных видов сельскохо-
зяйственного сырья. В соевых семенах содержится высококачест-
венное пищевое масло, ценнейший растительный белок, фосфати-
ды, витамины и другие компоненты. Соевое масло богато ценными
полиненасыщенными кислотами: олеиновой, линолевой и линоле-
новой; их суммарное содержание достигает 80—85% • Биологичес-
кая ценность соевого масла выше, чем любого другого.
Важнейшим продуктом, получаемым из семян сои, является
фосфатидный концентрат. Количество фосфатидов, переходящих
в масло в процессе его производства, составляет 1,5—4,0% к мас-
се масла, что в значительной степени превышает их содержание
в маслах из семян других масличных культур. Кратковременная
обработка целых семян, дробленки или лепестка острым паром
повышает переход фосфатидов в масло в 1,4—1,7 раза при зна-
чительном увеличении содержания наиболее ценной фракции фос-
фатидов— фосфатидилхолинов (3. М. Казанджан, В. В. Ключкин
и др., 1974).
Отличительной особенностью семян сои является исключитель-
но высокое содержание белка (36—50%). По аминокислотному
составу он является полноценным в пищевом отношении, так как
содержит все незаменимые аминокислоты: лизин, лейцин, метио-
нин, валин, аргинин, и т. д, которые не синтезируются организмом
человека и животных. Содержание лизина в сое в 10 раз выше,
чем в пшенице, кукурузе, рисе, триптофана в 9 раз больше, чем
250
6 пшенице. В соевых семенах количество наиболее ценной водо-
растворимой фракции белков составляет 80—-90%.
F Все это диктует необходимость вырабатывать из шрота про-
дукты с пищевым назначением, в частности пищевую соевую муку.
Использование соевой муки в качестве добавок к другим пи-
щевым продуктам пополняет состав пищи физиологически ценны-
ми незаменимыми аминокислотами, повышает усвояемость
других аминокислот в случае несбалансированного по протеину
питания.
В настоящее время на ряде заводов производят пищевой шрот,
предназначенный для приготовления пищевой соевой муки.
Анализ липидного и белкового состава семян сои показывает,
что наиболее целесообразной схемой для ее переработки является
прямая экстракция сырого лепестка. Минимальные тепловые воз-
действия обеспечивают сохранение высокого качества масла, фос-
фатидного концентрата и незначительную денатурацию белковых
веществ.
Основным технологическим направлением при переработке се-
мян сои является прямое экстрагирование липидов бензином или
гексаном из специально подготовленного лепестка с последую-
щим извлечением из обезжиренного материала наиболее ценных
белковых компонентов.
Исходя из того, что в оболочке семян сои содержится гораз-
до меньше ценных веществ, чем в ядре, рекомендуется ее отделять
и использовать для производства кормов. Это значительно улуч-
шает качество масел и фосфатидных концентратов по цветности,
содержанию свободных жирных кислот, продуктов окисления, а
также качество шротов.
Для производства пищевого шрота, как правило, использует-
ся крупная фракция семян размером более 5—6 мм в диаметре.
Семена мелкой фракции, в том числе морозобойные, недозрелые,
перерабатываются- с получением кормового шрота.
Фракционирование семян сои по размерам целесообразнее
всего проводить перед хранением. Это объясняется тем, что мел-
кие семена быстрее подвергаются порче, поэтому их выделяют из
основной массы, отдельно закладывают на хранение и перераба-
тывают в первую очередь.
Для улучшения отделения семенной оболочки сою непосредст-
венно перед переработкой рекомендуется подвергать увлажнению
с последующей сушкой в кипящем слое. Это приводит к возник-
новению больших внутренних напряжений в семени, в результате
чего связанность оболочки с ядром нарушается.
При получении кормового шрота из недозрелых, морозобойных
семян, оболочка которых плотно срастается с ядром и не отделя-
ется при обрушивании, в схемах не предусматривается ее отделе-
ние. При переработке же мелких (диаметром мейее 5 мм), но
нормальных по качеству здоровых семян с получением из них
кормового шрота целесообразно предусмотреть операции по от-
делению оболочки.	й
Подготовка семян сои к прямой экстракции в виде
Fe	Fe
Минеральная примесь из производства
Очистка
Воздух
Воздух в атмосферу
Мучка, оболочка,
кормового шрота
Воздух в атмо-
сферу
Лепесток на
экстракцию
Металлические
примеси
При подготовке семян сои к экстракции с вы ра-
боткой пищевого шрота (схема 1) семена сои, пройдя
электромагнитную защиту, подаются в производственный бункер
для промежуточного хранения. Далее они подвергаются повтор-
ной очистке от ферромагнитных примесей, проходят взвешивание
и поступают на очистку от крупных минеральных примесей. Для
этой операции рекомендуется использовать камнеотборники. От-
деленный сор выводится из производства, а семена транспорти-
252
Схема 1
сырого лепестка с выработкой пищевого шрота
Минеральные примеси из производства
руются в пропарочно-увлажнительный шнек, где осуществляет-
ся кратковременная влаго-тепловая обработка с доведением их
влажности до 14% и температуры до 60—70 °C.
Далее семена поступают на ротационную сушилку, где высу-
шиваются нагретым воздухом. В нижней секции сушилки семена
охлаждаются холодным воздухом. Отработанный воздух из су-
шилки поступает на очистку.
На зернообоечных машинах происходит дальнейшая очистка
253
«я
Схема 2
Подготовка семян сои к прямой экстракции в виде сырого лепестка '
с выработкой кормового шрота
Металлические примеси
семян от поверхностных загрязнений. Здесь же благодаря трению
о наждачную поверхность машины возможно некоторое отделе-
ние оболочки, мучки и зародыша, которые вместе с минеральной
примесью поступают для разделения на контрольный сепаратор.
Выделенные на сепараторе семена направляются в общий поток
очищенных семян, мучка, оболочка и зародыш — в линию кормо-
вого шрота, а воздух на очистку.
Очищенные семена подаются на дроблаиие на однопарные
рифленые вальцовые станки. Полученная дробленка идет на се-
параторы или семеновейки, где происходит выделение недбруша,
оболочки, ядра, мучки и зародыша. Недоруш поступает на пов-
торное дробление, оболочка мучка и зародыш транспортируют-
ся в линию кормового шрота. Ядро подается на дальнейшую об-
работку.
Отработанный воздух после сепараторов идет на очистку, где
улавливаются частицы оболочки и масличная пыль, которые
транспортируются в линию кормового шрота.
Дробленое ядро подается в шнек-инактиватор, где с помощью
пара быстро прогревается до 80—90°C и увлажняется до 15%,
после чего идет на кондиционирование по температуре и влажнос-
ти. Для кондиционирования используют чанные жаровни. На вы-
ходе из нижнего чана кондиционера температуру дроблении под-
держивают в пределах 60—70 °C, а влажность — 8,0—9,5% •
Подготовленное таким образом ядро, пройдя электромагнит-
ную защиту, транспортируется для приготовления лепестка на
двухпарные плющильные вальцовые станки. Готовый лепесток по-
дается в экстракционный цех.
При подготовке семян сои к экстракции с выра-
боткой кормового шрота (схема 2) семена сои, пройдя
254
электромагнитную защиту, ленточным транспортером подаются в
производственный бункер для промежуточного хранения. Отсюда
они транспортируются на взвешивание и далее на дробление на
однонарные рифленые вальцовые станки. Полученная дроблеика
вместе с оболочкой, зародышем и мучкой, поступающими с линии
пищевого шрот<5, подаются в шнек-инактиватор' где подвергают-
ся обработке острым паром. Далее они поступают на кондицио-
нирование в чанные жаровни, где доводятся до тех же парамет-
ров по температуре и влажности, как и при подготовке к выра-
ботке пищевого шрота. Отсюда дробленка идет для получения ле-
пестка на двухпарные плющильные вальцовые станки. Готовый
лепесток транспортируется в экстракционный цех.
Особенности технологии подготовки кориандровых отходов к
прямой экстракции. Кориандровые отходы представляют собой
обезжиренные плоды кориандра. В связи с повышенным содержа-
нием в них клетчатки они измельчаются очень трудно, поэтому
дробление таких отходов проводят на пятивалковых станках.
Мятку подают в жаровню для кондиционирования, а затем для
получения лепесткового помола вторично на пяти валковые станки.
Представляет интерес опыт работы Усть-Лабинского эфиро-
масличного завода по переработке кориандровых отходов
(В. А. Введенский, 1972), где практикуется отделение оболочки от
ядра на семеновейках и проведение их раздельного измельчения
на пятивалковых станках, что позволяет повысить степень разру-
шения клеточной структуры ядра. В дальнейшем измельченное яд-
ро и лузга смешиваются и подаются в экстракционный цех.
Технологические режимы подготовки кориандровых отходов к
.прямой экстракции приведены ниже.
Дробление
Проход дроблении через сито с отверстиями 1,0 мм, %,
не более........................................... 5,0
Кондиционирование
Температура дробленки на выходе из кондиционера, СС	98—100
Влажность дробленки на выходе из кондиционера, %,	9,5—10,5
Получение лепестка
Проход через сито с отверстиями 1 мм, %, йе более .	15,0
Остаток на сите с отверстиями 3 мм, %, не более . .	2,0
Перспективы использования способа прямой экстракции при
переработке других масличных культур. Известен ряд работ по
исследованию прямой экстракции семян некоторых других маслич-
ных культур, в частности хлопчатника (Я- Ф. Кагер, У. X. Хали-
мова, 1972; А. Т. Ильясов и др., 1976). Невысокое содержание мас-
ла в последних создает реальные предпосылки для перевода этой
культуры на прямую экстракцию. Однако применение этого спо-
соба осложняется необходимостью решения некоторых вопросов,
главным образом вопроса подготовки сырья к экстракции. Про-
мышленное его использование для семян хлопчатника осуществле-
255
но в экстракционной установке фирмы «Экстехник» (ФРГ) на за.
воде, построенном в 198,0 г. в Узбекской ССР.
В настоящее время во многих странах ведутся интенсивные ра-
боты в области прямой экстракции масла из семян некоторых вы-
сокомасличных культур, таких как подсолнечник и рапс (Е. Бер-
нардини, 1976). Исследованиями, проведенными в нашей стране
на семенах подсолнечника, установлено, что использование ме-
тода прямой экстракции позволяет в значительной степени улуч-
шить качество получаемых масел и шротов (Л. А. Тарабаричева
1974).
Однако внедрение прямой экстракции сырой подсолнечной
мятки сопряжено с рядом трудностей, связанных прежде всего с
отсутствием достаточных мощностей экстракционных и рафинаци-
онных установок и необходимостью конструирования новых аппа-
ратов для экстракции, • поскольку существующие экстракторы не-
пригодны для извлечения масел из сырой мятки ввиду ее высокой
слеживаемости.
В связи с этим одной из самых сложных задач данного этапа
является разработка способа подготовки высокомасличного мате-
риала к экстракции.
Все работы, проводимые в настоящее время в нашей стране и
за рубежом в области прямой экстракции, ставят перед собой две
задачи: сформировать определенную структуру материала и вы-
брать наиболее подходящий для нее способ экстракции.
Так, в экстракторе «Фильтрекс», учитывая низкую дренажную
способность измельченного материала^ предусмотрена вакуумная
зона для облегчения прохода экстрагента чер* слой.
Фирма «Бернардини» предлагает осуществлять двухстадийную
экстракцию материала в перколяторе и иммерсионном экстракто-
ре с промежуточным его измельчением и одновременным отжимом
растворителя из пор.
Особый интерес представляют предложения фирмы «Шторк»
(Голландия) по приготовлению пористых гранул, применение ко-
торых улучшает гидродинамические условия экстракции частиц в
неподвижном слое. Используя это предложение, фирма «Экстех-
ник» разработала схему подготовки материала к экстракции и са-
мой экстракции гранул во взвешенном состоянии.
В СССР на осйове широких исследований предложен способ
экстракции высокомасличного материала в виде лепестка с исполь-
зованием экстракционных установок, работающих по методу пер-
коляции при затопленном слое материала. Разработаны режимы
получения стойкого лепестка путем механических и интенсивных,
но непродолжительных влаго-тепловых воздействий на матери-
ал. Применение таких режимов обработки ядра позволяет увели-
чить выход масла, повысить степень извлечения фосфорсодержа-
щих веществ, улучшить качество масел и шротов.
Предлагаемый способ отличается большей экономической эф-
фективностью по сравнению с разработанными за рубежом.
Для получения гранул из сырого лепестка подсолнечника, хлоп-
256
Рис. 9-5. Принципиальная схема кондиционера-агломератора фирмы «Шторк»
(Голландия)
чатника, сои предназначен кондиционер-агломератор фирмы
«Шторк» (рис. 9-5), который представляет собой желоб с помещен-
ной внутри воздухораспределительной сеткой 3 специальной кон-
струкции с размером отверстий 0,03—0,08 мм. Желоб укреплен на
рессорах 6 и совершает возвратно-поступательное колебательное
движение с помощью кривошипно-шатунногО механизма 7. По дли-
не он разделен на две зоны: кондиционирующе-агломерационную
и подсушки. В первую подается насыщенный водяной пар, во вто-
рую— горячий воздух. Подвод теплоносителя осуществляется че-
рез патрубки с гибкими шлангами 5, отвод — через патрубки 4.
Для приема поступающего материала служит плетеная сетка 2.
Материал через загрузочный патрубок 1 подается вначале на
плетеную 2, а затем на распределительную сетку 3. Благодаря
колебательно-встряхивающим движениям желоба материал пере-
мещается вдоль сетки и продувается при этом вначале насыщен-
ным паром, а затем горячим воздухом, подаваемыми под сетку.
В результате интенсивного контакта лепестка с паром при движе-
нии его в «кипящем» слое образуются пористые агломераты округ-
лой формы размером в сечении около 3 мм. Скорость воздуха в
каналах кипящего слоя —0,08—0,9 м/с. Температура агломератов
на выходе из аппарата около 55° С.
§ 5. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ЭКСТРАКЦИИ
Для извлечения масла из маслосодержащего материала прин-
ципиально возможно использование двух методов экстракции: ме-
тода настаивания и метода последовательного обезжиривания.
По методу настаивания свежий материал заливается
чистым растворителем. Через некоторое время часть масла пере-
ходит в растворитель, образуется раствор — мисцелла, который за-
тем сливается. Обезжиренный материал снова заливается чистым
растворителем и так повторяется до тех пор, пока не будет извле-
чено почти все масло. Первые порции мисцеллы имеют более вы-
сокую концентрацию, в последующих концентрация убывает. Мно-
тократная обработка материала чистым растворителем протекает
*7—857	257
длительное время и приводит к получению слабоконцентрирован-
ных мисцелл.
При методе последовательного обезжирива-
ния чистый растворитель непрерывно поступает на_максимальнб
обезжиренный материал, а концентрированная мисцёлла^на Све-
жёзагруженное сырьё. Использование этого метода дает возмож-
ность получить более концентрированные мисцеллы и сократить
продолжительность экстракции. В промышленных условиях произ-
водства растительных масел в настоящее время применяется почти
исключительно метод последовательного обезжиривания. Экстрак-
ционные аппараты, работающие по этому методу, делятся на ап-’
параты периодического и непрерывного действия.
При переработке семян подсолнечника и хлопчатника в нашей
стране и за рубежом длительное время использовались экстрак-
торы периодического действия фирмы «Кебер». Для создания не-
прерывности в работе экстракционного цеха использовалась бата-
рея экстракторов из семи, восьми, девяти аппаратов. Установка
работала по методу последовательного обезжиривания. Батарей-
ные установки имели ряд существенных недостатков, свойственных
установкам периодического действия.
Экстракция методом последовательного обезжиривания в аппа-
ратах непрерывного действия позволяет: 1) соблюдать принцип
противотока и применять метод последовательного обезжиривания
в одном аппарате; 2) повысить безопасность работы путем авто-
блокирования электродвигателей, машин и аппаратур экстракци-
онного цеха; 3) осуществить полную механизацию всех операций
цеха .и автоматизировать большинство из них; 4) значительно со-
кратить количество оборотного растворителя в производстве.
Все экстракторы непрерывного действия работают по методу
последовательного обезжиривания.
Для перемещения материала и обеспечения непрерывной ра-
боты экстрактора используются различные рабочие органы в виде
вертикальных и горизонтальных шнеков; тарелок или системы пря-
мых и обратных сетчатых воронок, набранных на вращающемся
валу; вертикальных и наклонных ковшовых транспортеров; камер
(корзинок), перемещающихся в горизонтальной плоскости по замк-
нутой кривой; горизонтальных ленточных и ленточно-рамных
транспортеров*; ротационных камер с зеерными неподвижными или
откидными днищами.
Такое разнообразие механизмов для перемещения материала е
экстракторах не позволяет классифицировать их по этому второ-
степенному чисто конструктивному признаку. Ввиду этого в на-
стоящее время общепринятой является классификация экстракто-
ров по такому важному технологическому, обобщающему призна-
ку, как характер взаимодействия экстрагируемого материала и
растворителя, — способу экётракции.
По этому признаку различают три вида экстракторов.
1) экстракторы, работающие по способу погружения экстраги-
руемого материала в противоточно движущийся растворитель;
258
2) экстракторы, работающие по способ)' многоступенчатого
потивоточного орошения растворителем материала, перемещаемо-'
го каким-либо транспортным механизмом;
3) экстракторы, работающие по смешанному способу, при ко-
тором на первой стадии свежий материал замачивается и экстра-
г1!руется концентрированной мисцеллой, а на второй окончательно
обезжиривается путем многоступенчатого орошения мисцеллой и
чистым растворителем.	,
При экстракции способом погружения (иммер-
сионным) извлечение масла происходит бесступенчато в условиях
абсолютного противотока. При этом способе большое значение
имеет протяженность экстракционной трассы и количественное со-
отношение экстрагируемого материала и растворителя.
Для экстракторов, работающих по способ)' погружения, харак-
терны следующие достоинства: простота конструктивного оформле-
ния и небольшие площади, занимаемые экстракторами; высокий
коэффициент использования их геометрического объема (до 95—
98%) и меньшая возможность образования в аппаратах взрыво-
опасных смесей воздуха и паров растворителя.
Наряду с этим экстракторы, работающие по такому способу,
имеют следующие недостатки: получение мисцелл с низкой ко-
нечной концентрацией (15—20%); нарушение структуры материа-
ла при его перемещении и связанное с этим помутнение мисцеллы,
осложняющее ее фильтрацию; большая габаритная высота аппа-
ратов; возможность вымывания и уноса с мисцеллой частиц экст-
рагируемого материала и его всплывания, когда плотность мате-
риала ниже плотности конечных мисцелл.
£При экстракции способом многоступенчатого ороше-
ния (перколяционным) масло извлекается в условиях относи-
тельного противотока, так как здесь перемещается только раство-
ритель, а материал, как правило, остается в покое на ленте, в ков-
ше, в секциях ротора, корзинке и т. д.
Экстракторы, работающие по этому способу, имеют следующие
достоинства: получение мисцелл повышенной концентрации (25—
35%), что позволяет снизить соотношение количества растворите-
ля и экстрагируемого материала и уменьшить расход тепла (па-
ра) на дистилляцию мисцеллы; повышение чистоты получаемой
мисцеллы благодаря ее самофильтрации через слой экстрагируе-
мого материала; относительно небольшая высота экстракторов.
К недостаткам способа многоступенчатого орошения необходи-
мо отнести: невысокий коэффициент использования геометрическо-
го объема экстрактора (не выше 45%) и возможность образова-
ния взрывоопасных концентраций смеси паров растворителя и воз-
духа внутри аппарата; сложные коммуникации циркуляционной
системы растворителя и мисцеллы и большое количество насо-
сов; сложная кинематическая схема привода аппарата.
При смешанном способе экстракции используют-
ся преимущества как способа погружения, так и способа много-
ступенчатого орошения. На стадии погружения в прямоточно дви-
17*
259
жущийёя растворитель (мисцеллу), осуществляемой в специальном
аппарате, обеспечивается замачивание и перемешивание экстра-
тируемого материала. Это ускоряет переход в мисцеллу основного
количества масла. Окончательное обезжиривание происходит в
другом аппарате при ступенчатой промывке экстрагируемого ма-
териала мисцеллой убывающей концёнтрации и чистым раствори-
телем. Мисцелла на этой стадии подвергается самрфильтрации
через слой материала в условиях свободного стока или принуди-
тельного отсоса. Получаемая по этому способу мисцелла имеет вы-
сокую концентрацию и чистоту.
§ 6. ЭКСТРАКЦИЯ МАСЕЛ В АППАРАТАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Экстракторы, работающие по способу погружения экстрагируе-
мого материала в растворитель. Экстракторы этого типа представ-
лены в основном двумя видами аппаратов: вертикальными шнеко-
выми и башенными экстракторами.
' Вертикальные шнековые экстракторы применялись в СССР в
виде трех моделей: НД-1000, НД-1250 и НД-1250 модернизирован-
ная. Все эти модели экстракторов имеют принципиально одинако-
вую конструкцию рабочих органов, но разный внутренний диаметр
корпуса: 1000 и 1250 мм. Наибольшее распространение на отече-
ственных заводах в настоящее время получил экстрактор НД-1250.
Модернизированный шнековый ^экстрактор
НД- 1250 (рис. 9-6) состоит из загрузочной колонны с деканта-
тором 2, горизонтального передаточного шнека 1 и экстракцион-
ной колонны 11. Корпус каждой колонны состоит из Отдельных
царг, которые соединены между собой фланцами. Внутри корпуса
помещаются рабочие шнеки 3, приводимые во вращение электро-
двигателями через соответствующие редукторы. Шнеки загрузоч-
ной и экстракционной колонны, кроме того, имеют конические зуб-
чатые передачи, а передающий шнек — пару цилиндрических ше-
стерен. . •
В верхней части шнекового вала экстракционной колонны ук-
реплены лопасти сбрасывателя шрота 9, приводимого в движение
от редуктора экстракционной колонны через цепную передачу.
Шнековый вал экстракционной колонны, как и другие шнеки экст-
рактора, вращаются по часовой стрелке. Лопастной сбрасыватель
вращается против часовой стрелки, делает 27 об/мин и сбрасывает
шрот из экстрактора через два цатрубка.
Для предотвращения проворачивания материала к внутренним
стенкам корпуса передающего шнека и экстракционной -колонны
по всей их высоте крепятся направляющие’планки. Для прохода
растворителя рабочие шнеки экстрактора делаются перфорирован-
ными.
Изменение частоты вращения шнекового вала загрузочной ко-
лонны с помощью вариатора позволяет менять в некоторых преде-
лах время пребывания материала в экстракторе. Продолжитель-
ность одного оборота шнека загрузочной колонны может изме-
260
пяться с помощью вариатора
в пределах 42—240 с. Продол-
жительность одного оборота
для передаточного шнека 61 с,
а для шнека экстракционной
колонны 72 с. Шаг верхнего
приемного витка шнека состав-
ляет 460 мм, шаг остальных
витков загрузочной колонны
560, а в передающем шнеке и
экстракционной колонне —
450 мм.
Декантатор 6 представляет
собой цилиндр диаметром
2,2 м с конусным основанием.
В конической части декантато-
ра установлены три направля-
ющие пластины 4, препятству-
ющие проворачиванию мате-
риала при продвижении его по
шнеку. На верхнюю полумуф-
ту вала надет распределитель-
ный зонт 5, вращающийся
вместе с валом, а на цилин-
дрической части отстойника
установлены три патрубка, от-
водящих мисцеллу из экстрак-
тора. В дальнейшем в деканта-
тор дополнительно были уста-
новлены элементы тонкослой-
ного отстаивания.
При работе экстрактора
центральная 7 и наклонная
8 питающие течки заполнены
непрерывно опускающимся ма-
териалом, который в коничес-
кой части декантатора образу-
ет фильтрующий слой.
Экстрагируемый материал,
Рис. 9-6. Модернизированный шнековый
экстрактор НД-1250
пройдя загрузочную колонну, на-
правляется вниз к передаточному горизонтальному шнеку, имею-
щиеся на внутренней поверхности корпуса экстрактора планки
препятствуют проворачиванию материала и обеспечивают его . по-
ступательное движение к вертикальному шнеку экстракционной
колонны. При вращении шнека благодаря тормозящим планкам
12, расположенным на внутренних стенках корпуса, экстрагируе-
мый материал поднимается вверх до выгрузных отверстий, с по-
мощью сбрасывателя подается в течку 10 и выводится Из экстрак-
тора.
Растворитель подается в экстракционную колонну и, пройдя
261
противотоком навстречу материалу по всей экстракционной трас-
се, извлекает находящееся в нем масло. В верхней части загрузоч-
ной колонны мисцелла фильтруется через слой материала в декан-
таторе, частично отстаивается в его расширенной части и выходит
из экстрактора с содержанием частиц экстрагируемого материала
около 0,4% по массе.
В зависимости от структуры материала в работу включается
верхний или нижний ряд форсунок экстракционной колонны, и зо-
на стока растворителя из материала изменяется по высоте от 3860
до 2860 мм.
Первый серийный экстрактор НД-1250 имел производитель-
ность 340 т в сутки семян подсолнечника и хлопчатника. При мо-
дернизации экстрактора были выполнены в основном следующие
изменения в его конструкции:
1)	вместо зеерного фильтра-цедилки установлен декантатор,
позволяющий осуществить самофильтрацию конечной мисцеллы
через слой экстрагируемого материала и ее частичное отстаива-
ние;
2)	высота экстракционной колонны увеличена на 2,0—2,3 м, что
позволило несколько снизить и стабилизировать бензиноемкость
шрота на уровне 29—32%, повысить напор растворителя и улуч-
шить гидродинамические условия процесса экстракции;
3)	осуществлена рециркуляция мисцеллы и размыв запрессо-
вок с помощью самоочищающихся форсунок.
Модернизация экстрактора НД-1250 позволила повысить его
производительность с 340 до 400 т/сут семян, что потребовало и
некоторой модернизации экстракционной линии в целом, выразив-
шейся в повышении мощности существующих шнековых испарите-
лей с увеличением количества секций в них с шести до восьми и
переходе от-двухступенчатой дистилляции мисцеллы к трехступен-
чатой.
В целом модернизация экстракционной линии НД-1250, осуще-
ствленная впервые на ряде заводов в 1972—1973 гг., дала возмож-
ность повысить ее мощность на 18%, снизить удельный расход
электроэнергии на 10% и расход растворителя на 1,5 кг/т перера-
батываемых семян и повысить производительность труда в экст-
ракционных цехах на 20%.
Практика промышленной эксплуатации модернизированных
линий НД-1250, а также внедрение в производство некоторых но-
вых разработок и исследований ВНИИЖа и кафедры технологии
жиров КПИ выявили возможность дальнейшего усовершенство-
вания и наращивания мощности этих установок при переработке
семян подсолнечника.
В 1976 г. на Аткарском МЭЗе была впервые осуществлена мо-
дернизация экстракционной линии НД-1250, позволившая довести
ее мощность до 500 т/сут семян подсолнечника. Для такого нара-
щивания мощности линии помимо перечисленных выше усовершен-
ствований самого экстрактора НД-1250 потребовалось провести
модернизацию различных узлов экстракционной линии. Описание
Технических мероприятий, обеспечивающих наращивание мощно-
сти экстрактора и всей линии НД-1250 до 500 т/сут будет дано
Снже одновременно с описанием технологической схемы модерни-
Сированнор экстракционной линии (см., главу 13).
Башенный экстрактор фирмы «Олье» (Франция)
Предназначен для экстракции масла из жмыха двукратного прес-
сования в виде крупки.
е
Экстрактор «Олье» состоит из вертикальной цилиндрической колонны и на-
клонной ковшовой иории, которые связаны в общую конструкцию.
Жмыховая крупка поступает в колонну и движется вниз под действием соб-
ственного веса. Для улучшения контакта с растворителем внутри цилиндрической
колоииы чередуются неподвижные перфорированные откосы и вращающиеся на
валу конусы, благодаря чему поток материала то сужается, то расширяется.
Из нижней части экстрактора вертикальным шнеком-питателем материал про-
двигается к основанию ковшовой наклонной нории, которая сетчатыми ковшами
поднимает экстрагируемый материал через слой растворителя. В верхней части
ковши проходят зону стока длиной около 3 м. На пустые ковши для промывки
отверстий подается струя бензина, поступающего на экстракцию. Растворитель
поступает в верхнюю часть наклонной ковшовой нории н движется противоточно
по отношению к материалу через наклонную ковшовую норию и вертикальную
цилиндрическую колонну экстрактора. Мисцелла, пройдя самофильтрацию через
слой материала в конической части декантатора и отстаивание в его цилиндриче-
ской части, выводится из экстр'актора.
Для поддержания постоянного слоя материала в декантаторе на редлер, пи-
тающий экстрактор, подается избыток материала, который сбрасывается в,бу-
ферный бункер, установленный рядом с экстрактором и обеспечивающий равно-
мерную н постоянную его загрузку.
Башенный экстрактор «Олье» должен работать на крупке толщиной 3—4 мм
при влажности 6—8,5% и масличности до 13% при полном отсутствии жмыховой
муки.
На Одесском МЖК на экстракцию подается крупка после однократного фор-
прессования масличностью до 16%, влажностью 3,5—4,5%, проход через сито с
отверстиями 1 мм составляет около 12%. Производительность экстрактора 250—
340 т/сут. Масличность шрота при фактической влажности—1,3—1,5%, концент-
рация мисцеллы — 9—10%, отстой мисцеллы по’массе после декантатора—0,4—
1,0%.
Бензоемкость шрота на выходе из экстрактора (на сухое обезжиренное ве-
щество)—22,0%.
Экстракторы «Олье», работающие на предприятиях СССР, реконструированы.
Сущность реконструкции состоит в том, что наклонная цепная нория экстрактора,
часто подвергавшаяся поломкам, заменена экстракционной колонной вертикаль-
ного шнекового экстрактора НД-1250. Соединение этой колонны с вертикальной
приемной колонной типового экстрактора «Олье» было осуществлено с помощью
поперечного шнека по образцу вертикальных шнековых экстракторов. Благодаря
модернизации производительность экстрактора была увеличена без повышения
масличности шрота.
' Экстракторы, работающие по способу многоступенчатого оро-
шения экстрагируемого материала растворителем. В этих экстрак-
торах процесс извлечения масла происходит, как правило, проти-
воточно с рециркуляцией мисцеллы. В ходе рециркуляции на мате-
риал в каждой ступени подается мисцелла, откачиваемая из
сборника, расположенного под той же ступенью экстракции. Раз-
ность концентрации по ступеням при этом обеспечивается за счет
переливания мисцеллы из сборника низкой концентрации к сбор-
нику более высокой концентрации.
263
5
СП
а
I
Рнс. 9-7. Ленточный экстрактор МЭЗ:
1 — вода, 2 бензин; 3' — смесь бензина и воды; 4' — мисцелла; 5' —» воздушно-паровая смесь; 6' — мисцелла
Ленточный экстрактор МЭЗ (рис. 9-7) работает по(
способу многократного ступенчатого орошения экстрагируемого,
материала растворителем.	с
Характерной чертой конструкции ленточных экстракторов типа,
МЭЗ и фирмы «Де-Смет» является использование только верхней
ветви ленточного транспортера, неподвижное пребывание экстра-
гируемого материала на ленте, отсутствие четкого разделения сту-
пеней при рециркуляции мисцеллы и невысокий коэффициент ис-
пользования объема экстрактора для полезной работы, составляю-
щий около 25%~^Основным рабочим органом экстрактора является
горйзонтальньти сетчатый ленточный транспортер 4. При общей
длине ленты 3,8^ м рабочей является верхняя ее часть длиной
14,4 м. Ширина слоя материала на ленте 2,4 м при высоте слоя от
0,8 до 1,4 м. «Лента транспортера состоит из двух параллельно рас-
положенных бесконечных цепей и прикрепленных к ним каркасных
рамок с перфорированными пластинами, затянутыми специальной
плетеной сеткой. Бесконечные 'цепи ленты подвешиваются на две
пары звездочек 2 (ведущая) и 13 (ведомая).
Привод ведущих звездочек 2 осуществляется через вариатор,
редуктор и храповой механизм от электродвигателя. Скорость лен-
ты может изменяться с помощью вариатора от 0,5 до 5 м/ч, но,
как правило, составляет 4,5—5,0 м/ч.
В верхней части корпуса экстрактора 1, установленного на опо-
рах 17, над загрузочным бункером 10 расположен шлюзовой за-
твор, загрузочный бункер оборудован ограничителями уровня 11 и
12, благодаря которым в бункере автоматически поддерживается
необходимый слой материала, являющийся затвором, прерятству-
ющим выходу паров растворителя в окружающее пространство.
В нижней части загрузочного бункера расположен вертикаль-
но шибер '9, при помощи которого на ленте экстрактора устанав-
ливается слой материала высотой от 0,8 до 1,4 м. Над слоем рас-
положены в два ряда оросители 6, при помощи которых обеспечи-
вается равномерное орошение материала по всей его ширине на
ленте экстрактора. Под верхним полотнбм ленты расположен сбор-
ник промывного бензина а и восемь мисцеллосборников (б—к) со-
ответственно количеству ступеней экстракции. Каждый из восьми
сборников питает мисцеллой соответствующую секцию одного из
блоко’в центробежных насосов 15 и 16. Конечная мисцелла перед
выходом из экстрактора собирается в сборнике 24.
Промывка ленты экстрактора производится чистой концентри-
рованной мисцеллой через перфорированные трубки 14 и 18.
Промывная мисцелла собирается в сборниках 22 и 23, которые
расположены под нижним полотном ленты.
Экстрагируемый материал в виде жмыховой крупки или лепест-
ка через шлюзовой затвор подается в бункер 10, откуда постепен-
но увлекается ленточным транспортером.
Во время движения ленты материал подвергается орошению
сначала крепкой мисцеллой, а затем мисцеллой убывающей кон-
центрации.
265
Верхний слой материала прочесывается грабельными рыхлите-
лями 7, которые выполняют двоякую функцию: восстанавливают
хорошую проницаемость материала, мелкие частицы которого спо-
собны слеживаться, и создают валики из материала, разделяющие
зоны орошения и препятствующие смешиванию мисцеллы разной
концентрации на поверхности экстрагируемого материала.
Перед разгрузочным бункером 21 материал орошается чистым
растворителем, который подается через перфорированную трубку
оросителя 5. Затем материал проходит зону стока растворителя,
составляющую около 2 м по длине ленты.
Обезжиренный материал разрыхляется при помощи роторного
рыхлителя 3 и сбрасывается с ленты в бункер 21, откуда двусто-
ронним лопастным шнеком двумя потоками выводится из экстрак-
тора.
Схема движения растворителя и мисцеллы в экстракторе пре-
дусматривает смачивание свежего материала концентрированной
мисцеллой при поступлении его на ленту, восемь ступеней рецир-
куляции мисцеллы, орошение материала чистым' растворителем и
сток растворителя из обезжиренного материала.
Подогрев мисцеллы и бензина, подаваемых насосом 20, преду-
смотрен в теплообменниках 19.
Чистый растворитель подается в конце цикла экстракции, про-
ходит через слой материала, извлекает остатки масла, и получен-
ная первая слабая мисцелла постепенно накапливается в коничес-
ком- мисцеллосборнике а.
В перегородках, разделяющих мисцеллосборники, имеются цр-
реливные отверстия, которые располагаются так* что избыток мис-
целлы последовательно переливается каскадом от сборника а до
сборника к.
Ввиду того что растворитель на промывку материала поступа-
ет непрерывно, избыток его из сборника а перетекает в сборник
б, откуда онределенное количество мисцеллы откачивается первым
насосом блока 16 на материал, перемещающийся в это время над
сборником б. Из сборника б избыток мисцеллы перетекает в сбор-
ник в и далее в сборники г, д и т. д.
Рециркуляция мисцеллы на участке мисцеллосборнщбов б, в,
г, д (V—VIII ступени экстракции) осуществляется четырехсекци-
онным блок-насосом 16, а на участке сборников е, ж, з, и (I—IV
ступени экстракции) — блок-насосом 15.
Мисцелла после промывки ленты из сборников 22 и 23 подается
на качающийся ороситель 8 и поступает для смачивания свежего
материала на I ступени экстракции. Здесь загрязненная промывоч-
ная мисцелла самофильтруется через слой материала, дополни-
тельно насыщается маслом и собирается в сборнике к. В сборник
к из сборника .и протекает также концентрированная мисцелла.
Отвод конечной мисцеллы из экстрактора обычно производится из
мисцеллосборников к и л самотеком в мисцеллопромыватель.
Экстрактор работает под слабым, разрежением.
266
Режим работы экстрактора при переработке лепестка форпрес-
хового подсолнечного жмыха, крупки, форпрессового хлопкового
ткмыха и сырого соевого лепестка приводится ниже.
Производительность экстрактора по семенам, т/сут
подсолнечника и хлопчатника ......................... 380
сои.................................................. 140
Продолжительность экстракции, мин................. 190—170
Количество подаваемого в экстрактор бензина, м3/ч .	5—6
Температура подаваемого в экстрактор бензина марки
А, °C, не выше.................................... 50	'
Температура подогрева мисцеллы по ступеням экстрак-
ции при использовании бензина марки А, °C, ие выше .	55
Количество рециркулирующей мисцеллы, подаваемой на
каждую ступень экстракции, м3/ч, не более......... 20
Масличность шрота при влажности 9,0% (%,не выше)
при переработке
подсолнечника и хлопчатника ...................... 1,0
сои..............................................	0,6—0,7
Концентрация мисцеллы (%, не более) при переработке
подсолнечника и хлопчатника....................... 25—30
сои............................................. 25—35
Отстой в мисцелле, мае. %, не более............... 0,03
Л е н т о ч н о-p амочный экстрактор «Л у р г и» сочетает в себе . осо-
бенности горизонтальных ленточного и ковшового экстракторов.	\
В СССР эксплуатируются два однотипных экстрактора различной произво-
дительностью— «Лурги-100» и «Лурги-200». Экстрактор (рис. 9-8) состоит из
корпуса 8, загрузочного бункера 5, рамочного конвейера 6 общей длиной 31,0 м
при рабочей длине 21,7 м с трехсторонними рамками 7, вместимостью 0,4 м3 в
количестве 62 шт., двух зеерных ленточных транспортеров 2 — верхнего длиной
11,0 и нижнего длиной 13 м, служащих ложными днищами рамок.
Рис. 9-8. Экстрактор «Лурги»
267
Под верхней зеерной лентой находятся верхние промежуточные мисцелло-
сборники для крепких мисцелл 3, а под нижней лентой — мисцеллосборники /.
Последние расположены на одном уровне, но в два ряда, один за другим, и на
рисунке совмещены. В правые (по ходу движения материала со стороны за-
грузки) сборники ж, з, и, к собираются крепкие мисцеллы, стекающие по пере-
ливным трубкам 4 из верхних промежуточных сборников 3. В сборники а, б, в,
г, д левого ряда сливаются слабые мисцеллы непосредственно с нижней экстрак-
ционной трассы. В сборнике е собирается мисцелла, стекающая с верхней экст-
ракционной трассы после промывки рамок. Перелив мисцеллы из сборников ле-
вого ряда в сборники правого ряда производится через сборник д в сборник ж.
Для проэкстрагированного материала предусмотрен разгрузочный бункер 9 со
шнеком 1Q.
Экстрагируемый материал в виде жмыховой крупки или лепестка поступает
в загрузочный бункер 5 и при помощи четырех горизонтальных шнеков загружа-
ется в рамки, двигающиеся по верхней экстракционной трассе. В наполнительные
шнеки для замачивания свежезагружаемого материала подается концентрирован-
ная мисцелла.
Рамочный и зеерные транспортеры приводятся от одного электродвигателя,
движутся синхронно, благодаря чему зеерная лента, пока рамка находится в
пределах верхнего или нижнего зеерного транспортера, Выполняет роль ложного
днища и поддерживает материал, находящийся в рамках.
Перемещение материала с верхней трассы на нижнюю происходит в момент
., выхода рамки за пределы верхней зеерной ленты. Материал пересыпается в сво-
бодную рамку нижней движущейся ветви рамочного конвейера, поддерживается
в рамках нижней зеерной лентой и движется вместе с ней по нижней экстракци-
онной трассе в обратном направлении. Таким образом, отличительной особенно-
стью экстрактора является использование двух ветвей рамочного конвейера для
рабочего цикла экстракции. При перемещении рамок вдоль экстрактора на верх-
нем и нижнем зеерных транспортерах экстрагируемый ...материал с помощью
струйных оросителей 11 противоточно орошается мисцеллой с постепенно убы-
вающей концентрацией, а иа конечной стадии экстракции орошение производится
чистым растворителем. Пройдя зону стока растворителя, составляющую по
длине ленты около двух метров, обезжиренный материал (шрот) высыпается в
разгрузочный бункер 9 в момент выхода рамки за пределы нижней зеерной лен-
ты и при помощи лопастного шнека 10 выводится из экстрактора и передается
на дальнейшую обработку.
В схеме движения растворителя и мисцеллы в экстракторе предусмотрено
смачивание свежего материала концентрированной мисцеллой перед загрузкой
его в рамки, восемь ступеней рециркуляции мисцеллы, орошение материала чи-
стым растворителем на конечной стадии процесса, сток растворителя из обезжи-
ренного материала, фильтрация конечной мисцеллы через слой предварительно
промытого материала.
Для подогрева мисцеллы и бензина предусмотрены теплообменники 12.
Подача свежего растворителя и рециркуляция мисцеллы осуществляется на-
сосами 13.
Орошение обезжиренного материала чистым растворителем производится
через оросительную трубку в конце нижней зеерной ленты со стороны разгру-
зочного бункера.
Производительность циркуляционных насосов регулируется при помощи
кранов в зависимости от проницаемости слоя на участке экстракционной трассы,
куда соответствующим оросителем направляется мисцелла.
Внутри корпуса экстрактора поддерживается слабое разрежение. ' •
Режим работы экстрактора приведен ниже.
Производительность экстрактора по экстрагируемому
материалу, т/сут................................... ,95
Рабочая скорость ленты, м/ч........................ 8—10
Продолжительность экстракции, мин.................. 130—160
Толщина слоя материала, м, не более . ............. 0,7
Количество подаваемого в экстрактор бензина, м3/ч . .	3,0—4,5
Температура подаваемого в экстрактор бензина марки
А, °C, не выше .................................... 55
. 268
Количество рециркулирующей мисцеллы на каждой сту-
пени, м3/ч, не более............................. 10
Масличность шрота при влажности 9,0%, %, не более .	1,0
Концентрация мисцеллы, %............................ 25—35
Отстой мисцеллы, мае. %, не выше...........-	. . .	0,007
Горизонтальный ковшовый экстрактор фирмы «Д ж а н а ц-
а» (рис. 9-9) состоит из герметически закрытого корпуса 1, двух параллельных
бесконечных шарнирных цепей 2, приводных и натяжных звездочек 3, ковшей 5
1 условно показали один ковш из общего числа 38 штук), оросителей 6, мисцел-
лосборников от «а» до «и» с переливными трубами 7, разгрузочного бункера для
шрота 8.
Сверху на корпусе экстрактора находится загрузочное устройство 4, а под
экстрактором, на полу первого этажа, установлены циркуляционные насосы для
бензина и мисцеллы Hi—Hs и транспортер для шрота 9.
Ковши экстрактора размером 1600X500X390 мм и вместимостью 0,3 м3 с
двух сторон шарнирно подвешены к двум цепям и непрерывно движутся сначала
по верхней экстракционной трассе, а затем по нижней — в обратном направле-
нии. Днище и боковые стенки ковша до высоты 290 мм выполнены в виде колос-
никовой решетки с зазорами 1,0—1,5—2,0 мм.
Оросители для мисцеллы и чистого растворителя выполнены в виде желобов
длиной 1400 мм с зубчатыми верхними кромками боковых стенок. Подводящая
труба крепится к центру желоба и имеет зонт для равномерного распределения
струи.
Такой тип оросителей позволяет подавать на рециркуляцию мисцеллу с меха-
ническими взвесями, что исключает скопление частиц материала в конусах мис-
целлосборников. Оросители промываются от залегающего в них материала при
периодическом увеличении напора струи жидкости, что регулируется кранами.
Экстрактор имеет восемь ступеней экстракции (рециркуляции мисцеллы) и
соответствующее им количество мисцеллосборников, а также один сборник для
промывной мисцеллы. Мисцеллосборники находятся под верхней и нижней эк-
стракционными трассами и служат для сбора рециркулирующей мисцеллы от
всех восьми ступеней орошения. Для сбора мисцеллы с V—I ступени предназна-
чены мисцеллосборники д, е, ж, з, и, а для сбора VIII—VI ступени — сборники
б, в, г. Сборник а служит для сбора мисцеллы после промывки ковшей. Из сбор-
ника в сборник мисцелла перетекает по трубам 7. Рабочий уровень в конусах
Рис. 9-9. Экстрактор «Джанацца»
269
мисцеллосборников поддерживается автоматическим регулятором. В каждом
мисцеллосборнике для подогрева мисцеллы установлен паровой змеевик.
В загрузочное устройство экстрактора входит бункер, шлюзовой затвор с
регулируемо^ частотой вращения, шнековый питатель-смеситель, где экстрагируй
мый материал перемешивается с концентрированной мисцеллой. Внутри экстрак!
тора для приема смоченного материала имеется наклонный лоток, в конце кого-
рого установлен шибер, движущийся в вертикальной плоскости. Открытие и за.
крытне его механически связано с движением ковша, что обеспечивает пернодцч.
ность подачи материала из лотка питателя в ковш и исключает его попадание
между ковшами. Питатель н экстрактор работают под слабым разрежением.
Предварительно смоченный растворителем материал из питателя самотеком
поступает в тот ковш экстрактора, который находится под загрузкой и остается
в нем в покое в течение всего процесса экстракции. После окончания цикла эк-
стракции каждый ковш автоматически опрокидывается над разгрузочным бунке-
ром и полностью освобождается от шрота. Из разгрузочного бункера 8 шрот по-
ступает на герметичный скребковый транспортер 9.
После промывки днища ковш возвращается в исходное положение и цикл
экстракции повторяется.
В экстракторе предусмотрено замачивание свежего материала концентриро-
ванной мисцеллой, восемь ступеней рециркуляции мисцеллы, промывка материа-
ла растворителем, зона стока растворителя.
Режим работы, экстрактора при переработке семян льна приведен ниже.
Производительность по семенам, т/сут............. 100—105
Продолжительность экстракции,	мин............... 68—70
Масличность форпрессового жмыха,	%............... 14—15
Влажность лепестка, %................................. 8—10
Масличность шрота, %............................. 0,8—1,0
Влажность шрота, %........................*,••••
Концентрация мисцеллы, %..................../'....	23
Экстрактор Вольмана (рис. 9-10)'—вертикальный, ковшовый, двух-
ступенчатый, выпускается фирмами «Френч», «Лурги», «Роуздаунс» и исполь-
зуется для переработки сырого соевого лепестка, жмыхового лепестка подсолнеч-
ника, арахисовых и других семян.
Эти экстракторы имеют от 24 до 38 ковшей, а производительность их колеб-
лется от 275 до 405 т семян в сутки при масличности шрота около 1% и кон-
центрации мисцеллы 13%. Фирма «Френч» рекомендует при подаче экстрагируе-
мого материала в ковши производить предварительное замачивание сырья креп-
кой мисцеллой в специальном устройстве.
Этот тип экстрактора эксплуатируется на предприятиях ряда зарубежных
стран.
Корпус экстрактора 1 имеет в поперечном сечении форму прямоугольника и
состоит из четырех царг. На верхней царге (крышке) экстрактора укреплен пи-
татель-порпионник 2-е нижними и верхними шиберами 3.
Между двумя вертикальными параллельно расположенными цепями шарнир-
но подвешиваются ковши 4. Цепи натянуты между звездочками 5.
Ковш имеет в торцах карманы, через которые в экстрактор вводится с по-
мощью форсунок слабая мисцелла (правая нисходящая ветвь) или чистый раст-
воритель (левая восходящая ветвь).
В нижней части ковша карманы соединяются между собой двенадцатью
трубками, имеющими снизу отверстия диаметром 1,5 мм, через которые раство-
ритель или мисцелла’орошают материал в нижерасположенных ковшах.
Как бензин, так и мисцелла поступают одновременно только в два кармана
ковша, обращенных непосредственно в сторону форсунок.
К внутренним стенкам экстрактора вдоль обеих параллельных ковшовых це-
пей крепятся вертикальные направляющие планки, в пазах которых движутся
вилки с пальцами, фиксирующие горизонтальное положение ковшей.
Для поворачивания ковша на стенке корпуса в верхней части крепится гре-
бенка. При движении пальцев диска ковша по гребенке ковш поворачивается на
180°, освобождается от материала, поворачивается еще раз на 180° и, становясь
а начальное положение, подходит для
загрузки под нижнее отверстие бункера-
питателя..
Бункер с разгрузочными шнеками 6
служит для приема проэкстрагировэн-
ного материала и вывода его из экст-
рактора.
Особое значение имеет кулачковый
дисковый распределительный механизм,
определяющий последовательность и
продолжительность открывания шиберов
питателя и рычажных клапанов для чи-
стого растворителя или мисцеллы.
В момент подхода ковша под за-
грузку при помощи одного из кулачков
открывается клапар слабой мисцеллы, и
оиа через четыре дырчатые трубы оро-
шает ковш и промывает его*сетки. Пос-
ле промывки при помощи другого ку-
лачка и троса открываются нижние ши-
беры бункера-порционника и материал
пересыпается в ковш. Затем нижние
шиберы закрываются, открываются
верхние и материал из верхней камеры
порционника пересыпается в среднюю,
откуда н подается для загрузки следую-
щего ковша.
На I ступени экстракции в ковши
правой стороны экстрактора прямоточно
подается слабая мисцелла, в ковши ле-
вой стороны противоточно подается чи-
стый растворитель, и таким образом
экстракция протекает в две ступени.
На линии свежего материала идет
насыщение маслом слабой мисцеллы пу-
тем прохождения ее через слои матери-
ала в ковшах.
Крепкая мисцелла, вытекающая из
ковшей, собирается в нижней камере н
отводится на фильтр крепкой мисцеллы.
Чистый бензин, подогретый в подогре-
вателе, орошающий частично обезжи-
ренный материал, пройдя через карма-
ны в ковши левой стороны, несколько
насыщается маслом и откачивается на
фильтр слабой мисцеллы.
На участке от верхней бензиновой
форсунки до начала опрокидывания
ковша из обезжиренного материала че-
рез сетки ковша стекает растворитель.
Освободившись от шрота и повер-
нувшись на 360°, ковш становится в пер-
воначальное положение, которое фиксируется заходом пальцев вилки в направ-
ляющие пазы. Подойдя под воронку нижией камеры порционника, ковш вновь
орошается мисцеллой, и цикл экстракции повторяется.
Корзиночный горизонтальный- экстрактор «Окрим»
(рис. 9-11) сконструирован в виде карусели с корзинами, перемещающимися по
эллиптической кривой и в установленной последовательности проходящими обыч-
ный цикл экстракции. Корпус экстрактора 1 имеет эллипсовидную форму (кор-
пус и весь экстрактор условно показаны развернутыми в линию). Внутри него
расположены два монорельса 2, на верхней крышке — бункер 3 с питателем в
~3киирилиру1.пш
материал
□
□
□
1
Рис. 9-10. Экстрактор Вольмана
Ml
ф, 1200
3700
271
виде шлюзового затвора, а в нижней части корпуса — семь мисцеллосборииков А—
Ж с греющими паровыми змеевиками для поддержания необходимой температуры
мисцеллы. На рис. буквами а—ж обозначены линии рециркуляции мисцеллы от
соответствующих сборников А~Ж- В нижней части корпуса помещается разгру-
зочный бункер 5, снабженный, как и питатель, специальным вибратором для
предотвращения слеживания материала.
Основным рабочим органом экстрактора являются 22 тележки-корзинкн 4.
Тележки (рис. 9-12) через равные промежутки при помощи уголковых полочек
2, приваренных к корпусу тележки 1, односторонне крепятся к движущейся бес-
конечной цепи и опираются двумя боковыми роликами 3 на круговые боковые
монорельсы. Тележки имеют откидные сетчатые днища 4 с роликами 5, свободно
катящимися по специальным направляющим планкам, благодаря чему днище
удерживается в закрытом положении в течение всего периода экстракции. Над
разгрузочным бункером" направляющие планки обрываются и днище тележки,
подходящей на разгрузку, не имея опоры, открывается и ударяется об аморти-
затор, установленный на дальней по ходу тележки стороне разгрузочного бунке-
ра, в который затем высыпается шрот. Нижние ролики тележки после ее раз-
грузки, пройдя бункер, вновь попадают на планки, отогнутые здесь книзу, и
днище при. дальнейшем движении тележкн поджимается к ее корпусу. Корзинка,
готовая к новой загрузке, подходит под загрузочный бункер экстрактора. Полез-
ный объем каждой тележки составляет 1,5 м3, н в нее вмещается 720 кг жмы-
хового лепестка при высоте его слоя 1,3—1,4 м.
Привод цепи тележек сблокирован с приводом питателя таким образом, что
выгрузка материала из последнего происходит точно в момент подхода под него
опорожненной тележки. Движение цепи и прикрепляемых к ней корзин происхо-
дит скачкообразно в течение 1 мнн, после чего корзины находятся под орошением
в неподвижном состоянии в течение 10 мин. Однако это время может меняться
в соответствии с заданным режимом экстракции, для чего привод цепи экстрак-
тора имеет вариатор скоростей. Режим экстракции, т. е. режим движения теле-
жек, загрузки н разгрузки регулируется по автоматическому часовому прибору.
Когда свободная корзина находится под загрузкой, включаются в работу
оросительные устройства и мисцелла или растворитель подаются на орошение
материала в соответствующих заполненных корзинах. Уровень мисцеллы в сбор-
никах каждой ступени экстракции регулируется автоматически при помощи ус-
272
повленных на мисцеллопроводах пневма-
ческих клапанов. Соответствующий иасос
Г-«жДОЙ ступени передает мисцеллу на оро-
Кеиие материала в корзинах, находящихся
ш этой же ступени, а избыток передается
на корзины предыдущей ступени (от более
лабой к более концентрированной). На
г ступени рециркулирующая мисцелла
передается только на ту же самую сту-
пень.
При передвижении корзин по ступеням
материал в них подвергается противоточно-
му орошению мисцеллой убывающей кон-
центрации, постепенно обезжиривается и на
последней ступени орошается чистым раст-
ворителем. В экстракторе предусмотрено семь
ступеней экстракции. После 7-й ступени,
когда материал орошается чистым раство-
рителем, корзина выходит из зоны ороше-
ния и до операции разгрузки проходит зо-
ну естественного стока растворителя из
шрота. Шрот через откидные днища кор-
зин сбрасывается в разгрузочный бункер,
откуда поступает в наклонный редлер и да-
лее в тостер.
В процессе эксплуатации была измене-
на система выгрузки шрота путем установ-
Рис. 9-12. Тележка экстрактора
«Окрим»
ки в разгрузочном бункере двух Сильных
ворошителей, что значительно улучшило операцию выгрузки шрота и исключило
необходимость использования при этом вибраторов. Изменено и усовершенство-
вано устройство креплений и прижатия днища тележки, в которое введены ме-
ханические защелки. Вместо перемещения мисцеллы в экстракторе насосами осу-
ществлено ее каскадное переливание из одного сборника в другой, что значи-
тельно упростило схему трубопроводов экстрактора и облегчило его обслужива-
ние. Схема движения растворителя и мисцеллы в экстракторе «Окрим» с учетом
описанных изменений представлена на рис. 9-11. Свежий растворитель, проникая
через слой материала, экстрагирует остатки масла и в виде слабой мисцеллы
собирается в мисцеллосборнике VII ступени а и насосом Нх откачивается далее
на 6-ю ступень и, насыщаясь маслом, стекает в сборник б.
Рециркуляция на II—VI ступенях осуществляется соответственно насосами
Нг—Не, причем насосом 7/6 часть мисцеллы может передаваться со II на I сту-
пень. На стадии рециркуляции каждый насос подает до 30 м3/ч мисцеллы. Так
как растворитель подается на экстракцию непрерывно, мисцелла, насыщаясь при
рециркуляции по ступеням в противотоке маслом, перетекает из сборника а к
сборнику ж. Конечная мисцелла насосом Н7 отводится на фильтрацию, а часть
мисцеллы передается на рециркуляцию на ту же первую ступень.
Для отстаивания мисцеллы перед ее выводом из экстрактора мисцеллосбор-
ник I ступени ж дооборудован двумя шламовыми бункерами — на отборе ко-
нечной мисцеллы из экстрактора к насосу //7 и непосредственно под загрузкой
тележки материалом. Шлам перемешивается в бункерах и подается на материал
в тележках насосом //8.
При переработке семян подсолнечника на ряде маслоэкстракционных заво-
дов СССР с использованием экстракционной линии «Окрим» были установлены
следующие средние показатели ее работы:
Производительность экстрактора по семенам подсол
иечника, т/сут...................................... 220—230
Толщина лепестка форпрессового жмыха, мм . .	0,4—0,6
Масличность лепестка, %........................ 14,0—17,0
Влажность лепестка, %.......................... 4,5—5,5
Проход через снто с отверстиями 1 мм, % ... .	10,0—12,0
18—857	275
Температура, °C.................................. 55,0—60,0
Время нахождения материала в экстракторе, мин .	190—200
Продолжительность собственно экстракции, мин . .	144
Прокачка бензина, м3/ч  ......................... 3,5—4,2
Расход бензийа, кг на 1 т сырья.................. 6,0
Масличность шрота, %............................. 0,87—1,16
Продолжение
Ротационно-камерный экстрактор «Ротоселл»
(фирма «Роуздаунз», Англия) работает по способу ступенчатого
орошения с замачиванием', или без замачивания экстрагируемого
материала перед подачей его в камеры, совершающие круговое
движение. Производительность экстрактора зависит от диаметра
ротора.
В ротационно-камерных экстракторах «Ротоселл» (как и в эк-
стракторах «Блаунокс», США), каждая камера ротора снабжается
откидным днищем. Для этого типа экстракторов характерны высо-
кий слой экстрагируемого материала и сток мисцеллы под дейст-
вием' собственного веса.
В экстракторе «Ротоселл» (рис. 9-13) на вертикальном полом
валу ротора 5 укреплены 18—20 секторных камер 16, которые име-
ют сплошные стенки 15 и сетчатые днища 11. Ротор своей наруж-
ной частью опирается с помощью роликов, прикрепленных к дни-
щу, на кольцевой монорельс /7 и приводится в движение от элек-
тродвигателя с вариатором. Ротор располагается внутри герметич-
ного цилиндрического корпуса 6. Под ротором экстрактора рас-
положены мисцеллосборники 14, которые имеют уклон от центра
к периферии и снабжены индивидуальными насосами 12 для пере-
Рнс. 9-13. Экстрактор «Ротоселл»
.качки циркулирующей мисцел-
лы. Днище камеры 11 откры-
вается в месте разрыва круго-
вого монорельса 17, причем
оба конца монорельса опуска-
ются вниз. По одному концу
ролик днища плавно скользит
вниз, и днище открывается.
После разгрузки камеры и
промыйки днища ролик днища
вначале катится вверх по вто-
рому, бодее круто опущенному
концу монорельса, затем пере-
ходит на горизонтальный уча-
сток кольцевого монорельса, и
к этому моменту днище полно-
стью закрывается. Для регули-
рования силы удара закрыва-
ющегося днища предусмотрено
специальное устройство 8. Ка-
мера становится под загрузоч-
ную течку 1.
274
Экстрагируемый материал, поступающий из течки 1 в пита-
тельный шнек 3 с приводом 4, установленный на съемной крышке
экстрактора 2, смачивается в нем мисцеллой и загружается в сво-
бодную камеру. По мере вращения ротора заполненные камеры
последовательно подводятся под оросители 18 с мисцеллой убыва-
ющей концентрации, подаваемой по трубопроводам 7, и, наконец,
материал перед разгрузкой орошается чистым растворителем.
В условиях противотока свежезагруженный материал орошает-
ся наиболее насыщенной мисцеллой и конечная мисцелла с кон-
центрацией 25—30% отводится из экстрактора. После обработки
материала чистым растворителем и его стока камера подходит к
зоне разгрузки, днище ее открывается и шрот высыпается в бун-
кер 9 и далее на разгрузочный транспортер 10.
На вспомогательных операциях (разгрузка, поднятие днища,
загрузка) находятся три камеры, в остальных камерах идет про-
цесс орошения и экстракции масла из материала мисцеллой или
растворителем.
При переработке высокомасличного сырья на экстракцию, как
правило, подается предварительно обезжиренный прессованием
материал с масличностью 12—15% после грубого измельчения.
В качестве растворителя используется технический гексан или
гецтан. Равномерное распределение растворителя достигается ис-
пользованием оросительных устройств, которые легко пропускают
значительное количество твердых частиц через слой материала,
происходит самофильтрация мисцеллы.
В экстракторе «Ротоселл» обеспечено максимальное использо-
вание внутреннего объема для экстракции и благодаря самофиль-
трации— высокая чистота мисцеллы.
Для предотвращения выноса материала выход концентриро-
ванной мисцеллы закрыт мелкой сеткой 13 из нержавеющей стали.
Эта сетчатая насадка с большой площадью поверхности фильтра-
ции и двусторонним’ наклоном промывается концентрированной
мисцеллой. Мисцелла со смытым осадком возвращается в верхнюю
часть экстрактора.
Этот тип экстракторов характеризуется высокой концентрацией
и чистотой мисцеллы, простотой конструкции, небольшой металло-
емкостью и высокой надежностью в работе. Однако не исключена
возможность слеживания материала, что несколько снижает эф-
фективность действия растворителя.
В настоящее время фирма выпускает установки, обеспечиваю-
щие переработку до 2000 т соевых семян в-сутки при масличности
шрота 0,5—0,6%.
Роторные карусельные экстракторы фирмы
«Э кстехник» (ФРГ) являются камерными противоточными эк-
стракционными аппаратами, работающими по принципу многосту-
пенчатого орошения слоя маслосодержащего материала раство-
рителем или в так называемом режиме затопленного слоя. Эти
экстракторы изготавливаются производительностью от 2 до 2000 т
экстрагируемого- материала в сутки, в одно- или двухъярусном ис-
18*
275
Рис. 9-14. Одноярусный карусельный экстрактор «Экстехник»:
а — общий вид; б — схема камеры экстрактора; в — зеерное (щелевое) динще; г — положение
лопастей (перегородок) ротора относительно щелевого днища
полнении. Они являются дальнейшим развитием и усовершенство-
ванием камерных ротационных экстракторов типа «Ротоселл»,
«Блаунокс», «Спейшим» и других и предназначены главным обра-
зом для прямой экстракции растительных масел, эфирных масел,
а также для некоторых отраслей химической промышленности.
Основным принципиальным отличием этих экстракторов является
наличие неподвижного зеерного днища, относительно которого пе-
ремещается слой экстрагируемого материала.
Одноярусный экстрактор «Экстехник» (рис. 9-14, а) представ-
ляет собой аппарат, состоящий из корпуса, ротора, перфорирован-
ного днища, мисцеллосборников, загрузочного и разгрузочного
устройств и привода. Основой экстрактора является цилиндричес-
кий, стальной, газонепроницаемый корпус 7. Ротор экстрактора,
276
едленно вращающийся при работе, состоит из наружной 5 и внут-
ренней 8 цилиндрических стенок (обечаек), образующих кольце-
вое пространство, разделенное радиальными перегородками 6 на
24 секции (камеры). Перегородки или лопасти ротора 6, являю-
щиеся стенками камер, сужаются книзу (рис. 9-14,6), благодаря
tjer^ry материал в каждой камере находится в расширяющемся кни-
зу усеченном конусе, что предотвращает зависание материала при
его выгрузке.
Щелевое (зеерное) днище 4 экстрактора неподвижно и делит
его по горизонтали на две части — верхнюю и нижнюю. Выполне-
но зеерное днище в виде концентрически расположенных щелевых
элементов, изготовленных из профилированной проволоки трапе-
циевидного сечения (рис. 9-14,в), благодаря чему щели в попереч-
ном сечении имеют форму трапеции с расширением книзу. При из-
готовлении зеерного днища профилированная проволока последо-
вательно перекручивается на 360° вокруг стяжных стержней 16
(рис. 9-14, г) и между каждыми двумя смежными проволоками об-
разуются щели 18, имеющие в верхней части тарелки днища ши-
рину 0,8 мм, а в нижней— 1,5 мм (см. рис. 9-14, виг). Через об-
разующиеся при перекручивании проволок отверстия проходят
стяжные стержни 16 и на расстоянии 80 мм один от другого путем'
последовательной их сборки образуется зеерное, с концентричес-
кими щелями днище 4.
К нижнему концу каждой лопасти (перегородки) ротора кре-
пится на болтах пластина 15, нижний обрез которой не доходит до
поверхности днища и между подвижными лопастями ротора и не-
подвижным щелевым днищем' образуется постоянный зазор в
2—3 мм (см. рис. 9-14, в). Благодаря параллельному направлению
щелевых каналов зеерного днища и пути перемещения экстраги-
руемого материала, а также наличию пластин, прикрепленных к
лопастям ротора, предотвращается возможность забивания щелей
днища частицами материала. Этому способствует и трапециевид-
ная форма сечения щелевидных отверстий, расширяющихся книзу.
В случае попадания частицы материала, соразмерной с шириной
Щели днища, пластина будет перемещать частицу по щели к узлу
перекручивания проволоки 17 вокруг стяжного стержня 16. Вслед-
ствие того что у этого узла щель прерывается, пластина вытолкнет
частицу из щели (см. рис. 9-14, г).
Зеерное днище экстрактора в месте, соответствующем' оконча-.
нию орошения материала растворителем и естественного стока по-
следнего, имеет секторный вырез, через которой обезжиренный ма-
териал (шрот) выводится из экстрактора. Следующий за этим вы-
резом участок днища / является сплошным и перфорации не
Имеет. После того как освобожденная от шрота камера пройдет
этот участок, в нее производится загрузка свежего материала.
Загрузочное устройство экстрактора состоит из небольшого, рас-
Щиренного книзу бункера и четырех питающих шнеков разной дли-
Иы: 3,5; 5,0; 6,0 и 8,0 м. Четырехрядный шнек служит для равномер-
ной загрузки камеры экстрактора. Для предотвращения зависания
277

Рис. 9-15. Принципиальная схема движения экстрагируемого материала
и мисцеллы в карусельных экстракторах
материала в бункере помещена медленно вращающаяся мешалка,
а также имеются два уровнемера. При минимальном-уровне отклю-
чается двигатель, приводящий во вращение питающие шнеки, а при
максимальном — автоматически перекрывается шибер на течке от
редлера, подающего материал к бункеру.
Разгрузка проэкстрагированного материала производится через
разгрузочный бункер шнеком с регулируемой частотой вращения в
скребковый транспортер.
Нижняя часть корпуса экстрактора (под ротором) раздельна
вертикальными радиальными перегородками 3, образуя камеры
для сбора мисцеллы 2 (см. рис. 9-14, а). Днища камер имеют ук-
лон в 12° в сторону наружной стенки экстрактора и патрубки для
вывода мисцеллы к рециркуляционным насосам 10 для слабой мис-
целлы, 9 и 14 — средней, 13 — крепкой й 12 — для конечной кон-
центрированной мисцеллы. Для подачи чистого растворителя ис-
пользуется насос 11.
Перегородки, разделяющие мисцеллосборники, имеют в нижней
пх части вырезы, что позволяет мисцелле перетекать из камеры в
камеру, образуя противоточный по отношению к движению мате-
риала поток (рис. 9-15).
В экстракторе осуществляется фильтрация рециркулирующей
мисцеллы через слой экстрагируемого материала. Особое внимание
уделено фильтрации конечной, выводимой из экстрактора мисцел-
лы. Для этой цели мисцелла, выходящая из последней, в данном
случае загрузочной камеры, не выводится непосредственно, а в на-
рушение правила технологического противотока возвращается и
подается на материал в третьей по ходу его движения камере. Это
связано с тем, что в первой камере в загружаемом материале содер-
жится большее количество мелких частиц, чем в последующих ка-
мерах, ввиДу чего мелочь в большей степени будет попадать в мис-
целлу. выходящую из первой камеры.
Напорные трубопроводы отдельных ступеней рециркуляции
снабжены теплообменниками типа труба в трубе для компенсации
278
терь тепла и-поддержания температуры мисцеллы на оптималь-
ном уровне, порядка 55 — 60° С. ,
Одноярусный карусельный экстрактор «Экстехник», выпускае-
мый фирмой под маркой 1/15000/2000, имеет габаритную длину
(диаметр) 16440 мм и диаметр ротора 15000 мм. Габаритная высота
самого экстрактора составляет 5100 мм, а установочная высота —
8500 мм. По данным фирмы, производительность экстрактора равна
41000 кг/ч, или около 1000 т/сут, в расчете на экстрагируемый мате-
риал. Насыпная плотность лепестка в экстракторе из обрушенных
семян хлопчатника, прошедшего специальную обработку в конди-
ционере-агломераторе, составляет 360 кг/м3, а общий объем мате-
риала в экстракторе около 300 м3. Отношение количества раствори-
теля к экстрагируемому материалу (так называемый гидромодуль)
составляет 1,14 кг на 1 кг материала.
Двухъярусный роторный карусельный экс-
трактор «Экстехник» типа 2/6000 (рис. 9-16) состоит из цилин-
дрического корпуса 1 и двух раздельных вращающихся роторов 2,
укрепленных на двух самостоятельных валах 8. Роторы имеют
внешнюю 11 и внутреннюю* 7 стенки и приводятся во вращение с
помощью зубчатоцепных передач. Привод цепей обоих роторов про-
изводится от одного общего электродвигателя с редуктором 5. Каж-
дый ротор разделен вертикальными радиальными перегородками
6 на 18 камер. Под каждым ротором расположено по два непод-
внжных^нища. Верхнее днище 4 зеерное, по нему перемещается с
помощью ротора материал; нижнее 3, имеющее уклон в 12° по на-
правлению к наружной стене экстрактора,— сплошное. Нижнее
днище разделено вертикальными, направленными по радиусу пере-
городками, образующими камеры для сбора и отвода к насосам
Рис. 9-16. Двухъярусный
карусельный экстрактор
«Экстехиик»
279
рециркулирующей мисцеллы. Экстрагируемый материал загруз
ется из бункера с датчиками уровня в соответствующую камеру
ротора 1-го яруса с помощью трех параллельно расположенных
шнеков 9 разной длины, подающих материал через три течки 10 ра.
диально к корпусу экстрактора. В 1-м ярусе материал проходит
последовательно восемь ступеней орошения мисцеллой убывающей
концентрации, подаваемой насосами через орошающие трубы 13
Верхний и нижний ярусы (роторы) экстрактора сообщаются
между собой через шахту перегрузки материала 12 из разгружае-
мой камеры 1-го яруса в загружаемую камеру 2-го яруса. В каме-
рах 2-го яруса материал также проходит последовательное ороше-
ние на 8 ступенях экстракции все более и более слабой мисцеллой,
и на последней ступени материал промывается чистым растворите-
лем, проходит зону стока растворителя и выгружается в транспор-
- тер для шрота.
В целом принципиальное устройство и работа двухъярусного
экстрактора идентичны таковым для экстрактора одноярусного,
описанного ранее. Диаметр экстрактора (корпуса) —6250'мм, диа-
метр ротора — около 6000 мм. Высота верхнего яруса 3235 мм, ниж-
него— 3340 мм. Общая габаритная высота его без загрузочного
бункера около 7500 мм. Время экстракции материала 120—150
мин. Высота слоя материала в камерах от 1,0 до 1,6 м. Производи-
тельность экстрактора составляет 700 — 750 т/сут по экстрагируе-
мому материалу. Двухъярусные экстракторы выпускаются также
щцлицензии фирмой СКЕТ (ГДР).
Роторные карусельные экстракторы являются современными и
прогрессивными аппаратами-для экстракции растительных масел.
Перед многими другими типами экстракторов они имеют следую- 1
щие общие преимущества:
хорошее использование полезного объема аппарата благодаря
применению карусельного принципа движения секционного ротора;
наличие неподвижного шлицевого днища и отсутствие каких-ли-
бо других движущихся частей, кроме ротора;
точное разграничение ступеней орошения ввиду наличия ради- ]
альных стенок (перегородок) камер роторного барабана, благодаря
чему удается достигнуть высокой разности концентрации мисцеллы
по ступеням, что является приближением к теоретической сущности
^принципа многоступенчатого противоточного орошения.
Конвейерный экстрактор «Краун» (США) йредстав-
ляет собой экстрактор, работающий по способу многоступенчатого
противоточного орошения экстрагируемого материала растворите-
лем (рис. 9-17).
Основным рабочим органом экстрактора является рамочный
цепной конвейер 3, перемещающий экстрагируемый материал. Кон-
вейер по устройству аналогичен скребковому транспортеру (редле-
ру) и приводится в движение электродвигателем с редуктором 2 че-
рез цепную передачу. Рамочный конвейер помещается в фигурном
корпусе 4 и имеет две горизонтальные ветви (верхнюю и нижнюю)
и две вертикальные (нисходящую и восходящую).
280
Экстрагируемый
материал
Рис. 9-17. Схема устройства и работы экстрактора «Краун»
Экстрагируемый материал в виде лепесткового помола подает-
ся в загрузочный бункер /, имеющий электронный регулятор уров-
ня материала. Из бункера материал непрерывным потоком посту-
пает внутрь экстрактора, слоем определенной высоты помещается
в секциях конвейера между рамками и передвигается справа нале-
во. Скорость конвейера регулируется и согласовывается с количе-
ством поступающего материала тем же электронным регулятором,
который поддерживает определенный уровень материала в бунке-
ре 1.
Материал, непрерывно поступающий из бункера в проходящие
под ним секции конвейера, попадает в левую нисходящую ветвь
экстрактора, подвергаясь предварительно орошению мисцеллой
средней концентрации, подаваемой циркуляционным насосом 8 из
миспеллосборника 10. При движении материала вниз происходит
прямоточная экстракция масла растворителем (мисцеллой), пере-
мещающимся параллельно с материалом, но с несколько большей
скоростью. При переходе из вертикальной в нижнюю горизонталь-
ную ветвь экстрактора материал перемещается по ней дальше, а
полученная в вертикальной ветви мисцелла собирается в первом
слева мисцеллосборнике и насосом 6 подается на орошение мате-
риала (рециркуляцию). Концентрированная мисцелла насосом 7
откачивается для очистки ее от примесей в гидроциклон 5, из кото-
рого направляется на дистилляцию.
281
При дальнейшем перемещении по нижней горизонтальной ветвц
экстрактора и по правой вертикальной ветви материал подвергает,
ся многократному орошению мисцеллой все более уменьшающейся
концентрации с помощью циркуляционных насосов 9, 11, 12, 13 и в
конце процесса, уже в верхней горизонтальной ветви, орошается
чистым растворителем. Далее материал проходит по верхней ветви
зону естественного стока для уменьшения содержания растворите-
ля в проэкстрагированном материале.
Обезжиренный материал выводится из экстрактора через раз-
грузочную воронку 16 и направляется в выпарной аппарат (тостер)
для удаления остатка растворителя. В процессе рециркуляции мис-
целла подвергается самофнльтрации и очистке, пройдя каждый раз
через слой материала в секциях конвейера и щели самоочищающе-
гося дренажного фильтра 15.
Экстрактор «Краун» выпускается с производительностью от
1000 до 3000 т/сут по экстрагируемому материалу.
—К~числу достоинств экстрактора «Краун» относятся:
двукратное переворачивание материала при перемещении его из
верхней горизонтальной ветви экстрактора в нижнюю и из нижней
в верхнюю, что способствует более эффективному воздействию ра-
створителя на материал;
разгрузка экстрактора в верхней его части, позволяющая избе-
жать вертикального транспортирования материала при подаче его
в тостер, как в экстракторах подобного типа;
высокая концентрация мисцеллы (30%) и большая чистота бла-
годаря самофнльтрации ее через слой экстракционного материала
и очистке при отводе из экстрактора в гидроциклоне.
К недостаткам этого экстрактора следует отнести нарушение
принципа противоточной экстракции в нисходящей его ветви, где
материал и растворитель имеют параллельное (прямоточное) дви-
жение. Кроме тогб, экстрактор имеет очень большие габаритные
размеры.
Экстракторы, работающие по смешанному способу. Наиболее
характерным видом таких экстракторов является агрегат, входя-
щий в экстракционную установку «Фильтрекс» фирмы «Сторк»
(Голландия) (рис. 9-18).
В ранее описанных экстракторах, работающих по способу’по-
гружения и многоступенчатого орошения, процессы экстракции и
отделения мисцеллы от экстрагируемого материала протекают в
одном и том же аппарате, что вызывает определенные трудности в
установлении оптимальных условий проведения обоих процессов.
В экстракционной установке «Фильтрекс» для каждого из этих
процессов используется отдельный аппарат. Собственно экстракция
проводится в горизонтальном конвейере-смесителе (экстракторе) /•
представляющем собой барабан с горизонтальной многолопастной
медленно вращающейся мешалкой, обеспечивающей как перемеши-
вание, так и равномерное перемещение материала вдоль бараба-
на. Частота вращения вала мешалки с помощью вариатора может
изменяться от 0 до 25 об/мин.
282
Процесс экстракции ве-
дется по способу погруже-
ния материала в раствори-
тель при тщательном пере-
мешивании, обеспечиваю-
щем хороший их взаимный
контакт. В экстракторе ма-
териал находится 30—45 мин 2
при температуре раствори-
теля (гексана, бензина мар-
ки А) 50° С, при этом извле-
кается до 90% масла. Из
экстрактора все его содер-
жимое, т. е. смесь твердой и
жидкой фазы, передается
Экстрагируемый
материал
Мисце/ма
Рис. 9-18. Принципиальная схема экстрактора
«Фильтрекс»
герметичным шнеком 2 в
горизонтальный тарельча-
тый вакуум-фильтр 3 с вра-
щающейся фильтрующей
системой. В вакуум-фильт-
ре мисцелла фильтруется и отделяется от твердой фазы с одновре-
менным окончательным обезжириванием материала, что обеспечи-
вается трехступенчатой противоточной промывкой его мисцеллой
убывающей концентрации и в заключение чистым растворителем.
Вакуум-фильтр представляет собой цилиндрический аппарат,
герметически закрытый конусной крышкой. Внутри корпуса фильт-
ра имеется также цилиндрическая внутренняя часть с вертикальны-
ми перегородками, расположенными радиально и разделяющими
внутренне пространство аппарата на пять секторных камер с общим
днищем, образуемым сетчатой тарелкой. Вся внутренняя часть ап-
парата, называемая ротором, приводится в медленное вращение с
частотой, которую можно изменять от 0,1 до 3 об/мин. Фильтрую-
щая поверхность вакуум-фильтра изготовлена из плетеной сталь-
ной нержавеющей сетки с ячейками 60 ниток на дюйм. Каждая
секция вакуум-фильтра имеет разгрузочное отверстие, через кото-
рое окончательно обезжиренный материал-—шрот переходит в раз-
грузочный шнек 8, которым он направляется в аппараты для вы-
парки из него растворителя. Под корпусом вакуум-фильтра распо-
ложены пять сблокированных вакуум-мисцеллосборников 6а—6д,
в верхней части которых с помощью вакуум-насоса 5 создается
разрежение (остаточное давление 81,3—94,6 кПа). Через систему
трубопроводов, соединяющих мисцеллосборники с нижней частью
вакуум-фильтра, под его фильтрующей поверхностью также созда-
ется разрежение. Растворитель в вакуум-фильтр подается насо-
сом 4.
После извлечения основного количества масла в экстракторе 1
обезжиренный материал, смешанный с концентрированной мисцел-
лой, отсасываемой из III секции вакуум-фильтра, подается шнеко-
вым питателем 2 в освободившуюся от проэкстрагированного мате-
283
риала камеру, где размещается ца ее сетчатом днище неподвижна
слоем высотой 5 см. К точке, лежащей под загрузочной секций
вакуум-фильтра, подводится линия непрерывной продувки филь-j
рующей сетки компримированными парами растворителя, отсасц'
ваемыми из‘верхней части аппарата компрессором 7. В процессе
продувки сетка очищается от частиц шрота и одновременно процс.
ходит разравнивание материала, подаваемого на сетку.	‘i
Благодаря разрежению, создаваемому под фильтрующей сеткой]
вакуум-насосом, концентрированная мисцелла из загрузочной сек-
ции I отсасывается в мисцеллосборник 6д, откуда циркуляционные
насосом Н$ подается для самофильтрации через слой материала в
секцию, находящуюся в положении II. Освобожденная от взвешен-
ных частиц шрота концентрированная (конечная) мисцелла соби-
рается в мисцеллосборнике 6г, откуда направляется на дистилля-
цию насосом Ht.
Оставшийся в секции материал при дальнейшем вращении ро-
тора вакуум-фильтра подходит под закрепленные в корпусе ороси-
тели и в определенной последовательности орошается насосами
7/1 и Н2 мисцеллой убывающей концентрации, а затем чистым рас-
творителем. Промежуточные мисцеллы также отсасывается в со-
ответствующие мисцеллосборники 6а—6в. В положении '/// мате-
риал промывается мисцеллой, отсасываемой из камеры, находя-
щейся в положении IV. Получаемая в положении III мисцелла
насосом Н3 направляется в экстрактор 1 для замаливания свежего
материала и извлечения из него масла. Материал на фильтре в
положении IV промывается слабой мисцеллой, отсасываемой из
камеры в положении V, а получаемая при этом мисцелла идет на
промывку материала в камере, находящейся в положении III. Ког- i
да камера становится в положение V, материал в ней промыва- ’
ется чистым растворителем, а полученная при этом слабая мис-
целла подается на орошение материала в камере IV. Обезжирен- j
ный материал (шрот) разгрузочным шнеком 8 выводится из i
экстрактора-и направляется в испаритель.
Преимущества установки «Фильтрекс» следующие:
извлечение остатков масла из обезжиренного в экстракторе
материала^происходит в тонком слое (5 см) с фильтрацией мис-
целлы через слой при помощи вакуума, что способствует лучшему
протеканию процесса; -
установка имеет пониженную взрывоопасность, так как экстрак-
тор заполнен и газовое пространство отсутствует, а фильтр рабо-
тает под вакуумом;
мисцелла после вакуум-фильтра получается чистой, что позво-
ляет не производить дополнительной ее фильтрации.
Основное преимущество этого- способа — возможность перера-
батывать прямой экстракцией материалы с высокой маслично-
стью. При этом не возникают такие трудности, имеющие место в
оросительных экстракторах, как образование каналов в экстраги-
руемом материале, всплывание его в растворителе и т. п.
В случае переработки высокомасличного сырья и при необхо-
284
пимости достижения высокой степени обезжиривания материала
применяется схема двухступенчатой экстракционной установки
«фильтрек»».
Экстракционная установка «Фильтрекс» в ряде стран показа-
ла хорошую работу при прямой экстракции семян подсолнечника
и рисовых отрубей, семяи льна и рапса. При прямой экстракции
семян хлопчатника была получена масличность шрота 0,5—0,7%,
а качество масла было выше, чем при экстракции форпрессовых
жмыхов.
Экстрактор I ступени имеет диаметр барабана 1400 и длину
9000 мм, а II ступени соответственно 2000 и 12 000 мм. Фильтр
I ступени с диаметром корпуса 5000 мм имеет площадь фильтру-
ющей поверхности 18 м2, а II ступени с диаметром 9000 мм —
40 м2.
Экстрактор и фильтр II ступени применяются только при пере-
работке высокомасличного сырья.
§ 7. НОВЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ, АППАРАТЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ В
ОБЛАСТИ НЕПРЕРЫВНОЙ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
В течение последних двух-трех десятилетий в практике про-
мышленной экстракции растительных масел все более превалиру-
ющее положение занимает способ многоступенчатого орошения
экстрагируемого материала углеводородными растворителями. На-
ряду с этим в тот же период времени непрерывно велись поиски
новых растворителей для промышленного извлечения раститель-
ных масел, новых способов экстракции и их аппаратурного офор-
мления.
Исследования в области применения новых растворителей для
экстракции имели основную цель — получить масло и шрот более
высокого качества, чем при экстракции углеводородными раство-
рителями. Внимание исследователей уже давно привлекали такие
высоконолярные растворители, как этиловый спирт и ацетон, об-
ладающие рядом специфических свойств, описанных в предыдущей
главе.
Вопросом использования этилового спирта в качестве растворителя расти-
тельных масел занимались начиная с 30-х годов японские ученые. Тогда же впер-
вые была осуществлена в заводских условиях периодическая экстракция масла
абсолютным спиртом' из соевых семян. В последующем интерес к спирту как
растворителю для извлечения масла из семян значительно возрос, о чем свиде-
тельствует большое количество работ по этому вопросу, опубликованных глав-
ным образом в США.
Обширные работы в этом направлении были проведены во ВНИИЖе
(Ф. А. Вишнепольская и др., 1963—1964) применительно к семенам сои. На ос-
новании этих исследований можно заключить, что, применяя в качестве раство-
рителя спирт, можно получать из соевых семян масло, не требующее рафинаци.;,
светлый, приятного • вкуса и запаха шрот с высоким содержанием протеина и
незаменимых аминокислот, а также выделять фосфатиды и витамины. Прн эк-
стракции спиртом масла из хлопковых семян получается высококачественное
масло и шрот с очень низким содержанием госсипола. Особенно ценно то, что
масло плохо растворимо в холодном спирте и при охлаждении спиртовых мис-
285
целл до комнатной температуры можно выделить большую часть извлеченного
из семян масла. Это масло содержит 6—7% растворителя и получается практи-
чески нейтральным (0,25—0,5 мг КОН).
Для удаления из масла остатка спирта нет нужды в продолжительном теп-
ловом воздействий, а удаление следов растворителя при дистилляции не является
необходимым, как при работе с бензином, так как оно не связано с ухудшением
качества продукта. При экстракции масла спиртом из соевых семян в полученном
шроте практически полностью инактивируются уреаза и липоксидаза, а также
соин и на 50—70% ингибитор трипсина. К числу преимуществ спиртовой экст-
ракции относятся также лучшие условия труда благодаря более низкой токсич-
ности спирта по сравнению с бензином и гексаном и меньшая огне- и взрыво-
опасность производства.	;
Все приведенные данные говорят -о целесообразности и большой продуктйв-
ности использования этилового спирта для экстракции растительных масел.
В настоящее время в связи с предстоящим значительным увеличением произвол^
ства сои в СССР, а также с учетом расширения производства гидролизного и
синтетического этанола этот вопрос является, безусловно, перспективным. •
Одним из наиболее интересных,- занимающих особое место в ряду, раствори-
телей растительных масел, является ацетон, обладающий одновременно гидро-
фильными и липофильными свойствами. Вследствие того, что значительную часть
молекулы ацетона занимает полярная гидрофильная карбонильная группа СО,
ацетон характеризуется высокой диэлектрической проницаемостью и смешивается
во всех отношениях с водой. В то же время вследствие присутствия в gro моле- ‘
куле двух мощных гидрофобных метиловых групп — СН3 ацетон является хоро- !
шим растворителем для растительных масел, смешиваясь с ними во всех соот- :
ношениях.	• ।
Помимо хорошей растворимости масел в ацетоне он имеет неоспоримое пре- j
имущество перед другими растворителями, заключающееся в том, что для отде- j
ления масла от ддеища достаточно простого разбавления водой.	_ 1
Как уже указывалось, применение ацетона благодаря двойственности его N
свойств дает возможность одновременно с маслом извлекать из хлопковых семян I
госсипол и другие нежировые вещества, получая шрот и масло, свободные от-^
тоесипола.
В области экстракции растительных масел ацетоном и его водными раствора-
ми за рубежом и в СССР был опубликован ряд работ (Лури, 1956; Вакарино,
1957; Ржехин, Шкуропатова, 1963; Исмаилов, 1964; Белобородов и Бухтарева,
1966,1967,1968; Катинг, 1963). Всеми этими работами были показаны, и подтвер-
ждены общие достоинства ацетона как растворителя, отмеченные ранее.
Наиболее обширные и оригинальные работы в этом направлении были про-
ведены в 1966—1969 гг. во ВНИИЖе (Белобородов и Бухтарева). Основной целью
исследований авторов было установление возможности применения селективной
экстракции в системе жидкость — жидкость для извлечения сопутствующих
веществ из растительных масел и получения таким путем масел более высокого
качества при одновременном снижении потерь нейтрального жира по сравнению
с наиболее распространенными сейчас способами щелочной и адсорбционной
рафинации.
Однако наряду с этим основным, успешно решенным вопросом авторами
была исследована возможность совмещения процессов экстракции в системах
твердое тело — жидкость и жидкость — жидкость. Проведенные исследования
позволили разработать технологическую схему совмещения этих двух процессов
экстракции, с использованием ацетона в качестве растворителя на обеих стадиях.
Основанием к такому, совмещению послужили селективные свойства водных
растворов ацетона различных концентраций по отношению к нейтральному жиру
и веществам, сопутствующим глицеридам растительных масел. В предложенной
схеме было использовано свойство ацетоновых мисцелл фракционироваться при
разбавлении водой с образованием слоя высококонцентрированной мисцеллы.
Проведенные опыты показали, что при добавлении воды в ацетоновую мисцеллу'
даже самой невысокой концентрации (5%) после ее .перемешивания и отстаива-
ния образуется мисцелла с концентрацией 75—85%. Таким образом, объем мис-
целлы, подвергающейся окончательной дистилляции, значительно сокращается,
а расход тепла уменьшается.
286
Способность водного ацетона при прибавлении электролитов (например,
т-С1) фракционироваться при комнатной температуре была использована для
^дующего узла схемы, а именно концентрирования растворов водного ацето-
сЛеполучающегося при описанном выше процессе концентрирования исходной
Н%целлы. Это позволяет уменьшить объем раствора, подаваемого на ректифи-
М*иию, н Увеличить его концентрацию до 80%, что обеспечивает значительное
Уменьшение расхода тепла и пара при ректификации.
У На схеме 3 показано, совмещение процессов экстракции ацетоном масла из
мятки масличных семяи (система твердое тело — жидкость) и сопутствующих
веществ из концентрированных масляных мисцелл (система жидкость — жид-
ость}. Сущность этого совмещения,, как следует из схемы и сказанного выше,
заключается в том, что ацетоно-масляиая мисцелла, полученная при экстракции
масла безводным ацетоном после концентрирования без дистилляции направля-
ется непосредственно на очистку (рафинацию)" путем жидкостной экстракции
водным ацетоном. По этой схеме в лабораторных и пблупроизводствениых ус-
ловиях (на камеральной установке с вертикальным шнековым экстрактором)
были получены очищенные подсолнечное, хлопковое, льняное и соевое масла,
удовлетворяющие по кислотному числу и содержанию фосфатидов, а для под-
солнечного масла и по цветности требованиям стандарта иа масло рафинирован-
ное. В табл. 9-4 приведены основные характеристики подсолнечного и льня-
ного масел, полученных по схеме совмещения до и после жидкостной экс-
тракции (по Белобородову и Бухтаревой) при пятиступенчатой экстракции сы-
рой мятки.
Работы в области применения ацетона для экстракции растительных масел,
проводившиеся в СССР и за рубежом, еще не достигли стадии промышленного
использования, возможно, вследствие большой стоимости и дефицитности ацетона
по сравнению с применяемыми углеводородными растворителями. Одиако ввиду
совершенно очевидных преимуществ экстракции масел ацетоном, особенно по
описанной совмещенной схеме, оиа является перспективной для маслоэкстракци-
онного производства.	*
Для экстракции растительных масел во ВНИИЖе (Гавриленко, 1958) были
проведены работы по экстракции масел сжиженными газами: пропаном, бутаном,
их смесями и смесями других углеводородов. Опыты показали, что такой способ
сокращает время экстракции, обеспечивает получение масел с наименьшим со-
держанием нежировых веществ, позволяет получать шроты высокого качества с
минимальной степенью денатурации белков. Экстракторы должны рассчитываться
на работу под давлением 0,4-—1,5 МПа при температуре 25—30° С. По оконча-
нии экстракции растворитель из шрота удаляют небольшим нагревом или путем
открывания вентиля на линии, соединяющей экстрактор с всасывающей стороной
компрессора. Дистилляцию профильтрованной мисцеллы проводят также путем
слабого нагрейц (40—45° С) или при комнатной температуре. Экстракция расти-
тельных масел сжиженными газами промышленного распространения не полу-
чила, однако для извлечения некоторых эфирных масел и пряноароматических
веществ используют сжиженные углеводороды и диоксид углерода.
В КПИ Л. А. Тарабаричевой (1974) была исследована проти-
воточная 'многоступенчатая экстракция сырой подсолнечной мятки
«-гексаном во взвешенном состоянии при температуре порядка
Таблица 9-4
Метод жидкостной экстракции	Масло	^Кислотное число, мг кон	Содержание фосфа- тидов, %	Цветность, мг Ja
Прямоточная	Подсолнечное			
	исходное	0,84	0,18	4,3
Многое тупенча-	конечное Льняное	0,09	0,01	0,0
тая	исходное	2,70	0,27	53,8
	конечное	0,37	Не обнаружено	22,6
287
Совмещение процессов экстракции в системе ТТ-Ж и Ж-Ж
(в шрот на обогащение)
50° С. Эксперименты полностью подтвердили высокую технологи-
ческую эффективность экстракции мятки во взвешенном состоя-
нии и возможность получения шрота с любой заданной маслично-
стью. Исследование масла, полученного при экстракции сырой
подсолнечной мятки, показало, что оно по основным качествен-
ным показателям (кислотное число, перекисное число, суммарное
содержание продуктов окисления, цветность) превосходит фор-
прессовое и экстракционные масла, получаемые по принятой в
промышленности технологии. При этом шрот отличается высоким
содержанием растворимых фракций белков, и выход из него вы-
сококачественного белка значительно выше, чем из шрота, полу-
чаемого при экстракции форпрессового жмыха.
В результате дальнейших исследований прямой экстракции мас-
ла из семян подсолнечника рекомендовано максимальное удаление
лузги из ядра, измельчение его до содержания не менее 80'%
вскрытых клеток, влажность мятки не более 9% и тепловая обра-
ботка семян до обрушивания при температуре 75—80° С. При по-
следующей инженерной переработке аппаратурного оформления
способа рекомендовано применять восемь ступеней экстракции с
продолжительностью процесса на каждой ступени 15 мин, соотно-
шением растворителя (гексана) и материала 4:1 и температурой
50—55° С.
Салимов (1975) применил для интенсификации процесса пря-
мой экстракции сырой хлопковой мятки воздействие переменного
электромагнитного поля, а также омагничивание растворителей.
Исследовалась прямая экстракция такими растворителями, как
гексан, экстракционный бензин, ацетон и его водные растворы с
концентрацией 50—80%, при температуре от 18 до 40иС и напря-
женности магнитного поля 16—120 кА/м. Установлено, что опти-
мальная напряженность электромагнитного поля находится в пре-
делах 80—96 кА/м. Наложение электромагнитного поля обеспе-
чивает снижение масличности шрота и переход всего свободного
госсипола в масло, что существенно улучшает кормовые достоин-
ства шрота.
В этих исследованиях были изучены также вопросы интенси-
фикации процесса экстракции путем сочетания воздействия элек-
тромагнитного поля с наложением механических колебаний с раз-
личной амплитудой и частотой и наложением ультразвуковых
колебаний с интенсивностью 0,9—1,1 Вт/см2. В каждом ва-
рианте обработки процесс обезжиривания ускорялся в 1,5—
3,0 раза.
Приведенный краткий обзор ряда направлений и исследований
в области технологии и техники производства растительных масел
методом экстракции дает возможность убедиться в появлении но-
вых тенденций, принципиально отличных от существующей техно-
логии в этой области. Хотя эти исследования и не получили про-
мышленного применения, они могут быть использованы при даль-
нейших разработках в области экстракции растительных масел.
За последние годы созданы и внедрены в промышленность
19—857	289
шрот
Рис. 9-19. Принципиальная схема экстракционной установки «Дирекс»
экстракционные установки, в которых по-новому решены вопросы
прямой экстракции масла из масличных семян. Среди них оп-
ределенный интерес представляют новые экстракционные аппа-
раты фирмы «Бернардини» (Италия), фирмы «Сторк» (Гол-
ландия).
Экстракционная установка «Дирекс» фирмы «Бернардини» для
прямой экстракции высокомасличных срмян (рис. 9-19) в послед-
ние годы получила промышленное применение. Принципиальным
ее отличием является двукратное извлечение масла из маслосодер-
жащего материала: сначала в экстракторе перколяционного типа
(т. е. работающего по способу многоступенчатого орошения) и за-
тем в экстракторе иммерсионного типа (работающего по способу
погружения материала в растворитель).
Насыщенный слабой мисцеллой шрот, выходящий из перколя-
ционного экстрактора 1, направляется непосредственно на герме-
тически закрытые плющильные вальцы 2, работающие в насыщен-
ной парами растворителя атмосфере. Далее Лепесток направляется
в экстрактор <3,’который по устройству близок к экстрактору
«Олье», и тостер 4.
Глава 10. ПЕРЕРАБОТКА МИСЦЕЛЛЫ
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Мисцелла, получаемая при экстракции масел из маслосодержа-
щих материалов, состоит из легколетучего растворителя, масла и
увлеченных ими твердых частиц экстрагируемого материала. Мис-
целлу подвергают обработке с целью удаления из нее твердой фа-
зы и разделения ее на масло и растворитель. Легколетучий компо-
нент — растворитель — переводят в парообразное состояние и тем
290
амым отделяют его от практически нелетучего масла. Этот про-
цесс называется в масло-жировой промышленности дистил л яци-
е й.
В процессе дистилляции растворитель должен быть как можно
полнее удален из масла при минимальных температурах в возмож-
н0 более короткий отрезок времени. Полнота отгонки раство-
рителя контролируется по температуре вспышки экстракционного
масла.
Снижение температуры и времени дистилляции способствует
получению масла лучшего качества, уменьшению затрат тепла на
процесс и повышению производительности установок.
Положительный эффект дистилляции достигается выбором ра-
ционального метода и температуры отгонки растворителя из мис-
целлы.
Механизм процесса парообразования с точки зрения молекуляр-
но-кинетической теории заключается в следующем. Молекулы жид-
кости, находящиеся вблизи от поверхности нагрева и обладающие
в данный момент большой скоростью, вылетают в пространство над
жидкостью, освобождаясь от притяжения остальных молекул, и
становятся свободными. Каждая испаряющаяся молекула преодо-
левает силы сцепления жидкости и сопротивление внешнего давле-
ния при затрате некоторого количества тепловой энергии, подводи-
мой извне.
Известны следующие методы удаления растворителя из мисцел-
лы: выпарка при помощи глухого пара, отгонка с водяным паром
при атмосферном давлении или под вакуумом.
При нагреве мисцеллы глухим паром в паровом пространстве
над ней находятся только пары одного компонента — растворителя,
и этот процесс практически является простым выпариванием, кото-
рое протекает в форме кипения или испарения.
В процессе кипения переход растворителя в парообразное со-
стояние происходит при температуре, при которой парциальное дав-
ление его паров равно давлению в окружающем пространстве. Од-
нако полностью удалить растворитель путем выпаривания при ки-
пении не удается, так как по мере повышения концентрации
мисцеллы температура кипения ее резко возрастает, что приводит к
значительному ухудшению качества масла вплоть до термического
разложения.
В процессе же испарения переход растворителя из жидкого со-
стояния в парообразное может осуществляться при температуре,
при которой парциальное давление его паров ниже давления в
окружающем пространстве. Но скорость отгонки растворителя при
этом мала, и для ускорения процесса выпаривания и снижения
температуры полной отгонки растворителя из мисцеллы прибегают
к отгонке с острым водяным паром при атмосферном давлении или
под вакуумом.
Использование острого водяного пара при атмосферном давле-
нии для удаления растворителя снижает концентрацию его паров
над мисцеллой, т. е. снижает парциальное давление паров раство-
*9*	291
рителя и тем самым уменьшает температуру кипения мисцеллы
облегчая и ускоряя процесс отгонки.	’
Кроме снижения температуры отгонки растворителя ввод остро-
го водяного пара в мисцеллу обеспечивает перемешивание ее ц в
определенной степени увеличивает площадь поверхности раздела
между жидкой и парообразной фазами, что способствует более ин-
тенсивному уносу паров растворителя. Одновременно масло дезо-
дорируется, освобождаясь от ароматических веществ, сопутству-
ющих растворителю и маслу.
Использование вакуума прн отгонке растворителя с острым па-
ром позволяет еще более снизить температуру кипения мисцеллы и
перегрева используемого острого пара.
Все названные методы удаления растворителя из мисцеллы ши-
роко применяются в современных экстракционных установках.
§ 2. ФИЛЬТРАЦИЯ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДОГРЕВ МИСЦЕЛЛЫ.
Мисцелла на выходе из экстрактора содержит определенное ко-
личество (0,4—1,0%) твердых взвешенных частиц, вымываемых из
экстрагируемого материала в процессе извлечения масла. Одним из
основных факторов, влияющих на качество экстракционного масла,
является степень очистки мисцеллц от находящихся в ней приме-
сей.	'
Необходимость выведения твердой фазы из мисцеллы диктуется
рядом обстоятельств. В процессе дистилляции наличие твердых
частиц в мисцелле приводит к ее вспениванию вплоть до вы-
броса из аппарата в систему конденсации паров. Кроме того, при-
горание частиц твердой фазы к поверхностям нагрева дистилля-
тора ухудшает условия теплоотдачи и понижает качество готово-
го масла.
Известно три основных способа разделения таких неоднородных
систем, как мисцелла: отстаивание, центрифугирование и фильтра-
ция. В первых двух частицы твердой дисперсной фазы движутся от-
носительно дисперсионной среды — мисцеллы. Разделение происхо-
дит в поле действия либо гравитационных сил (в отстойниках), ли-
бо центробежных (в центрифугах и гидроциклонах). В третьем
способе разделения суспензии путем фильтрации дисперсионная
; среда движется относительно частиц дисперсной фазы. При этом
разделение может происходить под напором жидкости, создавае-
мым насосом или за счет разности уровней.
При экстракции по способу погружения материала в раствори-
тель (модернизированный экстрактор НД-1250, экстрактор «Олье»
и др.) предварительная очистка мисцеллы производится путем де-
кантации ее в расширителе (декантаторе) экстрактора с последу-
ющей полировочной фильтрацией в патронных, мешочных или ро-
тационных дисковых фильтрах.Ц1ри экстракции по способу много-
кратного орошения предварительная очистка производится путем
самофильтрации мисцеллы через слой экстрагируемого мате-
292
риала, промывки в мисцеллосборнике через водно-солевой слой
с последующей полировочной фильтрацией на фильтрах различ-
ных типов.
Помимо этих способов в СССР изучаются вопросы очистки мис-
целлы от взвешенных частиц в электрическом поле.
Отстаивание как самостоятельный способ отделения взве-
шенных твердых частиц в производственных условиях не применя-
ется, так как скорость их осаждения сравнительно мала. Она зави-
сит от размера частиц, разности плотностей взвесей и мисцеллы,
вязкости мисцеллы. Чем меньше размеры частиц и разность в плот-
ностях обеих фаз, тем медленнее будет протекать осаждение.
Отстаивание в нисходящем непрерывном потоке частично ис-
пользуется в мисцеллопромывателях экстракционных линий МЭЗ
и мисцеллосборниках линии НД-1250.
Для предварительной грубой очистки мисцеллы пытались применить гидро-
циклоны, в которых происходит осаждение твердых частиц в цент-
робежном поле. Мисцелла в гидроциклон (рис. 10-1) подается по касатель-
ной через патрубок 1, благодаря чему возникает вращательное движение по
спирали жидкости с перемещением одной ее части вниз, а другой (вблизи от оси
гидроциклона) вверх. При этом вблизи оси центробежная сила возрастает на-
столько, что происходит разрыв жидкости и возникает воздушный столб. Под
действием двух сил (центробежной и силы сопротивления жидкостного потока,
движущегося к оси) крупные и тяжелые частицы сосредоточиваются у стенки
гидроциклона и направляются под действием нисходящего потока к сточному
отверстию насадки 5, а мелкие и легкие, собирающиеся у границы воздушного
столба, выносятся восходящим потоком через сливной патрубок 2 в приемную
камеру 3 и затем через выводной патрубок 4 поступают на фильтрацию для окон-
чательной очистки.
Таким образом, в результате взаимодействия центробежных сил и сил со-
противления происходит разделение суспензии иа потоки с частицами различного
размера и плотности.
Как показали исследования, при однократном пропускании подсолнечной
мисцеллы через гидроциклон степень очистки составила 40%, при трехкратном
пропускании хлопковой мисцеллы — 83,5%.
Анализ имеющихся данных показал, что для достижения большей степени
выведения твердых взвешенных частиц из мисцеллы необходимо применять гид-
роциклоны малых размеров, объединенные в батарею, так как величина центро-
бежной силы обратно пропорциональна радиусу циклона.
При центрифугировании очистка мисцеллы производит-
ся в поле центробежных сил с использованием сплошных или про-
ницаемых для жидкости перегородок. Это очень эффективный спо-
соб механического разделения, но для очистки мисцеллы применя-
ется пока только в опытном порядке.
Фильтрация мисцеллы является наиболее распространен-
ным способом ее очистки. Существует три вида фильтрации:
а) фильтрация с образованием слоя осадка на фильтрующей пере-
городке; б) сгущение — фильтрация, при которой выделение твер-
дой фазы происходит не в виде осадка, а путем получения высоко-
концентрированной суспензии; в) осветление—фильтрация жидкости
с небольшим содержанием твердых частиц. В маслоэкстракци-
онном производстве для очистки мисцеллы применяется только
первый вид фильтрации.
293
При этом способе фильтрации наиболее
мелкие твердые частицы, находящиеся в
мисцелле, в начале процесса проходят че-
рез поры фильтрующей перегородки, но за-
тем по мере забивания пор накапливаются
на ней, создают фильтрующий слой, и в ре.
зультате через фильтр начинает проходить
только чистая мисцелла. Таким образом
образующийся слой осадка играет роль ос-
новной фильтрующей среды. В слое’ осад-
ка мисцелла проходит через поры—капил-
лярные каналы переменного сечения и раз-
личной кривизны. Ввиду небольших разме-
ров пор в слое осадка и фильтрующей пе-
регородке, а также малой скорости жид-
кой фазы в порах считается, что фильтра-
ция протекает в ламинарной, области. При
таких условиях скорость фильтрации в каж-
дый данный момент прямо пропорциональ-
на разности давлений, но обратно пропор-
циональна вязкости мисцеллы и общему
гидравлическому сопротивлению слоя осад-
ка и фильтрующей перегородки.
Периодическая очистка фильтрующей
поверхности от осадка диктуется стремле-
нием свести к минимуму гидравлическое сопротивление в процес-
се фильтрации.
Фильтрация может производиться при постоянном давлении,
при постоянной скорости или переменных давлении и скорости.
В маслоэкстракционном производстве при очистке мисцеллы ис-
пользуется последний вид фильтрации. Процесс осуществляется по
одной из описанных ниже схем.
Схема' фильтрации мисцеллы на патронных фильтрах (рис.
10-2). Неочищенная мисцелла насосом через патрубок 2 поступает
в корпус 1 патронного фильтра. При повышении давления в филь-
тре излишек мисцеллы по трубопроводу с барометрическим затво-
ром 3 высотой 6000 мм сливается через смотровой фонарь в сбор-
ник нефильтрованной мисцеллы. Внутри цилиндра 1 размещены
25 металлических патронов 4 крестообразного сечения с перфори-
рованной поверхностью, обтянутых фильтртканью. В качестве филь-
трующей перегородки могут применяться ткани: капрон, нейлон или
хлопчатобумажная фильтрткань (бельтинг). Мисцелла, пройдя че-
рез поры ткани, попадает через отверстия в крестовине патрона в
коллектор 5, служащий для сбора и отвода отфильтрованной мис-
целлы. Коллектор соединен также с воздушной линией для подачи
воздуха при освобождении патронных фильтров от шлама. Через
определенные промежутки времени (1—2 раза в смену) в зависи-
мости от мутности мисцеллы подачу ее прекращают и фильтр-
ткань освобождают от осадка путем обратной продувки воздуха.
294
Рис. 10-2. Схема фильт-
рации на патронных
фильтрах:
— неочищенная (мутная)
мисцелла; Z — фильтрован-
ная мисцелла; У—воздух;
4' — вакуум; 5' — шлам
Шлам, накапливающийся в нижней части фильтра, с помощью ме-
шалки 9 через патрубок 7 и задвижку 8 отводится в экстрактор.
Пары бензина при удалении шлама отсасываются вакуум-насо-
сом и через патрубок 6 направляются на конденсацию. Через этот
же патрубок выводится и воздушно-паровая смесь при работе
фильтра.
На трубопроводах патронных фильтров расположены смотровые
фонари и пробные краники для наблюдения за степенью очистки
мисцеллы. Качество фильтрата может проверяться по каждому пат-
рону.
Общая площадь фильтрующей поверхности патронного фильтра
15 м2. Максимально допустимое давление внутри аппарата 0,2 МПа.
Схема фильтрации мисцеллы на ротационном дисковом фильт-
ре (рис. 10-3). Мисцелла насосами под давлением до 0,2 МПа по-
дается в распределитель 6 нефильтрованной мисцеллы непрерывно
действующего дискового фильтра и далее поступает на внешнюю
поверхность фильтрующих дисков 5, обтянутых фильтровальной
тканью. Эти диски (всего семь) крепятся на коллекторе 3. Каждый
диск состоит из десяти фильтрующих секторов, скрепленных меж-
ду собой с помощью прижимных накладок и спиц. При необходи-
мости любой сектор можно извлечь из фильтра.
Чистая мисцелла, пройдя поры фильтрующего материала, попа-
дает в коллектор 3 очищенной мисцеллы, неподвижно сидящий на
полом валу 2, и из него через патрубок 8 отводится на дистилляцию.
Твердые частицы задерживаются на поверхности дисков, но смыва-
ются с них новыми порциями поступающей в фильтр мисцеллы.
Для предотвращения образования слоя осадка между дисками в
аппарате имеются размыватели 4, через которые осуществляется
поступление нефильтрованной мисцеллы в корпус фильтра 1.
295
Рис. 10-4. Схема фильтрации на дис-
ковом фильтре СКЭТ:
Г—неочищенная мисцелла; 2'—фильтрован-
ная мисцелла; 3'—шлам; 4'—воздушно-га-
зовая линия
Рис. 10-3. Схема фильтрации на рота-
ционном дисковом фильтре:
/' — неочищенная мисцелла; 2' — фильтрован-
ная мисцелла; 3'— шлам; 4' — воздушно-газо-
вая линия; 5' — вакуум
\
Накопившийся в фильтре шлам по самостоятельным трубопро-
водам от каждого фильтра непрерывно или через определенные
промежутки времени через патрубок 9 отводится в нижнюю часть
загрузочной колонны экстрактора.
Частота вращения вала фильтра 18 об/мин, площадь поверх-
ности фильтрации 16,8 м2. По мере йакопления шлама на фильт-
рующей поверхности дисков давление внутри корпуса может пре-
высить допустимое (0,2 МПа). Очистка поверхности фильтрации
осуществляется переключением частоты вращения дисков на
70 об/мин и промывкой фильтра — подача мисцеллы на фильтра-
цию прекращается и полностью открывается кран 9 для выпуска
шлама.
Периодически, один раз в 3—4 месяца, по мере износа фильтр-
ткани, производится ее замена.
Пары бензина, образовавшиеся при фильтрации, вместе с воз-
духом через патрубок 7 направляются на дефлегмацию.
При прекращении работы установки содержимое фильтра по
шламовой линии сливается в экстрактор, а затем при закрытых
мисцелловом и шламовом вентилях по вакуумной линии через
фильтрткань в течение 30 мин просасывается воздух.
Схема фильтрации на дисковом фильтре СКЭТ (рис. 10-4).
Мисцелла насосами через патрубок 6 входного коллектора фильт-
ра подается в корпус 5 на 18 неподвижно укрепленных фильтрую-
щих дисков /. Пройдя под давлением через фильтровальную ткань,
натянутую на диск, мисцелла попадает в концентрические канав-
ки, имеющиеся на обеих сторонах диска, которые соединяются
между собой канавками, расположенными по радиусу. Из всех ра-
диальных канавок очищенная мисцелла через смотровой фонарь 7
296
текает в выходной коллектор 8 и далее выводится из аппарата.
Каждый диск фильтра имеет самостоятельный вывод фильтрата.
Сквозь отверстия в дисках свободно проходит вал 3, делающий
16 об/мин. На нем между фильтрующими дисками закреплены но-
жи 4, служащие для снятия осадка на фильтрующей поверхности
диска. Режущая кромка ножа изготавливается из мягкого мате-
риала, чем предотвращается разрыв ткани.
1 Осадок, который задерживается в процессе фильтрации и сре-
зается ножами, в виде сгущенной суспензии периодически выводит-
ся в экстрактор при помощи шнека 9 с частотой вращения
16 об/мин, расположенного в нижней части корпуса фильтра. При
достижении предельно допустимого давления (0,3 МПа) осущест-
вляется промывка ткани фильтра чистым растворителем, шлам
вместе с ним опускается в экстрактор. Во время работы ус-
тановка подключается к воздушно-паровой линии (патрубок 2).
Для обеспечения непрерывности работы фильтров и дистилля-
ционных установок устанавливают соответственно мисцеллосбор-
ники неочищенной мисцеллы после экстракторов и очищенной пос-
ле фильтров.
Промежуточное хранение и подогрев мисцеллы. Для сбора мис-
целлы после экстракции служат мисцеллосборники, которые пред-
ставляют собой преимущественно цилиндрические вертикальные
резервуары с коническим днищем, в которых происходит осаждение
твердых частиц. Пропускная способность мисцеллосборников зави-
сит только от скорости и площади поверхности осаждения и не за-
висит от высоты слоя жидкости. Поэтому целесообразно мисцелло-
сборники неочищенной мисцеллы делать многоярусными. Шлам
(отстой) из мисцеллосборника направляют непосредственно в ниж-
нюю часть загрузочной колонны экстрактора.
В экстракционных установках МЭЗ, «Де Смет», Т1-МЭМ, экс-
плуатируемых в СССР, для хранения и отстаивания мисцеллы слу-
жат горизонтальные аппараты с солевой подушкой, представляю-
щей собой слой водного раствора хлорида натрия NaCl концентра-
цией 5%; высота слоя 300 мм. Отстоявшуюся мисцеллу отводят из
отстойника по шарнирной трубе, которая соединена с автоматиче-
ским выключателем электродвигателя насоса, срабатывающим в
момент, когда воронка шарнирной трубы опустится в слой солевого
раствора. Это приспособление предотвращает попадание солевого
раствора в дистиллятор.
Подогрев чистой мисцеллы до температуры 60—70° С перед по-
дачей на дистилляционную установку осуществляют на подогрева-
телях или в экономайзерах. Такой подогрев позволяет при дистил-
ляции использовать поверхность нагрева по прямому назначению,
т. е. для выпаривания бензина, что повышает эффективность рабо-
ты всей дистилляционной установки.
В ряде экстракционных линий (НД-1250, «Де Смет», МЭЗ,
Т1-МЭМ) для подогрева мисцеллы перед дистилляцией использу-
ется тепло конденсации паров бензина и воды, отходящих из пред-ч
варительного дистиллятора или шнекового испарителя (тостера),
297
что позволяет снизить расход водяного пара и охлаждающей воды
в экстракционном цехе.
Мисцеллоподогреватели и экономайзеры представляют собой
горизонтальные трубчатые теплообменники, имеющие перегородки
для увеличения пути движения и времени контакта мисцеллы с па-
рами бензина и воды.
Перед подачей мисцеллы на II и III ступени дистилляции также
осуществляют подогрев мисцеллы в трубчатых теплообменниках
но за счет тепла глухого водяного пара.
§ 3. ДИСТИЛЛЯЦИЯ МИСЦЕЛЛЫ
Дистилляция мисцеллы представляет собой процесс тепловой
обработки раствора масла в растворителе, и для познания законо-
мерностей этого процесса необходимо изучение таких свойств этого
раствора, как температура его кипения и давление паров летучего
компонента над ним. Зависимость между этими свойствами мис-
целлы и ее концентрацией определяет статику процесса дистилля-
ции.
На рис. 8-2 изображена графическая зависимость давления па-
ров растворителя над мисцеллой от ее концентрации, из которой
видно ее отклонение от вычисленной по закону Рауля.
Анализ геометрического вида кривой и сравнение ее с кривыми
данного свойства других известных систем показывают, что отсут-
ствие идеальности в системе масло — бензин связано с действием
Ван-дер-Ваальсовых сил между молекулами, и в случае отрица-
тельного отклонения от закона Рауля притяжение между молеку-
лами растворителя меньше, чем между молекулами растворителя
и масла в мисцелле.
На рис. 10-5 показана зависимость температуры кипения под-
солнечной мисцеллы от концентрации при различных давлениях.
Приблизительно такой же характер эта зависимость имеет и для
растворов хлопкового масла в промышленном гексане и трихлор-
этилене. Эта-зависимость показывает, что температура кипения мис-
целлы резко возрастает при концентрациях выше 60%, что приво-
дит к увеличению температуры дистилляции.
Температуры кипения высококонцентрированных мисцелл даже
при применении сравнительно глубокого вакуума бывают настоль-
ко высокими, что при них невозможно вести дистилляцию из-за
разложения масла. Этим объясняется тот факт, что при дистилля-
ции мисцеллы практически не удается полностью удалить весь рас-
творитель из масла.
В связи с этим удаление растворителя из мисцеллы производят
в два приема.
Первый период удаления бензина из мисцеллы — период выпа-
ривания — подчиняется всем известным закономерностям этого
процесса. Он может осуществляться при атмосферном давлении и
при разрежении.
Выпаривание при разрежении имеет значительные преимущест-
ва. В разреженном пространстве все жидкости кипят при более
298
Концентрация, мае. ' %
Рис. 10-5. Зависимость тем-
пературы кипения мисцел-
лы (подсолнечное масло —
легкокипящий экстракцион-
ный бензин) от концентра-
ции при остаточном давле-
нии (в МПа):
1 — 0,10; 2 — 0,08; 3 — 0,07;
4 — 0,05; 5 — 0,03
низких температурах, чем при атмосфер-
ном давлении. Это дает возможность
уменьшить площадь поверхности тепло-
обмена в аппарате, так как при пони-
женной температуре кипения достигает-
ся значительно большая разность темпе-
ратур между греющим паром и кипящей
мисцеллой. Поэтому при дистилляции с
использованием вакуума можно приме-
нять пар более низкого давления. Исполь-
зование вакуума, особенно при дистил-
ляции высококонцентрированных мис-
целл, предотвращает нежелательные по-
бочные процессы (окисление, меланоиди-
нообразование и пр.) благодаря сниже-
нию температуры кипения. По этой же
причине потери тепла в окружающую
среду, а следовательно, и расход грею-
щего пара, идущего на компенсацию этих
потерь, в данном случае будут меньше,
чем при дистилляции при атмосферном
давлении.	/
В течение первого периода дистилля-f
ции мисцелла должна достичь такой кон-)
центрации, чтобы температура кипения)
ее не превышала 100° С.	д=-<
Во втором периоде дистилляции при-)
меняется острый водяной пар, а потому^
закономерности дистилляции будут\
иными.
Мисцелла представляет собой бинарный раствор. В том случае,
когда дистилляция осуществляется с применением острого насы-
щенного пара, система превращается в трехкомпонентную (бензин,
масло, вода), состоящую из трех фаз: две жидкие (мисцелла, вода)
водна паровая (бензин). Согласно правилу фаз такая система об-
ладает двумя степенями свободы. Следовательно, в системе мис-
целла — водяной пар без нарушения равновесия можно менять два
параметра.
В данном случае можно менять общее давление и концентра-
цию мисцеллы. Тогда парциальное давление паров бензина и тем-
пература кипения мисцеллы будут вполне определенными, как
в двухкомпонентной системе.
Это положение вполне подтверждается, если систему рассмат-
ривать с точки зрения закона Дальтона, по которому общее давле-
ние паров над жидкостью
Р = Рб + рв + Рм,
где ре, рв и рм—парциальное давление в паровой фазе соответственно паров
бензина, воды и масла.
299
Так как в пределах условий, при которых осуществляется дис-
тилляция мисцеллы, давление паров масла рм ничтожно мало, им
можно пренебречь, и тогда
Р = Рб + Рв>
т. е. система будет практически двухкомпонентной.
При использовании в процессе дистилляции перегретого водяно-
го пара при том же числе компонентов (бензин, масло, водяной
пар) фаз будет только две: жидкая — мисцелла и паровая — пары
бензина и пары воды. Число степеней свободы в этом случае будет
равно трем, и, следовательно, без нарушения равновесия можно
менять три параметра. Действительно, при дистилляции мисцеллы
с острым перегретым паром меняется общее давление, концентра-
ция мисцеллы и парциальное давление высококипящего компонен-
та (воды).
При наличии в системе перегретого водяного пара парциальное
давление паров бензина будет являться функцией количества по-
данного острого пара. Поэтому, регулируя количество пара, можно
изменять температуру, при которой будет происходить процесс дис-
тилляции.
Чтобы тепло острого пара было максимально использовано в
аппаратах, необходимо иметь температуру отходящей смеси паров,
равную температуре конденсации высококипящего компонента
(воды) при давлении в аппарате. Однако такая регулировка за-
труднительна, ибо незначительные изменения температуры приве-
дут к конденсации паров воды, а следовательно, к обводнению мас-
ла, что недопустимо. Поэтому в аппарат для дистилляции подают
столько острого пара, сколько необходимо, чтобы температура ухо-
дящей смеси паров бензина и паров воды была на 10—15° С выше
температуры конденсации паров воды при давлении в аппарате.
Следовательно, выходящие из дистилляторов пары при отгонке с
острым перегретым паром будут сами всегда перегретыми.
При передаче мисцеллы из одного аппарата в другой, с мень-
шим давлением, мисцелла оказывается перегретой, и сразу же на-
чинается процесс самоиспарения.
Аналогичная картина наблюдается и в случае, если оба аппа-
рата будут находиться под одинаковым давлением, но во втором
отгонка будет осуществляться с перегретым водяным паром. Тем-
пература кипения мисцеллы в этом аппарате будет меньше, а сле-
довательно, тоже будет наблюдаться самоиспарение.
Используя характер зависимости температуры кипения мисцел-
лы от концентрации, можно обосновать применение в маслоэкст-
ракционном производстве определенных методов дистилляции на
отдельных стадиях процесса: дистилляция распылением, в пленке
и в слое.
Дистилляция распылением характеризуется тем, что
мисцелла, вышедшая из форсунки в виде струи, стремится к ста-
тически устойчивому состоянию, при котором свободная энергия
поверхности является минимальной. Этому соответствует форма
300
поверхности, в связи с чем струя жидкости является статически
неустойчивой. Если по какой-либо причине диаметр струи отклоня-
ется от среднего значения, в ней образуются более тонкие участки.
Б них благодаря поверхностному натяжению повышается давление,
жидкость переходит в более толстые участки струи, струя еще бо-
лее 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.
Таким образом,, при распылении мисцеллы значительно увели-
чивается поверхность раздела фаз жидкой и газообразной, что в
свою очередь обеспечивает высокую интенсивность процесса дис- ।
тилляции распылением, т. е. высокую производительность процесса I
и небольшую его продолжительность.	J
Дистилляция распылением по гидродинамическим изменениям
в жидкой фазе условно делится на три периода: образование от-
дельных капель, развитие турбулентности в пределах отдельных
капель и затухание этого процесса. В газовой фазе благодаря ин-
тенсивности перемешивания состояние и свойства паров в любой
точке одинаковы.
Для предварительной дистилляции, осуществляемой методом
распыления, характерно наличие только одного периода кипения,
хотя и не исключено возникновение при определенных условиях и
периода испарения. При окончательной дистилляции, осуществляе-
мой тем же методом, существование одного только периода кипе-
ния, как правило, не наблюдается.
Дистилляция в пленке подразделяется на дистилляцию
в стекающей и дистилляцию в поднимающейся пленке при движе-
нии ее вверх под воздействием парового потока (обращенное тече-
ние). Оба вида течения пленки широко используются в маслоэкст-
ракционном производстве. Так, первый вид движения пленки осу-
ществляется на стадии предварительной дистилляции в аппаратах
Вольмана и «Лурги», на стадии окончательной дистилляции — в
аппаратах линий НД-1250, ДС. Второй вид встречается главным
образом на стадии предварительной дистилляции мисцеллы в лини-
ях НД-1250, ДС, «Лурги» и др.
Толщина пленки определяется физическими свойствами мисцел-
лы, свойствами поверхности, на которой пленка образуется, распо-
ложением этой поверхности и условиями процесса дистилляции.
Механизм стекания пленки по нагретой поверхности обладает
рядом особенностей, возникающих благодаря образованию пузырь-
ков пара. При повышении температуры поверхности образуются
вначале мелкие, медленно растущие пузырьки, а затем относитель-
но большие, быстро растущие; и те и другие нарушают жидкостную
пленку и приводят к ее разрыву. При определенной температуре
нагрева пленка будет гладкой, так как бурно образующиеся пу-
зырьки расходуют свою энергию на распределение жидкости равно-
мерно по всей поверхности. Дальнейший нагрев приводит к возник-
301
новению пузырьков по всей поверхности и перемешиванию пленки,
при этом крупные пузырьки, диаметр которых достигает 30 мм, сте-
кают вниз. И, наконец, дальнейший рост температуры поверхности
приводит к отрыву от нее жидкостной пленки в виде струек, кото-
рые падают, все время отделяясь от поверхности.
Механизм обращенного течения жидкой пленки состоит в сле-
дующем. Ясно выраженные волны поднимаются на неодинаковом
расстоянии друг от друга. Пленка по всей длине трубки находится
в спокойном состоянии, так как амплитуда и форма отдельных волн
остаются практически неизменными. При уменьшении скорости га-
зовой волны они начинают подниматься по трубке в виде колец.
При этом области с ясно выраженными волнами сменяются отрез-
ками, на которых поверхность пленки относительно гладкая. В пе-
реходной области пленка находится в неспокойном состоянии. При
сильном снижении скорости газа и уменьшающейся скорости плен-
ки волны становятся толще до тех пор, пока поверхностного натя-
жения для удержания пленки не будет хватать; тогда жидкость
разбрызгивается в газовый поток.
При обращенном течении пленки постоянство ее толщины не
соблюдается. Течение пленки обладает явно выраженным пульса-
ционным характером, который особенно хорошо наблюдается при
малых скоростях газа. При этом видно, как пленка, получившая
некоторый импульс, начинает терять скорость и сползает вниз, пока
импульс газового потока вновь не сообщит ей энергию для
подъема.
Удаление растворителя из пленки происходит в основном так
же, как со свободной поверхности. Специфика и интенсивность это-
го процесса рассмотрены выше.
К основным преимуществам аппаратов пленочного типа отно-
сится сравнительно высокая допустимая скорость паров, большая
производительность и малое гидравлическое сопротивление.
Существенным для интенсификации испарения из пленки явля-
ется наличие иди отсутствие обогрева поверхности, на которой об-
разуется пленка.
Пленка на обогреваемой поверхности испаряется интенсивнее,
чем на необогреваемой. Это происходит не только потому, что по-
верхность является дополнительным (или основным) источником
тепла для пленки, но и в результате существенного изменения ме-
ханизма массопереноса на обогреваемой поверхности. Значительно
повышается доля конвективного массопереноса в пленке, темпера-
тура которой близка к точке кипения или равна ей. Однако эта
обогреваемая поверхность может оказывать существенное воздей-
ствие на превращения термолабильных веществ, содержащихся в
растительном масле.
Испарение из стекающей пленки на необогреваемой поверхно-
сти менее интенсивно, так как при этом наблюдается односторон-
ний теплообмен и меньшая турбулентность пленки.
Испарение растворителя из мисцеллы приводит к увеличению
поверхностного натяжения, что стабилизирует пленку, и это может
302
быть ол-	ушн уменьшения интенсивности отгонки раство-
рителя в "Ч ростом концентрации мисцеллы.
" Дистил\(?ия в слое применяется для мисцелл высоких
концентраций (80—85%), когда температуры их кипения значи-
тельно повышаются. Удаление растворителя в этом случае осуще-
ствляется путем испарения. Для интенсификации этого процесса в
аппарате создают вакуум, а в слой мисцеллы через барботеры по-
дают острый пар.
При дистилляции в слое давление на мисцеллу в верхних и
нижних слоях неодинаково и, следовательно, температура раствора
по высоте слоя также различна. Пузырьки пара, находящиеся в
нижних слоях жидкости, должны проникать через слой, преодоле-
вая его давление, следовательно, должны иметь большее давление,
чем на поверхности. Этим и объясняется более высокая температу-
ра кипения мисцеллы в нижних слоях.
Гидростатическое давление по мере удаления растворителя и
повышения концентрации мисцеллы увеличивается, так как растет
плотность полученной мисцеллы. Чем меньше толщина слоя, тем
меньше влияние гидростатического давления. При дистилляции в
тонком слое оно практически полностью устранено.
Обработка высококонцентрированной мисцеллы в слое при ис-
пользовании бензинов с интервалом кипения 70—85° С является
необходимым этапом процесса окончательной дистилляции. Даже
высокоинтенсивный процесс дистилляции распылением не может
обеспечить получение стандартного по температуре вспышки мас-
ла. Лишь переход на низкокипящий растворитель, относительно
однородный по химическому составу, в частности на технический
гексан, может несколько упростить этот вопрос: в этом случае воз-
можно получение стандартного масла без дистилляции в слое.
Готовность экстракционного масла определяется по температуре
вспышки, которая для многих масел должна быть не менее 225° С,
что соответствует содержанию бензина в масле порядка 0,01 Не-
рассмотренные методы дистилляции распылением, в пленке и в
слое отличаются друг от друга прежде всего величиной поверхно-
сти раздела жидкой и паровой фаз — величиной так называемого
зеркала испарения. Величина зеркала испарения на единицу объ-
ема мисцеллы увеличивается от дистилляции в слое к дистилляции
распылением. Чем больше зеркало испарения, тем при прочих рав-
ных условиях больше растворителя будет отогнано от мисцеллы,
т. е. тем больше скорость дистилляции.
Из всего сказанного следует, что наиболее перспективной явля-
ется дистилляция распылением, которая отличается от двух других
методов не только величиной зеркала испарения, но и его кривиз-
ной. В данном случае поверхность, с которой идет испарение, не
плоская, а сферическая, выпуклая и имеет избыток поверхностной
энергии по сравнению с поверхностью плоской, причем этот избы-
ток тем больше, чем меньше радиус кривизны поверхности, т. е.
чем меньше размер капель. В связи с этим давление пара над по-
верхностью жидкости увеличивается по мере уменьшения размера
303
ее капель; сила, стремящаяся переместить м,гешп^ -*У обратно в
мисцеллу, будет меньше, чем для плоской поверхности, что и влия-
ет на интенсивность испарения растворителя.
Дальнейшее развитие масло-жировой промышленности идет по
пути наращивания мощности отдельных предприятий, а это требует
изыскания новых, более совершенных и высокопроизводительных
установок для осуществления отдельных технологических опера-
ций, в том числе и дистилляции.
Описанные выше три формы контакта фаз при дистилляции —
барботажная, пленочная и распылительная, используемые в масло-
экстракционном производстве, не являются перспективными при
создании установок большой единичной мощности.
Так, в условиях барботажа увеличение нагрузок по фазам ли-
митировано величиной уноса в струйном режиме, соответствующем
верхней границе существования противоточного течения. Скорость
паровой фазы по сечению аппарата не превышает 1,0—1,5 м/с, и
повышение производительности этих установок возможно только
путем увеличения их геометрических размеров.
В аппаратах пленочного типа структура потока сплошной фазы
такова, что большая скорость наблюдается в середине канала, в то
время как основной контакт происходит около стенки, где скорость
пара резко снижается. Увеличение производительности в таких ап-
паратах сопровождается снижением эффекта разделения.
Распыление, или диспергирование, одной из фаз улучшает про-
цесс массообмена, ограничивая скорость течения второй фазы, а
при необходимости повторного контактирования распылением зна-
чительно усложняется устройство установки.
Дистилляция мисцеллы в закрученном потоке является
перспективным способом, позволяющим значительно увеличить скорость сплош-
ной фазы в аппарате. В условиях закрученного течения поступательное движение
сплошной фазы сопровождается вращательным, происходящим в его поперечных
сечениях. В зоне контакта наблюдается прямоточное взаимодействие фаз в со-
четании с сепарацией жидкости в центробежном поле и сохранении в целом по
аппарату противоточного движения фаз. Наиболее простым способом создания
закрученного течения фаз является воз£ шствие на поток с помощью различных
турбулизирующих вставок — завихрителей (И. М. Аношин, 1968).
Этот способ использован в установках для дистилляции масляных мисцелл в
аппаратах с вихревым течением фаз (Н. П. Рябченко, Е. И. Арестова, П. П. Люб-
ченков, 1977).
Одним из перспективных направленпй~в создании еще более высокопроизво-
дительных'дистилляционных установок является использование на стадии окон-
чательной дистилляции Закрученного потока в сочетании с распылением жид-
кой фазы.
Схема дистилляции мисцеллы в модернизированной экстракци-
онной линии НД-1250 (рис. 10-6). Дистилляция осуществляется по
трехступенчатой схеме. Мисцелла концентрацией 12—20% при
температуре 40—60° С из мисцеллосборника насосом 1 через труб-
чатый теплообменник 2 (площадь поверхности нагрева 20 м2) по-
дается на I ступень дистилляции в трубчатый пленочный предвари-
тельный дистиллятор 3 через патрубок, расположенный по каса-
тельной к окружности корпуса с целью сообщения поступающей
мисцелле вращательного движения.
304
Пасло
Вохлсйитель
конденсат^
Рис. 10-6. Типовая технологическая схема трехступенчатой дистилляции мисцеллы
для завода с одной экстракционной установкой НД-1250:
/'— мисцелла; 2'— пары бензина и воды; 3' — масло; 4'—бензин и вода; 5' — водяной пар;
6' — охлаждающая вода; 7' — конденсат; 8' — шлам
•8-
В охладитель
конденсата
t К пароэжектор-
**1налу Влоку
Па десрлегнацию
Предварительный дистиллятор (рис. 10-7) состоит из двух ос-!
новных частей: трубчатой 1 и сепарационной 2. Мисцелла, прохо-
дя по внутренней поверхности трубок в виде тонкой поднимающей-
ся вверх пленки, интенсивно обогревается глухим перегретым па-
ром с температурой 180—200° С и давлением до 0,3 МПа. Во время
кипения мисцеллы образуется большое количество пузырьков рас-
творителя, которые, поднимаясь с большой скоростью по трубкам,
увлекают за собой мисцеллу. Смесь паров растворителя и мисцел-
лы попадает в верхнюю, сепарационную, часть дистиллятора.
Упаренная до 55—60% с температурой 60—85° С мисцелла со-
бирается в нижней части сепаратора предварительного дистиллято-
ра (см. рис. 10-6) и насосом 10 подается на II сдупень в дистилля-
тор 4, который по конструкции аналогичен дистиллятору I ступени.
Параметры глухого пара те же, что и на I ступени.
Дистилляторы I и II ступени работают, как правило, при атмо-
сферном давлении.
Из дистиллятора II ступени 4 высококонцентрированная мис-
целла (90—95%) насосом 11 через одноходовой подогреватель 9
подается на распылительные форсунки III ступени дистилляции в
окончательный дистиллятор 5, работающий под вакуумом, созда-
ваемым через конденсатор 8 двухступенчатым пароэжектором ил
вакуум-насосом.
20-857
Рис. 10-8. Окончательный дистиллятор
без обогрева щитков
Рис. 10-7. Трубчатый пленочный
дистиллятор
Окончательный дистиллятор (рис. 10-8) состоит из четырех час-
тей: каплеуловителя 1 и трех камер — распылительной 2, пленоч-
ной 3 и дезодорационной 4. Здесь представлено сочетание всех
трех методов дистилляции, описанных ранее: распылением, в плен-
ке и в слое. Благодаря большой поверхности испарения и перегре-
ву мисцеллы в распылительной камере происходит интенсивная
отгонка паров растворителя. Капельки высококонцентрированной
мисцеллы, падая затем на желобки, распределяются по щиткам и
стекают вниз в виде тонкой пленки. При этом под воздействием
острого перегретого пара из масла дополнительно отгоняется рас-
творитель.
306
Далее в дезодорационной камере масло обрабатывается в \
^00—450 мм острым перегретым паром с температурой перегрХ
1 g0—200° С, давлением до 0,3 МПа и дополнительно нагреваете
глухим паром давлением 0,3 МПа через рубашку камеры до за-
данной температуры (100—110°С). Окончательные дистилляторы
могут быть с обогревом щитков (14 м2) и паровыми трубками
змеевика с площадью поверхности нагрева 2,0 м2, обогревающими
эти щитки, или без обогрева щитков. Работа обоих дистилляторов
протекает по одной схеме, разница лишь в их производительности—
40 и 30 т/сут по маслу.
Полученное экстракционное масло по переливной трубе (см.
рис. 10-6) непрерывно сливается в промежуточный приемник 15, в
который встроен регулятор уровня с поплавковым клапаном, обес-
печивающим постоянный уровень масла. Поплавковый клапан
автоматически связан с насосом для масла 12, непрерывно откачи-
вающим готовое масло в охладитель 13. Охлажденное масло посту-
пает в расширительный бачок 14, верхняя часть которого соедине-
на с дезодорационной камерой дистиллятора 5.
Если уровень масла в приемнике 15 опускается ниже верхнего
положения поплавкового клапана, откачка масла прекращается.
Насос 12, продолжая работать, возвращает масло в приемник 15,
благодаря чему он работает без срывов. Наличие приемника 15
позволяет непрерывно откачивать готовое экстракционное масло
обычным центробежным насосом из дистиллятора, работающего
под любым вакуумом.
Пары бензина из дистиллятора 3 после обогрева мисцеллы в
подогревателе поступают в конденсатор 6, а из дистиллятора 4 —-в
конденсатор 7. Сконденсировавшиеся пары бензина из указанных
конденсаторов направляются через охладители в водоотделители.
Из дистиллятора 5 парогазовая смесь направляется в конденсатор
8, работающий под вакуумом. Сконденсировавшиеся пары бензина
из конденсатора 8 через барометрическую U-образную трубу отво-
дятся в охладитель конденсата и далее на водоотделитель.
Воздух и несконденсированные пары бензина из конденсаторов
6 и 7 направляются в общую линию паровоздушной смеси экстрак-
ционного цеха.
В случае, если в экстракционном цехе установлены две экстрак-
ционные линии НД-1250, осуществление трехступенчатой дистилля-
ции производится по двум вариантам.
Для получения высококонцентрированных мисцелл применяется
первый вариант: I и II ступени дистилляции осуществляются в
двух трубчатых пленочных дистилляторах. Мисцелла концентрат
Цией 90—95% через подогреватель направляется на III ступень в
распылительные форсунки окончательного дистиллятора. Один из
двух окончательных дистилляторов установки не используется.
В случае получения низкоконцентрированных мисцелл при на-
личии двух пленочных и двух окончательных > дистилляторов дис-
тилляция мисцеллы осуществляется по второму варианту. На I
ступени используются два пленочных дистиллятора, работающих
20*
307
da конденсатор Hl ступени.
Рис. 10-9. Принципиальная технологическая схема дистилляции мисцеллы в экс-
тракционной линии МЭЗ:
х 1' — мисцелла; 2' — пары бензина и воды; 3' — масло; 4' — бензин и вода; 5' — водяной пар
параллельно с отгонкой бензина при атмосферном давлении. После
этого упаренная мисцелла насосом через подогреватель подается
на распылительные форсунки дистиллятора II ступени (оконча-
тельный дистиллятор), работающего под вакуумом. Из этого дис-
тиллятора концентрированная мисцелла (90—95%) насосом через
подогреватель подается на III ступень на распылительные форсун-
ки II окончательного дистиллятора, работающего также под ва-
куумом с барботированием масла острым перегретым паром в слое.
На типовых линиях НД-1250 временно допускается и двухсту-
пенчатая схема дистилляции с одним предварительным пленочным
дистиллятором с площадью поверхности нагрева 100 м2 и одним
окончательным, работающим под вакуумом при распылении мис-
целлы. За время пребывания мисцеллы в пленочном дистилляторе
концентрация ее повышается до 80—85%, а температура до 90—
95 С.
На II ступень (окончательную) поступает мисцелла, нагретая в
подогревателе до ПО—115° С. Температура готового экстракцион-
ного масла на выходе из окончательного дистиллятора поддержи-
вается не выше 105—110° С. Далее готовое масло с температурой
вспышки, соответствующей стандарту, откачивается непрерывно
через холодильник, в котором охлаждается до 50—60° С.
308
Схема дистилляции мисцеллы в экстракционной линии МЭЗ.
Установка работает по трехступенчатой схеме дистилляции.
На I ступени отгонка бензина из мисцеллы осуществляется при
кипении последней в системе экономайзер — сепаратор под дейст-
вием тепла сокового пара от шнекового испарителя в условиях ин-
тенсивной принудительной циркуляции мисцеллы и вакуума.
На II ступени обработка мисцеллы производится в трубчатом
вертикальном испарителе, снабженном сепаратором, под действием
тепла глухого зарубашечного пара и вакуума.
I и II ступени имеют общий конденсатор и эжектор.
На III ступени удаление остатков растворителя из высококон-
центрированной мисцеллы осуществляется в процессе испарения и
перегонки с водяным паром под воздействием глухого зарубашеч-
ного пара и вакуума сначала в трубчатом вертикальном подогрева-
теле (он же концентратор), а затем в колонном пластинчатом дис-
тилляторе (окончательном). Оба аппарата имеют отдельные
эжекторы и общий конденсатор.
Дистилляция мисцеллы осуществляется по схеме, изображенной
на рис. 10-9. Чистая мисцелла концентрацией до 30—35% из мис-
целлопромывателя насосом 12 подается в сепаратор 3 с поплавко-
вым автоматическим ограничителем уровня мисцеллы 4 и в эконо-
майзер 1, где подвергается предварительной концентрации под
действием тепла соковых паров, отходящих из шнекового испари-
теля.
В целях интенсификации циркуляционного потока мисцеллы,
необходимой для ускорения испарения растворителя, в системе
применен насос 2, с помощью которого осуществляется замкнутый
поток мисцеллы в экономайзере и его сепараторе и отбор мисцел-
лы для II ступени дистилляции.
При помощи поплавкового ограничителя уровня 4 и пневмати-
ческого автоматического крана 11 в сепараторе 3 поддерживается
постоянный уровень мисцеллы. По мере повышения уровня попла-
вок автоматического ограничителя уровня всплывает, воздействуя
при помощи рычажной системы на воздушное реле, благодаря чему
сжатый воздух из магистрали направляется в цилиндр пневматиче-
ского крана и последний открывается.
При этом автоматический перелив мисцеллы, подогретой в эко-
номайзере до 60—65° С и частично упаренной в сепараторе до
концентрации 45%, происходит непрерывно в нижнюю часть испа-
рителя II ступени.
В дистилляторе II ступени также при помощи поплавкового
ограничителя уровня и автоматического крана поддерживается
постоянный уровень мисцеллы (высота слоя в трубчатке дистилля-
тора около 1м).
Циркуляционный трубопровод, соединяющий дистиллятор II сту-
пени 5 (трубчатый вертикальный испаритель) и сепаратор 6, при
нагревании мисцеллы в трубчатке обеспечивает интенсивный
Циркуляционный поток ее, в результате чего отгонка бензина на
этой стадии дистилляции протекает особенно интенсивно. Проходя
309
вверх по обогреваемым трубкам дистиллятора 5, мисцелла заки-
пает, и смесь паров растворителя и мисцеллы, войдя в расширители, ’
сепаратора, разделяется: парообразная фаза, освободившись от
механически уносимых капелек мисцеллы, уходит на вакуум-кои-
денсатор, а мисцелла, циркулирующая в замкнутом цикле, непре-
рывно отводится в нижнюю часть дистиллятора. Сконцентрирован-
ная до	95—98% мисцелла при температуре	95—100° С
посредством вакуума подается в непрерывном потоке в вертикаль- 1
иый трубчатый подогреватель 7 пленочного типа. В аппарате мис- I
целла стекает по стенкам обогреваемых трубок во встречном пото- 1
ке острого перегретого пара и дополнительно концентрируется. Л
Из подогревателя 7 при помощи насоса 9 мисцелла перекачи-Я
вается в дистиллятор III ступени 8, представляющий собой плас- 
тинчатый пленочный аппарат, где мисцелла распыляется, создавая!
как бы круговой факел в горизонтальной плоскости. Попадая в I
распыленном виде на вертикально расположенные нагретые пласти- 
ны и обогреваемые стенки корпуса аппарата и внутреннего верти-
кального цилиндра (общая площадь поверхности нагрева
100 м2), мисцелла стекает по ним вниз и обрабатывается встреч-
ным потоком острого перегретого пара под вакуумом. По мере
продвижения почти готового масла вдоль пластин сверху вниз из
» него удаляются остатки растворителя.
Для более полной отгонки растворителя из масла и частичной дезодорации
в нижней части дистиллятора III ступени 8 поддерживается постоянный слой
масла (а;250 мм), через который дополнительно барботируется водяной пар.
Готовое масло насосом 10 непрерывно откачивается в маслосборники.
Кондиционное по температуре вспышки масло направляется далее на охлаж-
дение и взвешивание (на схеме аппараты не обозначены). Некондиционное мас-
ло направляют в мисцеллопромыватель или непосредственно в трубчатый подо-
греватель 7 для повторной дистилляции в общем потоке.
Пары растворителя из сепараторов 3 и 6 направляются в общий конденса-
тор, работающий под разрежением.
Пары растворителя и воды, выходящие из греющих трубок подогревателя 7,
проходят между отбойными дисками и отсасываются в конденсатор III ступени.
Сюда же поступает смесь паров растворителя и воды из дистиллятора III сту-
пени.
Схема дистилляции мисцеллы в экстракционной линии «Экстех-
ник». Установка работает по трехступенчатой схеме дистилляции.
При переработке семян хлопчатника (рис. 10-10) мисцелла кон-
центрацией 35% из экстрактора через отстойник 1 и щелевые
фильтры 2 поступает в приемный бак для мисцеллы 3. Отстойник
служит для успокоения мисцеллы и освобождения ее от грубых
взвешенных частиц. Автоматическое очищающее устройство обес-
печивает постоянный возврат осаждающегося шлама в экстрактор.
Л4еханические щелевые фильтры предназначены для очистки мис-
целлы от тонких взвешенных частиц. С помощью автоматического
очищающего устройства шлам снимается с фильтрующих элемен-
тов и возвращается в экстрактор.
В приемном баке 3 мисцелла разделяется на два потока. Пер-
вый, соответствующий количеству перерабатываемых семян, насо-
сом 4 подается на рафинацию масла в мисцелле, после чего с
310
Рис. 10-10. Схема дистилляционной установки экстракционной линии «Экстехник»
температурой 55° С поступает в испаритель с опускающейся плен-
кой 7 с площадью поверхности нагрева 400 м2. Испаритель работа-
ет под вакуумом 0,05 МПа и нагревается соковыми парами от
тостера. При этом мисцелла концентрируется до 65%, затем насо-
сом 8 перекачивается в испаритель с восходящей пленкой 10 с пло-
щадью поверхности нагрева 500 м2. Этот испаритель также рабо-
тает под вакуумом 0,05 МПа, обогревается свежим глухим паром
и обеспечивает упаривание мисцеллы до концентрации 95%•
Подача пара для обогрева регулируется по температуре мис-
целлы на выходе из испарителя с восходящей пленкой, которая
должна соответствовать 90° С. При понижении температуры ниже
85° С мисцелла возвращается в испаритель с опускающейся плен-
кой 7 путем переключения трехходового крана.
Далее из испарителя 10 мисцелла перекачивается насосом 11 в
двойную вакуумную ректификационную колонну 13.
Ректификационная колонна (стриппинг-колонна) состоит из
двух частей, изготовленных в виде оросительных колонн, с попере-
менно выпуклыми и вогнутыми тарелками орошения. Передача
мисцеллы из одной колонны в другую осуществляется насосом 12.
В верхней колонне остатки растворителя отгоняются под вакуумом
до остаточного содержания 0,5%, при этом в качестве ректифика-
ционного пара используется рабочий пар из парового эжектора,
который соединяет нижнюю колонну с верхней и создает вакуум
в 0,01 МПа в нижней колонне.
В результате дополнительной подачи острого пара в нижнюю
ректификационную колонну общее содержание летучих веществ в
311
масле на выходе из нижней ректификационной колонны получается I’
не выше 0,2 % 	I '
Благодаря испарению растворителя под вакуумом масло во
всей схеме дистилляции не подвергается нагреванию выше 90° С,
чем обеспечивается сохранение его качества. Однако на случай
необходимости предусмотрена возможность подогрева масла до
температуры 105° С в пластинчатом теплообменнике 14, располо- ।
женном между двумя частями ректификационной колонны. Подача I
пара в пластинчатый теплообменник регулируется по температуре ]'
входящего масла.	М
Масло, освобожденное от растворителя, насосом 15 перекачн- Ц
вается в резервуары для готовой продукции.	Н
Второй поток мисцеллы из приемного бака 3 насосом 5 на- Н
правляется в дистиллятор с опускающейся пленкой 6 для упарива- Н
ния мисцеллы концентрацией 35% до 58%, которая насосом 9 пе- Н
рекачивается в экстрактор. Подаваемое количество мисцеллы 
соответствует тому, которое переходит в смеси со шротом из секции И
для экстракции госсипола в секцию «нормальной» экстракции — И
экстракции масла. Концентрирование мисцеллы необходимо для IB
обеспечения хорошей растворимости госсипола в ней.	W
Соковые пары от тостера, с помощью которых осуществляется Ц
последовательный обогрев дистилляторов 7 и 6, конденсируются при И
этом, и конденсат направляется непосредственно в бенз овод оотде- И
литель (на схеме не показан). Несконденсированные соковые пары Н
поступают в воздушный конденсатор 17, работающий под атмо- И
сферным давлением, где конденсируются.	аЗ
Соковые пары растворителя от обоих предварительных дистил- D
ляторов 7 и 6 направляются в воздушный конденсатор 18, а от Ы
испарителя 10 и ректификационной колонны — в воздушный кон- Н
денсатор 16. Эти конденсаторы работают под давлением 0,05 МПа. w
Конденсат сливается для разделения в водоотделитель.	9
Схема дистилляции мисцеллы в установке с исп9льзованием вихревого по- №
тока. Кафедрой процессов и аппаратов пищевых производств КПИ совместно Я
с СКФ ВНИИЖ разработана трехступенчатая установка для отгонки раствори- W
теля из масляных мисцелл с использованием принципа взаимодействия фаз з
закрученном (вихревом) потоке.
Все три дистиллятора установки (рис. 10-11) представляют собой вертикаль-
ные аппараты, собранные из отдельных контактных труб по принципу кожухо-
трубчатого теплообменника. В контактных трубах закрутка парового потока
осуществляется с помощью лопаточных завихрителей, установленных внутри
труб по всей их высоте.
Предварительные дистилляторы 4 и 5 работают по принципу выпарных ап-
паратов, не имеют подводки острого пара, и в них закручиваются пары раство-
рителя. В окончательном дистилляторе 7 отгонка растворителя производится с
помощью острого пара, и в аппарате закручивается смесь водяных паров с па-
рами растворителя.
Окончательный дистиллятор установки с использованием вихревого пото-
ка работает следующим образом (рис. 10-12). В нижнюю часть корпуса се-
паратора 9 через патрубки 7 поступает концентрированная мисцелла в зону
самоиспарения, где происходит отгонка части растворителя с образованием
пены, которая гасится пеногасителем, представляющим собой цилиндрическое
кольцо//. Из зоны самоиспарения мисцелла поступает в распределительные уст-
ройства 12, представляющие собой насаженные на контактные трубки цилиндри-
312
Рис. 10-11. Схема трехступеичатой
дистилляции вихревого типа
Рис. 10-12. Схема промышленного
аппарата вихревого типа для
окончательной дистилляции
ческие вертикальные патрубки с отверстиями, расположенными по винтовой ли-
нии. С помощью устройств 12 мисцелла распределяется по внутренней поверхно-
сти тепломассообменных трубок 2, расположенных в корпусе 1.
Водяной пар подается в днище аппарата 4 через барботер 5 и
поднимается по тепломассообменным трубкам 2 вверх. При про-
хождении через лопаточные завихрители 3 пару сообщается вра-
щательное движение, которое благодаря силам трения передается
стекающей мисцелле.
Над каждым завихрителем возникает вращающееся парожид-
костное кольцо, в котором осуществляется активное взаимодейст-
вие фаз и отгонка растворителя.
Масло стекает в днище 4 и через патрубок 6 выводится из ап-
парата.
Пары растворителя и воды, выходящие из теплообменных тру-
бок 2, проходя через тангенциальные сепарационные пластины 8,
освобождаются от капель мисцеллы и через патрубок 10 выводятся
из аппарата.
В установке трехступенчатой дистилляции вихревого типа (см.
рис. 10-11) исходная мисцелла насосом 1 подается в конденсатор 3,
где подогревается теплом отходящих из дистилляторов паров, и
поступает в дистиллятор I ступени 4, откуда частично упаренная
мисцелла последовательно проходит в дистилляторы 5 и 7. Кон-
денсация паров осуществляется в конденсаторах 3, 2 и 6.
Производительность установки 15 т/ч мисцеллы концентрацией
313
Рис. 10-1 -3. Предвари-
тельный д дистиллятор ти-
па ТД-8 «фирмы «Поли-
мекс» (ПГ~ ПР)
тов, при изменяемых на
20% при снижении расхода острого пара
в 2—2,5 раза по сравнению с типовой дис-
тилляционной установкой линии НД-1250.
Схема дистилляции мисцеллы в экстрак-
ционных линиях ДС-70, ДС-130, Т1-МЭМ.
Эти линии экстракции имеют трехступен-
чатые схемы дистилляции.
В комплект аппаратов группы дистилля-
ции входят:
I ступень — экономайзер с сепаратором
и насосами для подачи свежей мисцеллы на
дистилляцию и для циркуляции мисцеллы
в системе;
II ступень — трубчатый вертикальный
испаритель с сепаратором; I и II ступени
имеют общий конденсатор и эжектор;
III ступень — трубчатый вертикальный
подогреватель (он же концентратор) и ко-
лонный пластинчатый дистиллятор (оконча-
тельный) с насосами для подачи мисцеллы
из подогревателя на дистиллятор и откач-
ки готового масла. Оба аппарата имеют от-
дельные эжекторы и общий конденсатор.
Конструкция, принцип работы аппара-
I и II ступенях дистилляции этих экстракци-
онных ле-зний, принципиально одинаковы. Однако они различаются
по некот«прым техническим данным.
Дистг-зллятор III ступени линии ДС-130 в основном такой же,
как дистдкллятор III ступени линии ДС-70, за исключением некото-
рых тех иических данных и внесенного в конструкцию аппарата
усовершенствования, предусматривающего возможность изменения
угла ус'жг'ановки испарительных пластин (1ю отношению к осям
аппарата в горизонтальной плоскости) в верхней части аппарата.
Благодаря я этому соответствующая регулировка уклона пластин
может пр* онзводиться во время работы установки.
Дистнл -ляционная установка типа ТДА-8 (ПНР). Установка (рис. 10-13)
работает каак предварительный дистиллятор. Состоит из греющей камеры 1 диа-
метром 912 мм с площадью поверхности нагрева 150 м2 и сепаратора 2 диамет-
ром 1810 м _км. Циркуляция мисцеллы осуществляется по трубопроводу 3. Для от-
вода мисцет"Д1лы из дистиллятора используются краны 4.
Исходная мисцелла концентрацией 20% и температурой 40—55°С подается
в нижнюю чг асть греющей камеры 1, обогреваемой водяным паром. Давление гре-
ющего пара- не более 0,3 МПа при температуре не более 143° С. Проходя вверх
по обогрева- емым трубкам греющей камеры, мисцелла закипает, и смесь мисцел-
лы и паров растворителя поступает в сепаратор 2, где происходит разделение:
парообразнаэе я часть растворителя отводится на конденсацию, а мисцелла отво-
дится в нил-спюю часть греющей камеры. Для достижения достаточной циркуля-
ции разност- ь температуры между греющим паром и мисцеллой должна быть в
среднем не к~-1енее 7—10° С.
Из опыгжа эксплуатации установки на Славянском масложиркомбинате ус-
тановлено, “/то температура мисцеллы в процессе дистилляции изменялась в
314
нтервале 92—128° С, вакуум в установке 0,01—0,04 МПа. Концентрация упа-
пенной мисцеллы 93—94% при производительности 26 м3/ч.
Р Дистиллятор ПНР может быть использован в схеме двухступенчатой и
трехступенчатой дистилляции на I ступени.
S 4. ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ МИСЦЕЛЛЫ ПРИ ДИСТИЛЛЯЦИИ
Качество масла зависит от качества перерабатываемых семян,
а также схемы и режима подготовки материала к экстракции.
Однако в пределах экстракционного цеха качество экстракционного
масла в основном определяется режимом дистилляции мисцеллы и
конструкцией аппаратов, связанных с проведением этого процесса.
В процессе удаления растворителя из мисцеллы и обработки
экстракционного масла в окончательном дистилляторе на послед-
ней ступени дистилляции наблюдаются некоторые изменения само-
го масла (триглицеридов), а также веществ," сопутствующих жи-
рам. На поведение триглицеридов и сопутствующих им веществ
существенное влияние оказывают температура, влага, вносимая с
паром и мисцеллой, кислород воздуха, продолжительность процесса
дистилляции.
Триглицериды в производственных условиях значительных из-
менений не претерпевают, так как существующие технологические
режимы предотвращают их гидролитическое расщепление и окис-
ление.
В процессе дистилляции мисцеллы в результате температурного
воздействия изменяется ряд ее физических показателей — вяз-
кость, поверхностное натяжение и плотность. Однако ввиду обра-
тимости этих изменений они на качестве готового экстракционного
масла не отражаются.
В ходе дистилляции наблюдается некоторый рост кислотного
числа масла (0,3—0,5 мг КОН) из-за присутствия влаги и темпера-
турного воздействия. Это особенно заметно при повышенных тем-
пературах (выше 130° С) и при загрязнении поверхности нагрева
дистилляторов. Одновременно в ходе дистилляции может происхо-
дить незначительная отгонка свободных жирных кислот, что долж-
но несколько снижать кислотное число. На практике наблюдается
повышение этого показателя, так как последний фактор менее
значителен. Изменение кислотного числа масла при дистилляции--
подсолнечной и соевой мисцеллы меньше, чем при дистилляции
хлопковой, что связано с наличием в хлопковом масле значитель-1
ного количества глицеридов пальмитиновой кислоты, значительно
легче подвергающихся гидролизу.
Технологические режимы процесса дистилляции, а также при-
сутствие сахаров оказывают существенное влияние на состояние
фосфатидов, находящихся в мисцелле. Так, при нагревании проис-
ходят некоторые изменения, влекущие за собой их потемнение, что
может быть вызвано окислением или частичным разложением фос-
фатидов.
Происходит также химическое взаимодействие редуцирующих
сахаров с фосфатидами в масляной среде с образованием мелано-
315
фосфатидов. Чем выше температура дистилляции, чем продолжи-
тельнее процесс отгонки растворителя и длительнее температурцЬ]е
воздействия на мисцеллу, тем больше накапливается меланоидино-
вых соединений. Последние значительно повышают цветность экст-
ракционного масла.
Для ослабления процесса меланоидинообразования рекоменду.
ется предварительное удаление сахаров из мисцеллы путем про-
мывки ее водно-солевыми растворами.
Сотрудниками ВНИИЖа и КПИ разработан способ очистки
подсолнечного масла в мисцелле (А. К. Мосян, 1973). Из подсол-
нечной мисцеллы до воздействия на нее высоких температур ди-
стилляции предполагается выведение ряда веществ, сопутствующих
жирам: свободных жирных кислот, углеводов и частично красящих
веществ, что должно предотвратить протекание меланоидиновой
реакции.
Окраску маслам придают красящие вещества — каротиноиды,
госсипол и др. При дистилляции мисцеллы в результате темпера-
турного воздействия уже при 100° С происходит частичное разру-
шение каротиноидов и уменьшение содержания их в масле, что
снижает физиологическую ценность экстракционных масел. Разру-
шение каротиноидов, очевидно, сопровождается образованием но-
вых окрашенных веществ, повышающих цветность масел.
Особенно глубокие изменения при дистилляции претерпевает
госсипол, содержащийся в хлопковом масле. В результате воздей-
ствия температуры, влаги и кислорода воздуха, который в каком-
. то количестве обязательно поступает в дистилляционный аппарат
вместе с маслом, паром или через неплотности, возможны превра-
• щения госсипола, выражающиеся в его окислении и накоплении
производных (измененных) форм, не способных взаимодействовать
со щелочами. Окисленные и измененные формы госсипола имеют
темную окраску, в связи с чем цветность экстракционного хлопко-
вого масла резко увеличивается. Эти масла иногда не просматрива-
ются в слое 1 см при определении цветности масла на цветомере
. ВНИИЖ-12.
Одновременно с повышением цветности резко ухудшается рафи-
нируемость такого хлопкового масла и понижается выход рафини-
рованного масла. Указанные недостатки менее выражены при ра-
• финации хлопкового масла в мисцелле, в настоящее время
„внедренной на .передовых масложировых предприятиях Средней',
. Азии. Способ рафинации’хлопкового масла в мисцелле позв’олйет'
"Наряду со свободными жирными кислотами вывести из мисцеллы ;
до воздействия высоких температур дистилляции госсипол, что по-
ложительно сказывается на цветности получаемого хлопкового
экстракционного масла.
В начале процесса дистилляции наблюдается образование в
мисцелле первичных продуктов окисления (перекисей и гидропере-
кисей). Однако в дальнейшем происходит их распад с одновремен-
ным накоплением термостабильных вторичных продуктов окисле-
ния: эпокисей, оксикислот, карбонильных соединений, сополимеров
316
и т п. В связи с этим в экстракционных маслах при невысоком
перекисном числе содержание продуктов окисления, нерастворимых
в петролейном эфире; выше, чем в прессовых.
Для предотвращения окислительного процесса при дистилляции
необходимо .ср.ц^ать^ концентрацию .кислорода, в. .перегретом, царе,
поступающем на 'барботирование мисцеллы, путем его деаэрации,
снижать температуру процесса, немедленно охлаждать масло на
выходе из дистилляторов и постоянно следить за состоянием по-
верхности нагрева дистилляционных установок.
Глава 11. ОБРАБОТКА И ХРАНЕНИЕ ЖМЫХА И ШРОТА
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Жмыхи и шроты, вырабатываемые на предприятиях масло-жи-
ровой промышленности, применяются в основном для кормовых и
пищевых целей. Ценность жмыхов и шротов обусловлена следую-
щими особенностями:
высоким содержанием белков (35—50%), являющихся важней-
шими питательными веществами;
наличием фосфорсодержащих веществ: фосфатидов и фитина,
углеводов, жиров, повышающих их физиологическую ценность;
присутствием некоторого количества зольных элементов (6—
7%), что имеет большое значение при использовании их в качестве
пищевых и кормовых продуктов;
наличием значительного количества витаминов группы В.
Показатели качества жмыхов и шротов зависят как от качест-
ва исходных семян, так и от способа и режимов их переработки.
Соблюдение основных норм технологических режимов подготовки
семян к хранению, самого хранения, а также их переработки обес-
печивает выработку жмыхов и шротов, обладающих высокими пи-
щевыми и кормовыми достоинствами.
В табл. 11-1 приведены основные показатели действующих стан-
дартов на шроты наиболее распространенных в масло-жировой
промышленности масличных семян.
Однако в задачу масло-жировых предприятий входит не только
выработка качественных жмыхов и шротов, но и сохранение их по-
казателей вплоть до передачи потребителю. Это достигается пра-
вильной организацией их подготовки к хранению и самого процесса
хранения.
Жмыхи и шроты могут храниться длительное время без ухуд-
шения качества лишь при влажности, безопасной для хранения, и
температуре, не превышающей 35—40° С. Хранение этих продуктов
при повышенной влажности и температуре приводит к интенсифи-
кации процессов их порчи.
В жмыхах и шротах, обладающих широко развитой поверхно-
стью, активно развивается в период хранения большое количество
микроорганизмов. При повышении влажности всей массы .в целом
317
Таблица И.]
Показатель	Шрот					
	подсол - нечный	соевый			хлопковый	
		пище- вой	кормовой			
			обыкновен- ный	тестирован- ный	I сорт	II сорт
Влажность, %	7,0—9,5	10,0	8,5—10,0	8,5—10,0	7,0—9,0	7,0—9,0
Жир в пересчете на абсолютно су- хое вещество, %	1,5	2,0	0,5—1,5	0,5—1,5	1,5	1,5
Протеин	(по Кьельдалю) в пе- ресчете на абсо- лютно сухое ве- щество, %, не ме- нее	45,0	48,0	45,0	45,0	44,0	36,0
Клетчатка в пере- счете на абсолют- но сухое вещест- во, %, не более Зола, не раство- римая в НС1, в пе- ресчете на абсо- лютно сухое веще- ство, %, не более Металлопримеси, %, не более:		5,0	—		14,0	25,0
	1,5		1,5	1,5	0,5	1,0
частиц в виде пыли	0,01	—	0,01	0,01	—	—
частиц разме- ром до 2 мм включительно	—	,3	—	—	0,01	0,01
частиц разме- ром 2 мм	0,001	—	0,001	0,001	Не допускается	
Свободный госси- пол в пересчете на абсолютно сухое* вещество, %, не более					0,02	0,02
Активность уреазы (изменение pH за 30 мин), не более	—	—	Не нормиру- ется	0,1	—	—
или отдельных ее участков может начаться интенсивное развитие
плесневой микрофлоры, а также развитие клещей, насекомых и
грызунов.
Высокая влажность жмыхов и шротов или неравномерное рас-
пределение в них влаги, усиленный воздухообмен при повышенной
температуре, развитие микробиологических процессов могут вы-
звать их самосогревание. Помимо этого высокая влажность шро-
та приводит к его слеживанию, что также ухудшает его качество и
усложняет проведение погрузочно-разгрузочных работ.
318
Хранение жмыхов и шротов при низкой влажности также может
иметь нежелательные последствия. Ввиду большого содержания
гидрофильных веществ они обладают высокой гигроскопичностью.
Поэтому при повышенной относительной влажности окружающего
воздуха и невысокой влажности жмыхов и шротов начинается про-
цесс сорбции влаги, который ввиду наличия у этих продуктов широ-
ко развитой поверхности протекает очень интенсивно. Поглощение
влаги приводит к повышению влажности и выделению тепла сорб-
ции, что может привести к интенсификации процессов их порчи.
Этот процесс усиливается при повышенной исходной температуре
массы. Из-за неравномерного распределения влаги в жмыхах и
шротах возможно возникновение очагового самосогревания.
Неправильное хранение приводит к появлению в жмыхах и
шротах прогорклого вкуса и затхлого запаха. Прогоркание связано
с окислительными процессами, которым подвергаются ненасыщен-
ные жирные кислоты, входящие в состав содержащегося в них
масла.
Для предотвращения появления нежелательных процессов в
жмыхах и шротах перед подачей на хранение их подвергают кон-
диционированию по температуре и влажности, а шрот еще и по
содержанию бензина.
- Общими требованиями, предъявляемыми государственными
стандартами к этим продуктам, являются: отсутствие постороннего
запаха (затхлости, плесени, горелости и т. и.), отсутствие посторон-
них примесей (камешки, песок, земля и т. и.); содержание жира,
протеина, золы, качество протеина и т. д. регламентируются в за-
висимости от вида жмыха и шрота; температура этих продуктов,
поступающих на хранение, не должна превышать 35—40° С, влаж-
ность— 8,0—9,0%, содержание бензина в шроте — 0,1 % -
§ 2.	ОБРАБОТКА ПРЕССОВОГО ЖМЫХА ПЕРЕД ХРАНЕНИЕМ
При прессовом способе производства растительных масел (в ре-
жимах одно-, дву- или трехкратного прессования) полученный
жмых обычно имеет температуру 120—130° С, влажность в преде-
лах 2—3% и масличность 6—7%.
Транспортировка жмыха в хранилища сопровождается незначи-
тельным снижением его температуры. Влажность также не пре-
терпевает существенных изменений.
Хранение такого жмыха приводит к протеканию в его массе ря-
да нежелательных процессов. Это объясняется тем, что в началь-
ный момент хранения влажность его несколько снижается в ре-
зультате испарения воды, что приводит и к некоторому понижению
температуры, а затем возрастает благодаря сорбции влаги из
окружающего воздуха. Последнее обстоятельство объясняется тем,
что относительная влажность воздуха в хранилищах при нормаль-
ных условиях хранения колеблется в пределах 60—75%, что соот-
ветствует равновесной влажности жмыха 11 —14%, а эта влаж-
ность гораздо выше влажности жмыха, поступающего на хранение.
319
Это и приводит к сорбции влаги из окружающего воздуха. Увели-
чение влажности в свою очередь приводит к повышению темпера-
туры жмыха вследствие выделения теплоты сорбции.
Как уже отмечалось, неравномерное увлажнение всей массы в
результате сорбции паров влаги из воздуха в сочетании с повышен-
ной температурой способствует развитию процессов порчи, что в
итоге может привести к самосогреванию.
Рациональным способом подготовки жмыха к хранению являет-
ся его измельчение с последующим кондиционированием по влаж-
ности и температуре.
Жмых, направляемый на хранение, должен иметь влажность в
пределах 7,5—8,5%, температуру не выше 35° С и размер частиц не
более 10-—15 мм.
Прй увлажнении жмыха вводимая в него вода испаряется, что
вызывает некоторое его охлаждение; одновременно с этим идет
сорбция влаги с выделением тепла. Однако отдача тепла при испа-
рении превышает количество тепла, выделенного при сорбции, по-
этому температура в массе жмыха снижается. Дальнейшее его
охлаждение до оптимальных температур осуществляется в специ-
альных охладителях или в процессе транспортировки.
Обработка жмыха водой осуществляется в обычном транспорт-
ном шнеке, закрытом металлическим кожухом и оснащенном вы-
тяжной трубой. Для равномерной подачи воды в массу жмыха ис-
пользуются форсунки, расположенные над шнеком на высоте
150 мм. Форсунки размещены с таким расчетом, чтобы струи воды
не пересекались.
Пары воды, образующиеся при охлаждении жмыха, отводятся
при помощи принудительной аспирации металлического кожуха че-
рез вытяжную трубу.
§ 3.	ОТГОНКА РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ ШРОТА
Назначение процесса и способы его осуществления. На масло-
экстракционных заводах шрот, выходящий из экстрактора, содер-
жит в своем составе 25—40% растворителя и воды. Первоочеред-
ной задачей является удаление из шрота растворителя с последую-
щим кондиционированием по температуре и влажности.
Полнота отгонки растворителя, а также скорость проведения
этого процесса во многом зависят от исходного содержания в шро-
те растворителя и воды и от степени связанности растворителя.
Суммарное содержание в шроте растворителя (бензина) и не-
которого количества влаги обычно называют бензовлагоемкостыо
шрота. Бензовлагоемкость шрота колеблется в значительных пре-
делах и зависит от многих факторов: от внутренней и внешней
структуры материала, поступающего на экстракцию, от состава и
свойств растворителя, от типа экстрактора и т. д.
Растворитель в шроте находится в связанном состоянии. Фор-
мы связи можно классифицировать по аналогии с формами свя-
зи влаги в коллоидных капиллярно-пористых телах (по схеме
320
П. А. Ребиндера). В соответствии с этой схемой растворитель мо-
жет быть связан со шротом посредством химической, физико-хими-
ческой и механической связей.
Как правило, в шроте только небольшое количество раствори-
теля связано с ним химически. Это объясняется тем, что в химичес-
кое взаимодействие с функциональными группами компонентов
шрота могут вступать только реакционноспособные вещества рас-
творителя, например непредельные и ароматические углеводороды.
В связи с тем что в бензине гексановой фракции, нашедшем преи-
мущественное применение в СССР, содержится незначительное
количество таких веществ (до 0,5% ароматических и около 0,06%
непредельных углеводородов), образование значительного количе-
ства таких связей маловероятно.
Основное количество растворителя в шроте связано посредст-
вом физико-химической и механической форм связи.
Особой формой связи, характерной только для шрота, является
связь растворителя с маслом, остающимся в шроте после экстрак-
ции. Масло в шроте остается в виде концентрированной мисцеллы,
из которой растворитель удаляется очень трудно.
Наименее прочно удерживается шротом растворитель, связан-
ный посредством механической формы связи.
С целью уменьшения образования химической и физико-хими-
ческой форм связей особое внимание следует уделять внешней и
внутренней структуре материала, подаваемого на экстракцию. Чем
выше пористость частиц, тем большая доля растворителя будет свя-
зана посредством механической формы связи и меньшая посредст-
вом физико-химической формы. Размер частиц, поступающих на
кстракцию, также должен быть оптимальным. Присутствие мело-
1и в лепестке нежелательно, поскольку“она' ухудшает дренажные
войства материала и увеличивает его бензовлагоемкость. Большой
азмер частиц также отрицательно влияет как на процесс экстрак-
щи, тдк и на отгонку растворителя из шрота. Присутствие крупных,
астиц в материале приводит к увеличению масличности шрота, а
ледовательно, — к повышению содержания растворителя, связан-
юго с маслом, а это в свою очередь затрудняет процесс отгонки
растворителя из шрота.
На степень связанности растворителя в шроте оказывают влия-
ше и свойства самого растворителя: его состав, плотность, поверх-
юстные свойства и т. д.
^Основным способом удаления растворителя из шрота является
игонка.. Режимы и условия проведения этого процесса во мно-
ом определяют кормовые и пищевые достоинства шротов, потери
растворителя в производстве, пожаро- и взрывобезопасность его
транспортировки и его сохраняемость.
,уВ принципе процесс отгонки растворителя аналогичен сушке с
тем лишь отличием, что сушка заканчивается при достижении оп-
ределенной влажности материала, а целью отгонки является мак-
симально полное удаление растворителя.^Последний находится в
шРоте не в чистом виде, а в виде мисцеллы, концентрация которой
21—857
321
по мере удаления растворителя повышается, что в значительной
мере затрудняет ведение этого процесса.
В начале процесса происходит испарение растворителя с по-
верхности частиц шрота. Затем поверхность испарения углубляется
и появляется градиент бензиносодержания, под влиянием которого
происходит перемещение растворителя изнутри частицы к ее по-
верхности.
Процесс отгонки растворителя по аналогии с процессом сушки
состоит из двух периодов — постоянной и падающей скорости от-
гонки. В первом периоде происходит удаление слабо связанного
растворителя, в основном с поверхности частиц, а во втором —
прочно связанного, в основном изнутри частиц.
Для обеспечения максимально полной отгонки растворителя
необходимо повышать температуру процесса. Однако воздействие
высоких температур в сочетании с повышенной влажностью приво-
дит к денатурации белковых веществ, что в значительной степени
ухудшает кормовую ценность шротов, так как в них снижается
количество усвояемых белков. Особенно велико влияние этого про-
цесса на качество шротов, полученных по схеме прямой экстракции
сырого лепестка, из которой практически исключаются другие теп-
ловые операции. Поэтому для сохранения кормовых достоинств
шротов необходима правильная организация процесса отгонки с
соблюдением условий, обеспечивающих минимальную степень де-
натурации белковых веществ.
В то же время прн удалении растворителя возможно протека-
ние и ряда желательных процессов, например инактивация токси-
ческих и антипитательных веществ: соина в соевых, рицина в кле-
щевинных, госсипола в хлопковых шротах и т.п. Все эти вещества
являются термолабильными, их денатурация и обезвреживание
происходят значительно раньше, чем наступают глубокие измене-
ния в полноценных белках шротов. Поэтому умеренная влаго-теп-
ловая обработка шротов может привести к повышению их пита-
тельной ценности.
Для интенсификации процесса отгонки растворителя из шрота
применяют острый пар, вакуум и перемешивание. Острый пар
прежде всего выполняет роль теплоносителя с высоким КПД, он
обеспечивает быстрый прогрев материала до необходимых темпе-
ратур. Кроме того, применение пара снижает концентрацию паров
растворителя над поверхностью материала, что ускоряет отгонки.
Последнее обстоятельство особенно важно при подаче пара в
материал на первых стадиях отгонки, когда концентрация раство-
рителя в шроте велика. На последних стадиях (при подаче пара в
нижние секции шнековых испарителей и нижние чаны тостера) его
роль сводится в основном к созданию определенной направленно-
сти потока паров растворителя из аппаратов. Аналогична и роль
разрежения внутри аппаратов в процессе отгонки. Создание слабо-
го вакуума снижает парциальное давление паров растворителя над
поверхностью материала, что также приводит к интенсификации
процесса их удаления. Увеличение интенсивности перемешивания
322
шрота ускоряет нагрев его частиц, что повышает скорость испаре-
ния растворителя из них. Особенно большое значение это имеет в
начальный период отгонки, когда содержание растворителя в шроте
ведико.
’ Современные способы отгонки можно классифицировать следую-
щим образом: отгонка в перемешиваемом слое, отгонка из переме-
шиваемого материала в частично взвешенном состоянии, отгонка
во взвешенном состоянии.
Отгонка в перемешиваемом слое используется в
чанных испарителях — тостерах. При отгонке растворителя этим
способом передача тепла к шроту идет как от глухого пара, пода-
ваемого в рубашки с высоким давлением (до 0,98 МПа), так и от
конденсации острого, причем большая доля тепла передается по-
следним путем. Большим преимуществом тостера является воз-
можность регулирования процесса влаго-тепловой обработки на
каждой стадии, что обеспечивает получение шрота с заданными па-
раметрами по температуре и влажности.
При отгонке растворителя в тостерах не происходит сильного
пересушивания и измельчения материала, что предотвращает об-
разование большого количества пыли. Это в свою очередь снижает
возможность возникновения статического электричества при транс-
портировке шрота, уменьшает его потери, улучшает санитарные
условия складских помещений и заводской территории.
В тостерах происходит более эффективная и более полная, чем
в шнековых испарителях, отгонка растворителя из шрота. Оста-
точное содержание бензина в шроте на выходе из тостеров не пре-
вышает 0,05%.
В них достигается более равномерное влаго-тепловое воздейст-
вие на шрот и практически исключаются местные перегревы мате-
риала. При обработке шрота в тостерах в самопропаривающихся
слоях создаются условия для обезвреживания токсических и анти-
питательных веществ. Особое значение это имеет при переработ-
ке семян сои, хлопчатника, клещевины. Кроме того, томление шро-
та в тостерах обеспечивает повышение его вкусовых досто-
инств.
Отгонка растворителя из материала в час-
тично взвешенном состоянии осуществляется в шнеко-
вых испарителях различных конструкций. В этом способе тепло
передается теми же путями, что и в тостерах, хотя менее интенсив-
но в результате меньшей подачи острого пара и более низкого из-
быточного давления глухого. Для интенсификации процесса удале-
ния растворителя вторую стадию обработки шрота проводят под
вакуумом.
Способ отгонки растворителя из шрота во
взвешенном состоянии реализован в установках «Белте-
ра» и фирмы «Экстехник». При этом способе шрот транспортирует-
ся в потоке паров растворителя, отгоняемых из шрота, которые
подвергаются перегреву и циркулируют в замкнутой системе. При
этом процесс отгонки идет очень быстро, что снижает до минимума
протекание окислительных и гидролитических процессов, денатура-
цию белковых веществ и т. д.
Однако обработка шрота перегретыми парами растворителя не
обеспечивает полного удаления из него растворителя, и содержание
бензина в шроте превышает допустимые пределы. Поэтому для по-
лучения шрота, отвечающего требованиям стандарта по содержа-
нию бензина, его необходимо подвергать дополнительной обработ-
ке под вакуумом или перегретым паром.
Первыми аппаратами для отгонки растворителя из шрота в на-
шей стране были в основном шнековые испарители. Они и сейчас
входят в комплект экстракционных установок НД-1250, ДС-130,
ДС-70, МЭЗ-350, «Олье», «Лурги». Затем были внедрены тостеры.
В настоящее время на заводах Средней Азии внедряются установки
фирмы «Экстехник», работающие по способу отгонки растворителя
из шрота во взвешенном состоянии.
Отгонка растворителя из шрота в чанных испарителях (тосте-
рах). В масло-жировой промышленности нашей страны эксплуати-
руются различные типы тостеров: девятичанные конструкции Бо-
лоховского завода пищевого машиностроения, десятичанные фирмы
СКЕТ и одиннадцатичанные фирмы «Окрим». В настоящее время
на заводах Средней Азии работают тостеры фирмы «Экстехник».
Подача шрота в тостеры осуществляется либо самотеком,Слйбо гер-
метическими распределительными шнеками. Наиболее совершен-
ной конструкцией для транспортировки шрота в чанный испаритель
является питатель, состоящий из двух самоочищающихся двухвит-
ковых шнеков. В случае необходимости в питателе можно осущест-
влять увлажнение шрота.
Десяти чанный тостер (рис. 11-1) представляет собой
колонный аппарат, состоящий из десяти чанов 1. Каждые два чана
спарены общей обечайкой 2 для подачи глухого пара. Рабочее дав-
ление греющего пара 1,0 МПа, температура 180—200° С. Дополни-
тельно каждый чан обогревается паровой рубашкой, расположен-
ной в днище. Общая площадь поверхности нагрева тостера 74 м2.
Через все чаны проходит полый вал 4 с мешалками 5 для переме-
шивания шрота и перемещения его из чана в чан. Вал приводится
во вращение от электродвигателя с редуктором 13 и делает
28 об/мин. К полому валу подводится острый пар, который далее
подается к ножам по трубкам 15.
Каждый чан снабжен мешалкой с двумя ножами, прикреплен-
ными к валу, люком-лазом 6 для осмотра и очистки, патрубками/
для установки форсунок, через которые в случае необходимости
можно подавать воду для увлажнения шрота, патрубками для уста-
новки термометров. Перепуск шрота из чана в чан производится с
помощью автоматических клапанов, связанных с регуляторами
уровня материала. При наполнении чана шротом до определенного
уровня срабатывает рычажная система, обеспечивающая открытие
отверстия в днище чана.
В верхней части тостера имеется расширитель 9, куда поступа-
ют пары растворителя и воды. В нем установлена мешалка со
324
сКребками для очистки стенок
оТ частиц шрота. Отвод паров
из аппарата осуществляется
через патрубок 10.
В днищах каждого чана,
кроме нижнего, имеются ко-
лосники 3 для прохода паров
из нижерасположенных чанов.
Для дополнительного отвода
пара из каждого чана имеется
аспирационная труба 11, кото-
рая в верхней части соединена
с расширителем. Шрот, оседа-
ющий в аспирационной трубе,
подается с помощью шнека 12
в нижний чан тостера.
Для входа шрота в аппарат
служит патрубок 8, для выхо-
да — разгрузочный шнек 14.
Шрот из экстрактора через
шлюзовой затвор и питатель
подается в верхний чан аппа-
рата. В случае необходимости
он увлажняется водой в шне-
ке-питателе или в верхнем ча-
не тостера и затем последова-
тельно проходит через все ча-
ны. Продолжительность пребы-
вания шрота в тостере 55—
65 мин при высоте слоя 400 мм.
Под воздействием глухого и
остроге пара происходит его
пропаривание и удаление из
него растворителя. Подача ост-
рого пара может осуществлять-
ся как в верхние, так и в ниж-
ние чаны тостера.
Пары растворителя и воды
через колосники в днищах ча-
нов и толщу материала, а так-
же через аспирационную трубу
отводятся в расширитель, где
предварительно освобождают-
Рис. 11-1. Чанный испаритель (тостер}
ся от частиц шрота, и далее поступают на окончательную очистку
в мокрую шротоловушку.
Готовый шрот с температурой 100—105° С, влажностью 8,5—
10% и содержанием растворителя не выше 0,05% через шнек и
шлюзовой затвор выводится из тостера.
Производительность тостера 190 т/сут шрота.
325
Для отгонки растворителя из шрота используются также тосте-
ры фирмы «Экстехник». Они представляют собой комбинирован-
ные аппараты, состоящие из нескольких чанов (пяти, семи и т. д.)>
в которых последовательно осуществляются операции отгонки
растворителя из шрота, его сушки и охлаждения.
На рис. 11-2 приведен с.емичанный тостер фирмы
«Э к с т е х н и к». В верхних четырех чанах 4, 5, 6, 7 осуществляет-
ся отгонка растворителя из шрота, в последующих двух 2, 3— сущ.
ка шрота и в нижнем 1— его охлаждение. Над чаном 7 расположен
колпак 8 для паров растворителя и воды. Чаны тостера (за исклю-
чением чана для охлаждения шрота) имеют наружный обогрев,
чаны для отгонки растворителя имеют дополнительно еще и обогре-
ваемые днища. Днища чанов 1, 2 и 3 выполнены двойными, причем
верхние днища, перфорированные,— для входа либо горячего воз-
духа (в чаны 2 и 3), либо холодного (в чан /).
Через все чаны проходит вал 12, на котором укреплены мешал-
ки 14, служащие для перемешивания и перемещения шрота из чана
в чан. В верхнем чане укреплены две мешалки, в других по одной.
Подача острого пара в чаны 6, 7 осуществляется через полый вал
и мешалки, в чан 5—через распылитель 15, расположенный над
поверхностью обрабатываемого материала.
Днища чанов 5, 6, 7 имеют решетки для прохода соковых паров,
остальные чаны таких решеток не имеют. Перепуск материала в
верхних трех чанах (5, 6, 7) осуществляется через отверстия, снаб-
женные автоматическими клапанами 13. Подача шрота из зоны
отгонки растворителя в зону сушки производится через газонепрони-
цаемое устройство 17, состоящее из выводящего и входящего тран-
спортных шнеков, соединенных шлюзовым затвором. Выход готово-
го шрота из тостера осуществляется через конический шлюзовой
затвор.
Для входа материала служит патрубок 9, для выхода соковых
паров на очистку — патрубок 10, для возврата мелких частиц шро-
та и растворителя из мокрой шротоловушки — патрубок 11.
Колпак 8, а также зоны сушки и охлаждения имеют смотровые
фонари. Каждый чан снабжен люком-лазом 16, а также прибора-
ми для измерения температуры и давления.
Днища сушильной и охлаждающей зон имеют штуцера для под-
вода воздуха. Отвод отработанного воздуха на очистку осущест-
вляется через патрубки 18.
Материал через патрубок поступает в зону отгонки растворите-
ля, где последовательно проходит все четыре чана. При этом под
воздействием глухого и острого пара происходит его нагревание и
удаление из него растворителя. Пары растворителя через решетки
в днищах поднимаются в колпак и уходят на очистку. Осевшие в
мокрых шротоловушках частицы шрота вместе с растворителем
возвращаются на обработку в верхний чан тостера.
Шрот, содержащий незначительное количество растворителя, с
помощью герметичных транспортеров подается в зону сушки.
Здесь, проходя последовательно оба чана, он продувается горячим
326
Рис. 11-3. Схема движения ма-
териала, теплоносителя, охлаж-
дающего воздуха и паров рас-
творителя в комбинированном
тостере фирмы «Экстехник»
Рис. 11-2. Семичанный тостер
фирмы «Экстехник»
воздухом, подаваемым под решетку, в результате чего происходит
окончательное удаление из него паров растворителя.
Из зоны сушки шрот поступает в зону охлаждения. Здесь он
продувается атмосферным воздухом, также подаваемым под решет-
ку в днище, охлаждается до температуры, не превышающей темпе-
ратуры окружающего воздуха более чем на 10° С, и через шлюзовой
затвор выводится из аппарата с содержанием растворителя не бо-
лее 0,05% и влаги 9%. Производительность тостера по семенам
хлопчатника при прямой экстракции 1200 т/сут.
Горячий и холодный воздух из зон сушки и охлаждения подает-
ся в отдельные циклоны, где осуществляется улавливание частиц
унесенного шрота. Осевшие в циклонах частицы поступают в шнек,
где смешиваются с общим потоком шрота, выходящим из тостера.
На рис. 11-3 приведена принципиальная схема движения мате-
риала, теплоносителя, охлаждающего воздуха и удаляемых паров
растворителя и воды в комбинированном пятичанном тосте-
ре фирмы «Э к с т е х н и к», принцип работы и технологические
показатели которого аналогичны описанному.
Отгонка растворителя из шрота в шнековых испарителях. Шне-
ковые испарители подразделяются на аппараты с последователь-
ным и параллельным отводом паров бензина и воды. Первым типом
испарителей укомплектованы экстракционные линии НД-1250,
«Де-Смет», МЭЗ-350, «Лурги», вторым — линия Вольмана. Наи-
большее распространение получили испарители с последовательным
отводом паров. Ниже приводится описание технологических схем
работы наиболее распространенных в СССР шнековых испарителей
(линий НД-1250 и МЭЗ).
.Щлековый испаритель типовой линии НД-1250
(рис. 11-4) состоит из двух секций, каждая из которых укомплекто-
вана тремя испарительными шнеками 2 длиной 6200 и диаметром
600 мм, установленными один над другим. Первая (верхняя) сек-
ция служит для предварительной отгонки растворителя из шрота,
а вторая (нижняя) — для окончательной отгонки п дезодорации
шрота. В верхней секции удаление растворителя осуществляется с
помощью глухого пара при атмосферном давлении, в нижней — сов-
местным воздействием острого и глухого пара при небольшом раз-
режении (остаточное давление 96,1—97,9 КПа). Общая площадь
поверхности нагрева рубашек испарителя 52,5 м2. Верхняя и ниж-
няя секции смещены одна относительно другой. Они соединяются
между собой посредством шлюзового затвора 6. Для подачи шрота
в испаритель служит патрубок 1, а для выгрузки — шлюзовой за-
твор 9.
Испарительные шнеки состоят из цельнотянутых труб, внутри
которых расположены валы 7, делающие 38 об/мин, на которых по
винтовой линии укреплены лопатки 8, служащие для перемешива-
ния и перемещения шрота.
Сообщение между испарительными шнеками осуществляется че-
рез перепускные течки 10, которые одновременно являются и опо-
рами, поддерживающими корпуса секций. Для очистки и осмотра
перепускных участков имеются люки-лазы 5.
Корпуса испарительных шнеков снабжены паровыми рубашка-
ми. Глухой пар с рабочим давлением до 0,5 МПа и температурой
180—200° С подается в верхние испарительные шнеки каждой сек-
ции от паровой гребенки, откуда он поступает в рубашки средних,
затем нижних шнеков и далее в рубашки шлюзовых затворов. В
патрубках 3 установлены манометры и предохранительные кла-
паны.
Острый пар от паровой гребенки подается в последний шнек ,
нижней секции через патрубки, расположенные в торцовых крыш-
ках испарителей.
Каждая секция испарителей снабжена сухой шротоловушкой 4.
Одна типовая линия с экстрактором НД-1250 укомплектовыва-
ется двумя шестишнековыми испарителями.
Шрот из экстрактора, содержащий значительное количество
328
растворителя, поступает в первый шнек верхней секции, где под-
хватывается вращающимися лопатками и перемещается к его про-
тивоположному концу. Далее он проходит через перепускной пат-
рубок во второй шнек и затем в третий, после чего через шлюзовой
затвор поступает в нижнюю секцию, где также последовательно
проходит все шнеки.
Образующиеся пары растворителя и воды вместе с частицами
шрота из каждой секции уносятся в соответствующую шротоловуш-
КУ- Там вследствие снижения их скорости (в результате увеличения
Диаметра шротоловушки) происходит выпадение частиц шрота, ко-
торые по мере накопления поступают по конусному днищу шрото-
ловушки в верхний шнек испарителя.
Готовый шрот с температурой 95—100° С и содержанием раст-
ворителя не более 0,2% через шлюзовой затвор выводится из испа-
рителя в транспортный шнек и направляется на кондиционирование.
329
Рис. 11-5. Шнековый испаритель установки МЭЗ
I
I
Производительность испарителя по шроту до 72 т/сут.
В связи с увеличением производительности экстракционной ли-
нии НД-1250 до 500 т/сут по семенам подсолнечника количество
шнеков в верхней секции испарителя было увеличено до пяти, в
нижней осталось прежним. Таким образом, модернизированная
экстракционная линия НД-1250 укомплектована двумя восьмисек-
ционными шнековыми испарителями, которые обеспечивают выра-
ботку шрота, соответствующего по содержанию растворителя тре-
бованиям стандарта.
Производительность испарителя по шроту после такой модерни-
зации до 96 т/сут.
Шнековый испаритель линии МЭЗ (рис. 11-5) состоит
из двух параллельно работающих секций, каждая из которых уком-
плектована тремя испарительными шнеками 2, сушилкой-дезодо-
ратором 9, загрузочным 1 и разгрузочным 14 шлюзовыми затвора-
ми, сухим пылеотделителем 5.
Испарительные шнеки представляют собой цилиндры, внутри
которых расположены валы 3, снабженные лопастями 4 и лопатка-
ми 8. Лопасти обеспечивают перемешивание и перемещение шрота,
а лопатки служат для очистки внутренней поверхности цилиндров и
330
для дополнительного перемешивания шрота. Шейки валов нахо-
дятся в подшипниках, расположенных в торцовых крышках.
Сушилка-дезодоратор представляет собой барабан, внутри ко-
торого расположен вращающийся каркас 10 с лопастями 11, закре-
пленный на полом валу 12.
Й Непосредственно к каркасу крепится змеевик 13, являющийся
дополнительной поверхностью нагрева.
Испарительные шнеки, сушилки, пылеотделитель и шлюзовые
затворы имеют паровые рубашки. Площадь поверхности нагрева
испарительных шнеков 32 м2, сушилки-дезодоратора — 50 м2, рабо-
чее давление пара в паровых рубашках 0,5 Па, температура 180—
200° С.
Острый пар подается только в сушилку-дезодоратор в месте вы-
хода шрота через патрубки в направлении, противоположном дви-
жению шрота.
Сухой пылеотделитель представляет собой горизонтальный ци-
линдр, внутри которого расположен шнековый транспортер. Пыле-
отделитель установлен над выходными патрубками для паров бен-
зина и воды.
Шрот из экстрактора, содержащий значительное количество
растворителя, через шлюзовые затворы поступает в параллельно
работающие трехсекционные испарительные шнеки. Здесь он под-
хватывается лопастями и при перемешивании транспортируется
через три испарительных шпека и сушилку-дезодоратор. Во время
движения в испарителе шрот подогревается глухим паром,
благодаря чему из него удаляется в виде паров растворитель. В
сушилке-дезодораторе помимо этого он обрабатывается острым
паром, что обеспечивает более полную отгонку растворителя. В су-
шилке поддерживается небольшое разрежение (остаточное давле-
ние 96,1—97,1 кПа).
Готовый шрот с температурой 95—100° С при работе на бензине
марки А и 100—105° С на бензине марки Бис содержанием бензина
не более 0,2% из сушилки-дезодоратора выходит через нижний
патрубок и шлюзовой затвор и далее поступает на кондициони-
рование.
Пары растворителя и воды из шнекового испарителя и сушилки-
дезодоратора через патрубки отводятся в сухой пылеотделитель.
Здесь происходит их предварительная очистка. Частицы шрота
осаждаются на поверхности пылеотделителя. Шнековым транс-
портером они снимаются со стенок и возвращаются в испаритель.
Частично очищенные пары растворителя и воды через паропровод
6 поступают в скруббер 7.
Производительность аппарата по шроту до 170 т/сут.
Для отгонки растворителя из шрота в экстракционных линиях
ДС-70 и ДС-130 используются испарители, имеющие аналогичное
устройство и принцип работы.
Отличительной особенностью испарителя установки
ДС-130 по сравнению с МЭЗ является наличие одной сушилки-де-
331
Рис. 11-6. Испаритель Белтера
зодоратора для двух секций ис-
парительных шнеков. Производи,
тельность испарителя линии
ДС-130 по шроту до 120 т/сут.
Ш неко вы й испаритель
экстракционной линии
ДС-70 укомплектован двумя по-
следовательно работающими ис-
парительными шнеками и сушил-
кой-дезодоратором, а производи-
тельность установки по шроту —
до 84 т/сут.
Отгонка растворителя из шро-
та во взвешенном состоянии. От-
гонка растворителя из материала
путем его распыления используется в испарителях Белтера и в
экстракционной линии фирмы «Экстехник» (ФРГ).
Испаритель Белтера (рис. 11-6) состоит из испарительной
трубы 1, сепаратора 2 со шлюзовым затвором 7, патрубка для по-
дачи шрота 6, насадки Вентури 5 для распыления шрота перегре-
тыми парами растворителя, вентилятора 3 и перегревателя паров 4.
Шрот после экстрактора подается через патрубок 6 в испаритель-
ную трубу. Здесь он распыляется перегретыми парами раствори-
теля, имеющими температуру 140—160° С, подаваемыми вентиля-
тором через насадку Вентури. Пары растворителя вместе со шро-
том с большой скоростью перемещаются по трубе. Благодаря
большой площади поверхности испарения, образующейся при
распылении, происходит интенсивный тепло- и массообмен шрота
с теплоносителем и из распыленных частиц быстро отгоняется
растворитель.
При попадании в сепаратор скорость потока резко снижается,
в результате чего шрот оседает в конусе аппарата и затем через
шлюзовой затвор выводится на дальнейшую обработку.
Основная масса паров растворителя направляется на конденса-
цию, часть их отбирается с помощью вентилятора и подается через
перегреватель на обработку шрота.
Благодаря непродолжительному тепловому воздействию на ма-
териал, которое исчисляется несколькими секундами, содержащие-
ся в нем белковые вещества не претерпевают существенных изме-
нений.
Недостатком испарителя является довольно высокое остаточное
содержание растворителя в шроте (от 0,20 до 0,75% к его массе).
Схема комбинированной обработки шрота в у станов ке ф и р-
мы «Экстехник» (рис. 11-7) предусматривает предварительную
отгонку растворителя из шрота во взвешенном состоянии в аппара-
те типа Белтера с помощью перегретых паров растворителя и по-
следующую его обработку в чанном тостере, где осуществляется
окончательное удаление остатков растворителя из шрота под раз-
режением, его сушка и охлаждение.
332
Шрот из экстрактора через шлюзовой затвор-питатель 1 посту-
пает в пневматический провод 2, где подхватывается потоком пере-
гретых паров растворителя. В пневмопроводе происходит нагрева-
ние шрота и испарение содержащегося в нем растворителя. С боль-
шой скоростью пары и шрот попадают в циклон 6, где происходит
их разделение. Отделенные пары растворителя с помощью венти-
лятора 5 нагнетаются в пароперегреватель 3. Перед входом паров
в пароперегреватель расположен автоматически регулируемый
клапан 4, обеспечивающий удаление из системы части растворите-
ля, соответствующей количеству растворителя, испарившегося из
шрота. После перегрева растворитель вновь подается на обработ-
ку шрота.
Пары растворителя, выходящие из системы, идут либо в кон-
денсаторы, либо на нагрев мисцеллы.
Шрот с небольшим остаточным содержанием растворителя из
циклона 6 через шлюзовой затвор 7 направляется в аппарат 8 для
окончательной отгонки растворителя под разрежением. Здесь с по-
мощью глухого и острого пара происходит удаление остатков раст-
ворителя. Выходящие из аппарата пары растворителя и воды кон-
денсируются в конденсаторах 9 и 10.
Горячий и холодный воздух, выходящий из аппарата, освобож-
дается от частиц шрота в циклонах 11. Готовый шрот из тостера и
шрот, задержанный в циклонах 11, собирается общим шнеком и
транспортируется на дальнейшую обработку или хранение.
§ 4.	ОЧИСТКА ПАРОБЕНЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ
ОТГОНКЕ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ ШРОТА
При отгонке бензина из шрота вместе с парами растворителя и
воды из испарителей уносится значительное количество частиц
шрота. Их присутствие в паробензиновой смеси служит причиной
333
загрязнения поверхностен охлаждения конденсаторов, что умень-
шает коэффициент теплопередачи, ухудшая их работу. Помимо
этого присутствие частиц шрота может привести к образованию
эмульсий воды и растворителя, трудно расслаивающихся в водоот-
делителях. Попадание эмульсионного слоя в бензин вызывает об-
воднение последнего, что затрудняет проведение экстракции, а
сброс его с водой в канализацию увеличивает потери раство-
рителя и повышает взрывоопасность канализационной си-
стемы.
/ Для очистки смеси паров растворителя и воды от частиц шрота
служат сухие и мокрые шротоловушки, которые устанавливаются
между испарителями (шнековыми или чанными) и конденсаторами.
Сухие шротоловушки, как правило, входят в комплект шнековых
испарителей. В них осуществляется в основном грубая очистка па-
ров от частиц шрота под действием их веса. Полнота осаждения
частиц в сухих шротоловушках зависит от массы частиц и их раз-
мера, и в таких шротоловушках происходит осаждение только круп-
ных частиц размером более 100 мкм. Практика показывает, что
степень очистки паробензиновой смеси в них составляет 30—40%.
Осаждающиеся в шротоловушках частицы самотеком или с по-
мощью транспортера отводятся вновь в испаритель.
Мокрые шротоловушки используются для более тщательной очи-
стки паров растворителя и воды от частиц шрота. В одних конст-
рукциях ловушек промывка паров производится горячей водой
(90—95°С), в других — горячим растворителем. Осаждение частиц
в них происходит благодаря максимальному развитию поверхности
взаимодействия паробензиновой смеси и промывной жидкости, а
также использования центробежных и инерционных сил.
В некоторых экстракционных линиях, например НД-1250,
МЭЗ-350, использующих для отгонки растворителя из шрота шне-
ковые испарители, предусматривается как сухое, так и мокрое шро-
тоулавливание. Пары растворителя и воды из испарителей вначале
поступают для предварительной очистки в сухие шротоловушки, а
затем для более тщательной очистки — в мокрые. В линиях, в кото-
рых предусматривается использование тостеров, исключается сухое
шротоулавливание. В них очистка паробензиновой смеси от частиц
шрота осуществляется только в мокрых шротоловушках. Сухое
шротоулавливание не предусматривается и в некоторых экстракци-
онных линиях, укомплектованных шнековыми испарителями, таких
как ДС-70, ДС-130.
Помимо этого известен фильтрационный способ очистки паров.
Он применяется в экстракционной линии «Олье». Использование
фильтров обеспечивает высокую степень очистки паробензиновой
смеси — до 99%. Однако применение этого способа ограничено, он
приемлем лишь для испарительных установок, в которых исключе-
на обработка шрота острым паром.
Сухая шротоловушка экстракционной линии
НД-12 50 является составной частью шнекового испарителя (см.
рис. 11-4). Каждый испаритель укомплектован двумя сухими шро-
334
головушками, установленными непосредственно над верхними испа-
рительными шнеками каждой секции.
Шротоловушка представляет собой цилиндрический резервуар
диаметром 1,75 м с коническим днищем. В конической части неко-
торых шротоловушек устанавливаются мешалки, используемые для
удаления осевших на стенках частиц шрота.
Пары растворителя и воды с частицами шрота поступают в шро-
толовушку. Благодаря большому диаметру последней скорость по-
тока при входе в нее падает, и твердые частицы шрота оседают на
стенках и днище аппарата. Отсюда они самотеком или с помощью
мешалки отводятся назад в испаритель.
Камерная мокрая шротоловушка (рис. 11-8) линии
НД-1250 представляет собой цилиндрический аппарат с плоской
крышкой и коническим днищем, разделенный перегородкой 1.
На крышке расположены два патрубка 3 для поступления паров
и один 2 для их выхода. Под входным патрубком расположены
форсунки 4 для подачи горячей промывной воды. В нижней части
шротоловушки расположена отбойная плоскость 7. Для выхода
шламовых и промывных вод служит патрубок 8.
На корпусе шротоловушки имеется два люка 6 для осмотра
каждой ее половины, в верхней части расположено смотровое
стекло 5 для наблюдения за факелом промывной воды, распыляе-
мой из форсунок.
Пары растворителя и воды с частицами шрота после сухой шро-
толовушки, поступают в мокрую, где орошаются распыляемой фор-
сунками горячей (90—95° С) водой. Применение горячей воды ис-
ключает конденсацию растворителя в шротоловушке.
Частицы шлама, увлеченные водой, по отбойной плоскости
стекают в конус и через патрубок идут в шламовыпариватель.
Очищенные пары растворителя и воды, обогнув перегородку,
через выходной патрубок направляются в конденсатор.
Камерные мокрые шротоловушки используются, как правило, в
комплекте с сухими.
Циклонная мокрая шротоловушка входит в состав
экстракционных линий ДС-70, ДС-130, МЭЗ-350, а также других, в
состав которых входит тостер.
Циклонная шротоловушка (рис. 11-9) представляет собой ци-
линдрический аппарат 7 с коническим днищем. Внутри него имеет-
ся центральная труба 6, служащая для отвода очищенных паров
растворителя и воды. В кольцевом пространстве между наружным
и внутренним цилиндрами установлены десять щелевых форсунок 4,
служащих для подвода и распыления горячей воды. Наблюдение
за работой форсунок ведется через смотровые окна 5, расположен-
ные против форсунок.
Поступление паров растворителя, воды и твердых частиц осу-
ществляется через патрубок /. В конической части аппарата рас-
положен патрубок 8, служащий для выхода шламовых вод, и пре-
дохранительный гидравлический затвор 9. На центральной трубе,
отводящей очищенные пары растворителя и воды, в месте ее изгиба
335
Пары
| Шрам
Рис. 11-9. Циклонная мокрая
шротоловушка
Рис. 11-8. Камерная мокрая
шротоловушка
расположены форсунка 3 и люк 2, служащие для очистки колена
от осевших частичек шрота.
Пары растворителя и воды с частицами шрота через патрубок
поступают по касательной в кольцевое пространство между наруж-
ным и внутренним цилиндрами, где они орошаются горячей водой
из щелевых форсунок. Двигаясь по кольцевому пространству, пары
приобретают круговое движение. Под действием центробежной си-
лы твердые частицы шрота отбрасываются к стенкам наружного
цилиндра, откуда смываются струей горячей воды.
Очищенные пары растворителя и воды через центральную тру-
бу уходят на конденсацию. Шламовые воды собираются в коничес-
кой части и отводятся через патрубок на обработку.
Циклонные мокрые шротоловушки могут эксплуатироваться
без сухих.
336
В некоторых экстракционных установках фирм «Джанацца» и
«Прессиндустрия» (Италия), «Экстехник» (ФРГ) применяются
мокрые шротоловушки с использованием растворителя. При оро-
шении парового потока растворителем исключается образование
эмульсий и уменьшается количество производственных стоков,
нуждающихся в очистке и тепловой обработке. Этот способ очистки
парогазовой смеси от частиц шрота является наиболее прогрес-
сивным.
§ 5.	КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ, ГРАНУЛИРОВАНИЕ И ОБОГАЩЕНИЕ ШРОТА
Шрот, выходящий из испарителей, имеет температуру в преде-
лах 100—105° С, влажность 6—10% и содержание растворителя
0,05—0,2%) (в зависимости от типа применяемого испарителя и со-
блюдения режима его работы).
В целях создания нормальных и безопасных условий транспор-
тировки и хранения шрота его кондиционируют по температуре,
влажности и содержанию растворителя.
Как правило, шрот, выходящий из шнековых испарителей, про-
ходит полный цикл кондиционирования. Шрот, выходящий из тос-
теров, нуждается в кондиционировании только по температуре,
так как оптимальная влажность шрота достигается уже при его
влаго-тепловой обработке в самом аппарате.
Оптимальными параметрами шрота при поступлении его на
хранение или транспортировку являются следующие: температура
не выше 40° С, влажность при переработке подсолнечных семян в
пределах 7—9%, при переработке сырого соевого лепестка — 8—
10%) и жмыховой форпрессовой хлопковой крупки — 7—8%. Если
загрузка шрота в склады осуществляется в летнее время, то его
температура не должна превышать температуры окружающего воз-
духа больше чем на 5° С.
Одной из задач процесса кондиционирования шрота является
снижение содержания в нем растворителя. Так, если на выходе из
шнековых испарителей содержание растворителя в шроте нахо-
дится в пределах 0,2%, то после кондиционирования оно не долж-
но превышать 0,1 °/0.
Для кондиционирования шрота по температуре и влажности
могут использоваться чанные кондиционеры. В качестве
кондиционера может применяться любая чанная жаровня. Количе-
ство чанов в кондиционере устанавливается из расчета охлаж-
дения поступающего в него шрота до температуры не вы-
ше 70° С.
Для кондиционирования шрота по влажности применяется
Двухвинтовой ш н е к-у влажнитель, по устройству и работе
аналогичный групповому инактиватору ВНИИЖа, для кондицио-
нирования по температуре — шротоохладительные колонки. Допол-
нительное охлаждение шрота можно осуществлять путем его пнев-
мотранспортирования.
22—857	337
Охлаждение шрота может осуществляться в шротоохлади-
тельной колонке, которая состоит из двух рабочих шахт, за-
грузочного и разгрузочного бункеров.
Шахты представляют собой параллельно расположенные ко-
лонны прямоугольного сечения размером 150X1000 мм и высотой
7500 мм. Боковые стенки шахт набраны из штампованных сит с
отверстиями размером 18,5X1 мм.
Между шахтами находится воздушная камера. Две стенки воз-
душной камеры образованы внутренними стенками шахт, а две
другие закрыты металлическими щитами. Отвод отработанного
воздуха осуществляется через воздуховод.
По центру загрузочного бункера проходит перегородка кони-
ческой формы, обеспечивающая равномерное разделение потока
шрота на две шахты.
Разгрузочный бункер конической формы в нижней части конуса
имеет заслонку, регулирующую выпуск шрота. Заслонка сблокиро-
вана с ковшом загрузочного бункера, что обеспечивает автомати-
ческую регулировку количества поступающего на охлаждение шро-
та в зависимости от количества выходящего из колонки и гаранти-
рует постоянную заполненность шахт шротом.
Шрот, поступающий в загрузочный бункер колонки, равномер-
но распределяется на две шахты. Проходя вниз по шахтам, он про-
дувается воздухом, засасываемым’ вентилятором из окружающего
пространства через сетчатые стенки. Охлажденный таким образом
шрот поступает в разгрузочный конус, откуда выводится в тран-
спортер.
Воздух, прошедший через слой шрота, попадает в воздушную
камеру. Отсюда по воздуховоду он направляется на очистку, после
чего выбрасывается в атмосферу. Шротовая пыль, задержанная на
фильтрах, собирается шнеком и направляется в общий транспор-
тер охлажденного шрота.
Производительность шротоохладительной колонки по шроту
при переработке семян подсолнечника и хлопчатника до 190 т/сут,
сырого соевого лепестка до 100 т/сут.
Технологическая схема кондиционирования шрота перед хра-
нением с установкой шротоохладительных колонок при экстрак-
ционном цехе (рис. 11-10). Горячий шрот, выходящий из испари-
телей, шнеком 1 транспортируется в чанный кондиционер 2, где про-
исходит его предварительное охлаждение до температуры не вы-
ше 70° Сив случае необходимости увлажнение. Рубашка чанов
кондиционера охлаждается холодной водой. Испаряющаяся из шро-
та паровоздушная смесь через огнепреградитель выбрасывается в
атмосферу. Шрот, пройдя магнитную защиту, норией 3 и шнеком
4 подается в шротоохладительную колонку 5. Здесь он продувается
наружным воздухом, просасываемым вентилятором 9, и дополни-
тельно охлаждается до температуры не выше 40° С. Воздух, очи-
щенный во всасывающем фильтре 7, выбрасывается в атмосферу
по трубопроводу 10. Пыль, задержанная в фильтре, отводится в
питатель 6 пневмопровода, где смешивается с общим потоком шро-
338
Рис. 11-10. Схема кондиционирования
шрота перед хранением с установкой
шротоохладительных колонок при экс-
тракционном цехе
Рис. 11-11. Схема кондиционирования
шрота перед хранением с охлажде-
нием его в пневмотранспорте
та, идущим’ из шротоохладительной колонки. Питатель снабжен
ловушкой для камней и металлопримесей.
Охлажденный шрот через шлюзовой затвор и питатель 6 посту-
пает в пневмопровод 8, где подхватывается воздухомс засасывае-
мым воздуходувкой 16, и транспортируется к циклону-разгрузи-
телю 12. Воздух, поступающий в пневмопровод, предварительно
увлажняется в кондиционере до относительной влажности
75—80%.
В циклоне-разгрузителе происходит оседание шрота, который
через шлюзовой затвор 13 поступает на автовесы 14, после чего
норией 15 подается в редлер 17 силосного хранилища 18.
Запыленный воздух из циклона-разгрузителя поступает в мик-
роциклоны 11, где происходит его очистка. Шротовая пыль, осев-
шая в микроциклонах, по мере накопления отводится в шлюзовой
затвор 13, где смешивается с основным’ потоком шрота.
При такой схеме кондиционирования шрота подачу его в склад
можно осуществлять не только пневмотранспортом, но и редлером
или лентами.
Технологическая схема кондиционирования шрота перед хра-
нением с охлаждением его в пневмотранспорте (рис. 11-11). Горя-
чий шрот из испарителей шнеком 1 подается в чанный кондицио-
нер 2, где увлажняется в случае необходимости до заданной влаж-
ности и охлаждается до температуры не выше 70° С. Далее он
поступает в питатель пневмотранспортера 3, имеющий ловушку для
камней и металлопримесей. Разрежение в системе пневмотранспор-
тера создается воздуходувкой 7. Здесь шрот подхватывается воз-
духом, увлажненным в кондиционере до относительной влажности
75—80%, и транспортируется в циклон-разгрузитель 6 по пневмо-
проводу 4. Прн этом происходит дополнительное охлаждение шро-
та. Из циклона-разгрузителя он через шлюзовой затвор 8 поступа-
ет на автовесы 9. Очистка запыленного воздуха осуществляется в
22*
339
микроциклонах 5. Накапливающаяся там пыль отводится в бун-
кер, где смешивается с общим потоком шрота.
Шрот после автовесов подается шнеком 10, норией 11 и редле-
ром 14 в силосный склад 15.
Редлеры 13, 16 и нория 12 служат для внутрисилосного пере-
мещения шрота и для разгрузки силосов.
Схема обогащения и гранулирования хлопкового шрота.
На ряде маслоэкстракционных заводов производят обогащение
шрота липидами с последующим его гранулированием. В качестве
обогатительной смеси чаще всего используют соапсточные липиды
либо фосфатидную эмульсию. Добавление таких веществ повыша-
ет питательную ценность шрота благодаря обогащению глицерида-
ми, фосфатидами, токоферолами, стеринами, а последующее гра-
нулирование облегчает его транспортировку и хранение, создает
взрывобезопасные условия при этих операциях, обеспечивает более
эффективное использование транспорта и складских помещений,
снижает его потери благодаря отсутствию пыли.
Добавление липидов в шрот в значительной степени облегчает
сам процесс гранулирования, так как продавливание шрота без
соответствующих добавок через отверстия матриц пресс-грануля-
торов сопряжено с большими перегрузками и развитием вследст-
вие этого высоких температур.
В настоящее время известен опыт по обогащению и гранулиро-
ванию подсолнечного и хлопкового шротов. Иногда проводят обо-
гащение шротов без последующего их гранулирования.
При гранулировании хлопковых шротов обычно используется
соапсток. При обработке шрота соапсточными липидами происхо-
дит высвобождение жирных кислот из натриевых солей соапстока
под воздействием низкомолекулярных кислот, содержащихся в
шроте. Помимо этого идет щелочная инактивация госсипола. Все
это в значительной степени повышает кормовые достоинства хлоп-
ковых шротов.
Обогатительную смесь обычно доводят до консистенции, удоб-
ной для транспортирования (содержание влаги 60—65%, общего
жира 35—40%). Количество воды, идущее на разбавление соап-
стока, рассчитывается в зависимости от содержания влаги в нем
и в шроте, поступающем на обогащение.
Подачу обогатительной смеси регулируют таким образом, чтобы
в готовом шроте содержалось 3,5—4,0% липидов и 7,0—9,5%
влаги.
При гранулировании хлопкового шрота, обогащенного соап-
сточными липидами (рис. 11-12), шрот из экстракционного цеха с
температурой 70—90° С редлером 6 подается в бункер 7. Далее,
пройдя магнитную защиту 8, он поступает в жаровню 9, где про-
исходит смешивание его с обогатительной смесью.
Соапсток, поступающий из рафинационного цеха, взвешивается
на весах 1, после чего шестеренным насосом 2 подается в два по-
переменно работающих аппарата 3 для разведения его водой.
Здесь его влажность доводится до 60—65%, а температура до 50—
340
<ис. 11-12. Схема обогаще-
на и гранулирования хлоп-
:ового шрота
0е С. При более высокой температуре наблюдается расслое-
ие эмульсии, при более низкой — затрудняется ее подача в фор-
унки.
Готовая обогатительная смесь дозирующим насосом 4 через
асходомер 5 подается в жаровню 9. Здесь шрот интенсивно пере-
(ешивается с соапсточными липидами и прогревается до 80° С, пос-
ле чего поступает в пресс-гранулятор 10. Полученные гранулы
шрота идут в охладитель 11. Воздух, используемый для охлажде-
ния, после прохождения через слой гранул вентилятором 14 пода-
ется на очистку от частиц шрота в циклон 15, после чего выбрасы-
' вается в атмосферу. Шротовая пыль, задержанная в циклоне,
I а также в охладителе, шнеком 13 возвращается на повторную пе-
jреработку.
г Охлажденный гранулированный шрот шнеком 12 и норией 16
 подается на вибрационное сито 17. Мелкие частицы шрота, отде-
ленные на сите, шнеком 13 подаются на повторную переработку.
Готовые гранулы шрота с вибросита шнеком 18 транспортиру-
ются на автоматические весы 19, после чего, пройдя магнитную
защиту 20, шнеком 21 направляются в склад готовой продукции.
Известен опыт гранулирования обогащенного подсолнечного
шрота. В качестве обогатителя используется фосфатидная эмуль-
сия, полученная при гидратации подсолнечных масел. Количество
обогатительной смеси, подаваемой в подсолнечный шрот, рассчи-
тывается с учетом масличности и влажности исходных продуктов:
шрота и пластификатора (фосфатидной эмульсии с водой). После
обогащения шрот должен иметь масличность в пределах 3,0—
3,5% и влажность 9,0—11,0%.
Схема обогащения и гранулирования подсолнечного шрота.
Шрот из экстракционного цеха транспортером, пройдя магнит, по-
дается в жаровню. Сюда же поступает фосфатидная эмульсия,
предварительно подогретая до температуры 50—60° С, в баке,
снабженном мешалкой и рубашкой для обогрева паром. Подача
341
дрисуа-------эмульсии осуществляется с помощью шестеренного
насоса через расходомер.
Над верхним чаном1 жаровни установлены две форсунки, одна
из которых предназначена для распыления воды, а вторая —
эмульсии. Шрот, поступивший в верхний чан жаровни, перемеши-
вается с фосфатидной эмульсией и прогревается до температуры
60° С. После этого он подается в шнек-смеситель, где дополнитель-
но прогревается до температуры 85—88° С острым паром, подавае-
мым через два патрубка, закрытых сеткой. Подготовленный таким
образом шрот подается в прессующую камеру гранулятора. Гото-
вые гранулы с температурой 75—85° С норией подаются в охлади-
тельную колонку, где продуваются воздухом. В результате снижа-
ется температура гранул и немного понижается их влажность.
Воздух, выходящий из охладительной камеры, поступает для
очистки в циклоны.
Охлажденные гранулы подаются на отсевное устройство (се-
паратор) для отделения мелкой крошки, которая вместе с пылью из
циклонов возвращается на повторную переработку. Готовые гра-
нулы транспортируются на хранение.
Для смешивания шротов (подсолнечных и хлопковых) с липи-
дами используются жаровни, для получения гранул — гранулято-
ры ДГ и «Орбит-ЗОО», для охлаждения гранул — охладители ДГ
или конвейерного типа.
Гранулятор ДГ состоит из питателя, смесителя, прессую-
щей камеры, редуктора и электродвигателя.
Питатель представляет собой шнек и служит для равномерной
подачи материала в смеситель. Количество поступающего матери-
ала может изменяться путем варьирования частоты вращения
шнека.
Смеситель состоит из корпуса, внутри которого помещен вал
с лопатками, служащими для равномерного перемешивания мате-
риала и транспортирования его к окну выгрузки, которое располо-
жено в нижней части смесителя. Там же имеется коллектор для
подвода острого пара.
Прессующая камера состоит из матрицы, роликов, двух лопаст-
ных ножей и питающего конуса. Матрица (рис. 11-13) представля-
ет собой цилиндр 1 (внутренний диаметр 406 мм, высота 164 мм),
в боковых стенках которого имеются отверстия. Диаметр отверстий
на выходе может быть различным: 4,7; 7,7; 9,7; 12,7; 19,0 мм. Внут-
ри матрицы находятся два прессующих валка 2 с перекладиной 4,
свободно сидящие на осях. Во вращение они вовлекаются прессу-
емым материалом. Для лучшего захвата продукта валки имеют на
поверхности рифли.
Распределение материала по внутренней поверхности цилиндра
осуществляется устройством 3. Матрица приводится во вращение
от электродвигателя через редуктор.
Для среза выходящих из матрицы гранул служат лопастные но-
жи 5, расположенные касательно к наружной поверхности. Гра-
нулы имеют длину 20—30 мм. Производительность гранулятора при
342
выработке гранул подсолнечного
шрота диаметром 12,7 мм составля-
ет 5,5—6 т/ч.
Гранулятор «Орбит-ЗОО»
по устройству аналогичен грануля-
тору ДГ. Основным рабочим орга-
ном гранулятора является вращаю-
щаяся кольцевая матрица, закреп-
ленная на металлическом диске.
Вращение матрице передается от
электродвигателя через коробку пе-
редач.
Внутри матрицы расположены
Рис. 11-13. Схема гранулирования
шрота в кольцевой матрице
два рифленых валка с фрикцион-
ным приводом. Зазор между ними
и поверхностью матрицы составляет 0,25 мм.
Для срезания выходящих из матрицы гранул служат ножи, ук-
репленные на кожухе матрицы. Защита матрицы и ножей от по-
вреждений случайно попавшими металлическими и минеральными
примесями осуществляется с помощью срезного штифта, установ-
ленного в главном шкиве передачи.
Производительность гранулятора в расчете на шрот плотностью
500 кг/м3 при диаметре отверстий матриц 9,5 мм- составляет 10—
11 т/ч, 12,5 мм — 11—12 т/ч, 16,0 мм — 13—15 т/ч.
Конвейерный охладитель представляет собой конвей-
ер, в горизонтальную плоскость которого вмонтирована проволоч-
ная сетка из нержавеющей стали. Перемещение материала осуще-
ствляется с помхлцью стержней, прикрепленных к роликовой цепи.
Охлаждение гранулированного шрота осуществляется возду-
хом, засасываемым вентилятором через сетчатые окна. Воздух про-
ходит слой шрота, охлаждает его и выбрасывается через боковую
часть охладителя в циклон для очистки. Осевшая в циклоне мел-
кая пыль возвращается на повторную переработку. Время пребы-
вания материала в охладителе регулируется скоростью движения
конвейера.
Устройство и работа охладителя ДГ приведены на рис. 9-3.
§ 6.	ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ШРОТОВ НЕКОТОРЫХ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР
Как уже отмечалось ранее, семена некоторых масличных куль- i
тур содержат токсические и антипитательные вещества, ухудшаю-
щие качество получаемых шротов, а в ряде случаев не позволяю-
щие их использовать для кормовых целей без дополнительной
обработки. К таким семенам относятся соя, клещевина, лен, хлоп-
чатник. Для обезвреживания нежелательных веществ, а также
инактивации ферментов, катализующих процессы их образования,
необходимы дополнительные температурные воздействия на мате-
риал при соответствующем времени его обработки, что может осу-
ществляться на стадиях жарения и прессования или на стадии об-
работки шрота.
343
Режимы и условия проведения этого процесса зависят от вида
перерабатываемых семян.
Для инактивации фермента линазы, содержащегося в льняных
семенах и способствующего расщеплению глюкозида линамарина
с образованием ядовитой синильной кислоты, достаточно только
Влаго-тепловой обработки мятки, которая проводится в строго оп-
ределенных режимах.
Обезвреживание госснпола (переход его в неактивную связан-
ную форму) в семенах хлопчатника также практически полностью
заканчивается на стадии влаго-тепловой обработки мятки. Окон-
чательно завершается этот процесс при отгонке растворителя из
шрота в обычных температурных режимах.
Более сложно достичь инактивации ферментов и других неже-
лательных веществ, содержащихся в семенах сои и клещевины
Полного их обезвреживания можно добиться только комплексным
влаго-тепловым воздействием на мятку и шрот.
Обезвреживание шрота при переработке семян сои. В семенах
сои содержится ряд нежелательных веществ, исключающих воз-
можность применения шротов в кормовых целях без дополнитель-
ной обработки. К ним относятся ферменты (уреаза, липаза и ли-
поксидаза) и антипитательные вещества (трипсиновый ингибитор,
соин,сапонин).
Фермент уреаза присутствует во всех сортах сои и обладает
высокой активностью. Он разлагает мочевину с выделением амми-
ака. Поэтому нежелательно использование соевых шротов, содер-
жащих этот фермент в активной форме, для приготовления сме-
шанных кормов, в которых используется мочевина, во избежание
аммиачного отравления. Наиболее благоприятные температурные
условия для деятельности уреазы 30—60° С. Ее инактивация про-
исходит при температуре 70° С.
Максимальная активность ферментов липазы и липоксидазы
наблюдается при температуре 20—40° С.
Антипитательные вещества сои (ингибитор трипсина, соин и са-
понин) обладают высокой биологической активностью и вызывают
торможение и угнетение усвояемости и обмена веществ у живот-
ных. В ряде случаев они обладают токсическим действием.
Ингибитор трипсина — белок типа глобулинов — проявляет
свою активность только в нативном состоянии, при нагревании в
результате денатурации его ингибирующие свойства теряются.
Соин (соевый гемагглютенин) относится к веществам белково-
го типа. Он оказывает агглютинирующее действие на красные кро-
вяные тельца. При влаго-тепловой обработке происходит его раз-
рушение.
Сапонин в сое содержится в незначительных количествах. Он
является ингибитором роста цыплят.
Учитывая, что соевые шроты являются очень ценным кормовым
и пищевым продуктом, содержащим весь комплекс незаменимых
аминокислот, необходимо их обезвреживание.
Обычного теплового воздействия на соевую мятку в процессе
344
подготовки материала к прямой экстракции или прессованию в
мягких температурных режимах недостаточно для инактивации
ферментов и антипитательных веществ. Полное завершение этих
процессов происходит только при так называемом тестировании.
Этот процесс осуществляется либо в тостерах, где совмещается с
отгонкой растворителя из шрота, либо в чанных кондиционерах,
которые устанавливаются после шнековых испарителей.
Соевые шроты обрабатываются в тостерах при следующих ре-
жимах. Шрот в питающем шнеке или первом чане тостера увлаж-
няется горячей водой или острым паром до влажности 17—18% и
нагревается до температуры 90—100° С. При продвижении из чана
в чан он обрабатывается зарубашечным паром давлением' 0,7—
1,0 МПа и острым паром давлением 0,02—0,25 МПа, в результате
чего на выходе из тостера имеет температуру 100—105° С и влаж-
ность 12%- Уровень шрота в чанах должен быть не менее 300—
350 мм.
Режим обработки соевых шротов в чанных кондиционерах: вре-
мя пребывания шрота в кондиционере 30—40 мин, температура
шрота 105—-110° С, влажность 9,0—12,0%.
В процессе тестирования происходит не только инактивация не-
желательных ферментов, ухудшающих сохранность шротов, и ан-
типитательных веществ, но и удаление неприятного бобового запа-
ха и горьковатого привкуса, повышение питательной ценности.
Одним из основных показателей тестированного соевого шрота,
регламентированных стандартом, является активность уреазы (см.
табл. 11-1). По активности этого фермента судят также и о степени
инактивации всех остальных нежелательных веществ, содержащих-
ся в соевом шроте.
Кормовая ценность тестированных шротов на 10—12% выше
по сравнению с нетостированными. Скармливание таких шротов
животным более эффективно благодаря уменьшению расхода кор-
мов на единицу привеса.
, Обезвреживание шрота при экстракции масла из семян клещевины. Шроты
из семян клещевины также являются ценным кормовым продуктом. Их маслич-
[ность составляет 1,34—2,81%, содержание протеина в них достигает 41,00—
50,00% золы 4,30—10,70%, клетчатки 24.60—37,50%, безазотисто-экстрактивных
'веществ 41,00—50,00%.
> В состав протеинов клещевины входят ценные аминокислоты.
 Однако кормовые достоинства шрота резко ухудшаются из-за присутствия
в них ряда токсических веществ; рицина, рицинина и аллергена. Их содержание
в семенах клещевины достигает 2,8—3,0%. При переработке семян эти вещества
не извлекаются с маслом, а остаются в шроте.
Наибольшей токсичностью обладает рицин — водорастворимая фракция не-
денатурированного белка клещевины. Рицин относят к группе фитотоксинов, он
очень токсичен, термолабилен и обладает свойствами агглютинации красных кро-
вяных шариков. Рицин ядовит для человека, всех видов домашних животных и
птиц. Доза в 0,16 г рицина (5—6 штук семян) является для человека смертель-
ной.
Рицинин относится к группе алкалоидов. Он характеризуется средней токсич-
ностью, хорошо растворим в воде, плохо в эфире и бензине. Для человека рици-
нин малоопасен.
Третьим токсическим компонентом является аллерген СВ-1А, который пред-
ставляет собой мощную, очень устойчивую белко’во-полисахаридную фракцию.
345
Аллерген семян клещевины растворим в воде, жаростоек, инактивировать его
труднее, чем рицин и рицинин. Вдыхание СВ-1А вызывает аллергический насморк
и бронхиальную астму.
В связи с тем, что шроты клещевины представляют собой ценный белковый
корм, на маслодобывающих заводах производится их обезвреживание.
Наиболее часто для обезвреживания шрота используется влаго-тепловая
обработка. Процесс обезвреживания осуществляется в чанных тостерах, уста-
навливаемых дополнительно к используемым при обычной технологии шнековым
испарителям или тостерам. Влаго-тепловая обработка должна проводиться не
менее 1,5—2,0 ч; конечная температура шрота должна быть не ниже 135° С. Об-
работка считается законченной, если реакция на рицин будет отрицательной.
Режимы и показатели работы тостера при обезвреживании клещевинного
шрота приведены ниже.
Температура шрота по чанам, °C:
в верхнем .................................... 85—105
в средних................................... ПО—120
при выходе из последнего........................... 135
Увлажнение в верхнем чане или шнеке до влаж-
ности при фактической бснзовлагоемкости, % - •	24—26
Влажность шрота, выходящего из тостера, % • -	7,5—8,5
Продолжительность пребывания шрота в тостере,
мин........................................... 80—85
Остаточное содержание растворителя в шроте, % не более 0,05
Вопросам разработки режимов дезактивации клещевинного шрота уделя-
ется большое внимание и в ряде зарубежных стран. Известны исследования аме-
риканских ученых, позволившие дать рекомендации промышленности по мягким
режимам обработки шротов, обеспечивающих инактивацию рицина (давление
острого пара до 0,06 МПа, продолжительность воздействия около 60 мин).
Недостатком описанных способов влаго-тепловой обработки шротов являет-
ся то, что после нее не исчезают аллергические свойства шротов, т. е. не обезвре-
живается аллерген. В связи с этим определенный интерес представляют иссле-
дования по обработке шрота щелочными растворами аммиака или гидроксида
натрия. После такой обработки достигается почти полная детоксикация шрота.
§ 7. ХРАНЕНИЕ ЖМЫХОВ И ШРОТОВ
Шроты, кондиционированные по температуре и влажности, при
определенных условиях могут храниться длительное время без
ухудшения качества. Основными условиями доброкачественного
хранения шротов являются: равномерная и оптимальная влаж-
ность, небольшая температура, минимальное содержание раство-
рителя.
Хранение шротов может осуществляться в различных хранили-
щах: механизированных складах вместимостью 2000, 3000, 4000 и
5000 т, силосных элеваторах.
На рис. 11-14 приведен типовой силосный элеватор для
хранения шрота. Элеваторы являются наиболее перспектив-
ными, так как имеют по сравнению со складами ряд преимуществ:
занимают меньше площади, не требуют больших углублений для
прокладки нижних транспортеров, в них обеспечиваются лучшие
условия для хранения шрота, так как в каждой ячейке 7 находится
всего около 80 т его, облегчен процесс выгрузки шрота. Если при
346
Ьогрузке шрота из складов
I вагоны требуется специ-
альное железнодорожное
Погрузочное устройство, то
Прн разгрузке силосов ис-
пользуются самотечные тру-
мы 1. Погрузка шрота непо-
средственно в вагоны осуще-
:твляется из крайних сило-
:ов. Подача из всех осталь-
зых силосов осуществляется
с
помощью
транспортных
элементов:
портеров
2,
ленточных транс-
3, 4, 5, норий
надсилосных
конвейеров 6
и
с
погруженными
Эта же схема
скребками,
перепуска
шрота из силоса в силос ис-
пользуется и для его охлаж-
дения при самосогревании. Рис. 11-14. Типовой силосный элеватор для
Иногда элеваторы строят- хранения шрота
ся двухэтажными. Это дает
возможность увеличить их вместимость вдвое без увеличения вы-
соты каждой силосной ячейки в отдельности, так как увеличение
высоты насыпи шрота может привести к его слеживанию. Нижний
ряд силосов заполняется путем пересыпания шрота из верхних
силосов.
ке
В элеваторах можно хранить шрот, полученный при переработ-
всех масличных культур, за исключением хлопковых. Хлопко-
вый
ной
дах
шрот из
шелушеных семян ввиду плохой сыпучести и повышен-
склонности к слеживанию хранят в механизированных скла-
с наклонными полами. Шрот, полученный при переработке
нешелушеных семян хлопчатника, имеет еще более низкую сыпу-
честь. В силу этого в проектах Гипропищепрома-3 хранение такого
шрота предусматривается осуществлять в типовых механи-
зированных складахс плоскими полами, предназначенных
для хранения хлопковых семян.
Шроты всех масличных культур помим’о хранения насыпью мо-

гут
храниться
и в
мешкотаре. В последнем случае склады оборуду-
ются специальными настилами, расположенными на высоте не ни-
же 10 см от пола для предупреждения возможности отсыревания
шрота под воздействием грунтовых вод. Мешки укладываются
плотно друг к другу, первый ряд мешков кладется вдоль настила,
второй перпендикулярно ему и т.д.
Для изоляции комковых и нестойких партий шрота склады сле-
дует строить комбинированные: силосные и для хранения в меш-
котаре.
Учитывая взрывоопасную характеристику шрота и шротовой
пыли, склады для его хранения относят к категории Б, а туннели,
347
подвалы и полуподвальные помещения — к категории А. Поэтому
для создания взрывобезопасных условий хранения они оборудуют,
ся приточно-вытяжной вентиляцией. Хранилища для шрота дол-
жны быть исправными, сухими, с гладкими неповрежденными по-
лами, плотно закрывающимися дверями. В связи с тем, что шроты
используются в основном для кормовых целей, склады оборуду-
ются щитками или сетками под оконными рамами для предотвра-
щения попадания разбитых стекол в шрот. Особое внимание уделя-
ется поддержанию чистоты в хранилищах: постоянно очищаются
от пыли галереи, транспортные элементы, окна, двери.
В процессе хранения шротов осуществляется регулярный кон-
троль за их качеством', основным критерием которого является
температура. В случае обнаружения признаков самосогревания их
подвергают активному или пассивному охлаждению. Пассивное
охлаждение применяют в сухую холодную погоду. Для этого в
складах открывают окна, двери и включают приточно-вытяжную
вентиляцию. Активное охлаждение шрота осуществляют путем его
пропуска через транспортные приспособления. При хранении шро-
та ведется постоянный контроль за содержанием паров растворите-
ля в воздухе складов. В случае их обнаружения осуществляют пе-
рекачку шрота в чистые и провентилированные ячейки. В первую
очередь отгружается шрот, неустойчивый к хранению или с появив-
шимися признаками самосогревания или слеживания.
Хранение жмыхов, как правило, осуществляется насыпью в
механизированных и немеханизированных складах при высоте слоя
до 5 м. К хранилищам для жмыха предъявляются такие же требо-
вания, как и к хранилищам для шрота. В процессе хранения ведут
систематический контроль за его температурой. В случае обнару-
жения признаков самосогревания охлаждение жмыха осуществля-
ют путем открывания окон, дверей, включения вентиляционных ус-
тановок, а также переброски его из одного отсека склада в другой.
Жмых, кондиционированный до оптимальных парам'етров по тем-
пературе и влажности, может храниться без ухудшения качества
в течение 2—3 мес.
Глава 12. РЕГЕНЕРАЦИЯ И РЕКУПЕРАЦИЯ РАСТВОРИТЕЛЯ
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В маслоэкстракционном производстве применяемый для извле-
чения масла растворитель используется многократно. Основное ко-
личество растворителя возвращается в производство для повторно-
го использования путем выпаривания из шрота и мисцеллы с пос-
ледующей конденсацией его - высококонцентрированных паров в
смеси с парами воды и воздухом. Образовавшаяся жидкая смесь
растворителя и воды разделяется за счет разности их плотностей
на составляющие ее компоненты. Полученный растворитель непре-
рывно возвращается в резервуары для так называемого оборотно-
348
го растворителя и снова используется для извлечения масла. Этот
процесс обратного получения растворителя в общем виде носит
название его регенерации. Однако путем конденсации паров раст-
ворителя, удаляемого из шрота и мисцеллы, достигнуть полного
его возвращения в систему циркуляции в экстракционном цехе не
удается. Несконденсировавшиеся пары и пары, испаряющиеся с
открытых поверхностей мисцеллы и чистого растворителя в различ-
ного рода сборниках для мисцеллы, водоотделителях, резервуарах
для растворителя, смешиваются с воздухом.
Извлечение растворителя из смесей его паров с парами воды и
воздухом, имеющих невысокую концентрацию, не превышающую
15—20% по объему, называется процессом рекуперации раствори-
теля, который, по существу, является частным случаем общего
процесса его регенерации.
Помимо этих случаев извлечения растворителя из смеси его па-
ров различных концентраций с парами воды и воздухом (так назы-
ваемых воздушно-паровых смесей) в маслоэкстракционном произ-
водстве приходится иметь дело с разделением довольно стойких
эмульсий растворителя с водой, жиром, белками, фосфатидами,
углеводами и другими веществами, содержащимися в перерабаты-
ваемых семенах. Выделение растворителя из таких эмульсий, на-
зываемых шламом, протекает крайне затруднительно и осущест-
вляется путем его выпаривания в шламовыпаривателях.
Процессы регенерации и рекуперации растворителя в маслоэк-
стракционном производстве имеют большое значение не только с
точки зрения необходимости возврата в производство основной мас-
сы растворителя, но и потому, что от правильного и тщательного
проведения этих процессов во многом зависит величина общих
(безвозвратных) потерь растворителя.
Таким образом, совершенствование процесса регенерации раст-
ворителя позволяет уменьшить его потери и тем самым повысить
экономичность предприятия, создать благоприятные условия для
работы обслуживающего персонала, сделать производство менее
пожаро- и взрывоопасным и улучшить условия охраны окружаю-
щей среды.
§ 2.	ОСНОВНЫЕ, МЕТОДЫ РЕГЕНЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ
В зависимости от концентрации паров растворителя в воздуш-
но-паровых смесях применяются различные способы их улавли-
вания.
При значительной концентрации паров растворителя в смесях
применяется конденсация охлаждением. При очень вы-
соких концентрациях охлаждение может проводиться водой, а ддя
воздушно-паровых смесей, где содержание паров растворителя
сравнительно невелико, для глубокого охлаждения применяется
рассол или используется непосредственное испарение хладагента.
Конденсация может проводиться также п^тем сжатия газовой
смеси при одновременном охлаждении.
349
Для обработки воздушно-паровых смесей успешно применяет-
ся метод поглощения растворителя путем адсорб-
ции или абсорбции твердыми и жидкими сор-
бентами. Причем для смесей со средней концентрацией паров
растворителя предпочитают поглощение жидкими абсорбентами,
для малых— твердым абсорбентом.
§ 3.	КОНДЕНСАЦИЯ СМЕСИ ПАРОВ РАСТВОРИТЕЛЯ И ВОДЫ
Конденсация смеси паров растворителя и воды может прово-
диться двумя способами:
( 1)	в поверхностных конденсаторах, где пары конденсируются
на внешней или внутренней поверхности труб, омываемых с другой
стороны холодной водой, рассолом или воздухом. При этом пары
отдают скрытую теплоту испарения охлаждающему агенту и кон-
денсируются. Конденсат в этом случае не разбавляется охлажда-
ющей водой или рассолом;
2) в конденсаторах смешения, где пары непосредственно сопри-
касаются и смешиваются с охлаждающей водой или рассолом.
Пространство, в котором происходит конденсация во всех опи-
санных случаях, может находиться под атмосферным давлением
или под вакуумом. J
Небольшое разрежение может создаваться за счет меньшего по
сравнению с парами объема конденсата. Для создания вакуума ис-
пользуются также вакуум-насосы и паровые эжекторы.
В поверхностных конденсаторах, как правило, конденсируемые
пары и охлаждающий агент движутся противотоком.
(”В конденсаторах смешения взаимное направление движения
паров и воды не имеет значения для теплообмена, так как процесс
протекает при изменении агрегатного состояния паров. / -
В зависимости от характера расположения пучка труб поверх-
ностные конденсаторы делятся на горизонтальные и вертикальные.
Предпочтение отдают вертикальным конденсаторам, так как в них
происходит самоочистка внутреннего пространства конденсатора от
ила, песка и других примесей, содержащихся в охлаждающей воде.
Лучшая самоочистка труб в вертикальных конденсаторах компен-
сирует худшую по сравнению с горизонтальным пучком труб теп-
лопередачу.
Для конденсации высококонцентрированных паров раствори-
теля в маслоэкстракционном производстве применяют конденсато-
ры. При необходимости проводить конденсацию при пониженном
давлении установки дополняются вспомогательной аппаратурой—
вакуум-насосами или эжекторами и сборниками конденсата —
форлагами. Ниже описываются схемы и основные аппараты для
конденсации смеси паров растворителя и воды в наиболее распро-
страненных в СССР экстракционных линиях.
I Вертикальный конденсатор экстракционной
линии НД-1250 (рис. 12-1) представляет собой цилиндричес-
кий корпус 1 со съемной крышкой 3 и отъемным конусным днищем
350
8. В верхней части конден-
сатора закреплена труиная
решетка 13, в которую
ввальцована 6§1 латунная
трубка диаметром 20/25 и
длиной 3000 мм. Нижняя
часть трубок ввальцована в
трубную решетку, которая
не прикрепляется к кожуху
и закрыта конусным дни-
щем, предназначенным для
сбора ила, песка и других
примесей, имеющихся в ох-
лаждающей воде. Трубчат-
ка 11 свободно висит на
верхней трубной решетке
внутри цилиндрического
Рис. 12-1. Вертикальный конденсатор
корпуса и закрывается свер-
ху съемной крышкой 3, которая позволяет вынимать трубчатку
для ее очистки и замены. Охлаждающая вода поступает через па-
трубок 6 и благодаря перегородке 12 в крышке 3 делает два хода
и отводится через патрубок 5. Общая площадь поверхности охлаж-
дения конденсатора составляет 150 м2.
Накопившиеся в конусной части примеси выводятся при ее
промывке через патрубок 10, краники 4 предназначены для выпус-
ка воздуха из водяного пространства конденсатора. Пары раство-
рителя и воды поступают в межтрубное пространство конденсато-
ра через патрубок 2. По вертикали трубчатка имеет перегородку
15, создающую два хода для конденсирующихся паров. Во втором
ходе межтрубное пространство разделено шестью листами-полка-
‘ми 14 для принудительного изменения направления движения па-
ров с целью создания лучшего контакта между парами и поверх-
ностью охлаждения.
Конденсат собирается в конусной части корпуса конденсатора
и отводится через патрубок 9, который одновременно служит и для
сброса шлама. Несконденсированные пары в смеси с воздухом от-
водятся через патрубок 7, через который конденсатор подключа-
ется к вакуумной линии или непосредственно к линии, отводящей
их на рекуперационную установку.
Аналогичные конденсаторы используются в экстракционной ли-
нии МЭЗ.
При конденсации паров бензина и воды после мокрых шрото-
ловушек температура охлаждающей воды на выходе из конденса-
тора должна быть не выше 35° С, а температура конденсата при
работе на бензине марки А — не выше 45° С.
Для дополнительного охлаждения конденсата, выходящего из
основных конденсаторов, применяется охладитель конден-
сата (рис. 12-2), который представляет собой горизонтальный
трубчатый теплообменник с кожухом 1. 196 трубок охладителя
351
Рис. 12-2. Охладитель конденсата
в установке НД-1250
диаметром 16/19 и длиной
1955 мм закрепляются в
двух трубных решетках 3 и
10. Решетка 10 не закрепля-
ется в корпусе, закрывается
глухой крышкой 11 и обра-
зует вместе с ней «плаваю-
щую» головку, предназна-
ченную для компенсации
температурных удлинений
трубок и для облегчения
чистки и разборки охлади-
теля. Трубная решетка 3 закрывается сферической крышкой 6,
имеющей перегородку 5 и два патрубка 4 и 7 для подвода и отвода
конденсата. Кожух охладителя 1 с противоположной стороны за-
крыт глухой плоской крышкой 12. На боковой поверхности кожуха
имеется два патрубка 8 и 2 для подвода и отвода охлаждающей
воды.
Благодаря перегородке 5 в крышке 6 конденсат совершает два
хода и отводится из охладителя. Охлаждающая вода поступает в
межтрубное пространство, противотоком идет вдоль труб и, совер-
шив благодаря перегородке 9 два хода, выходит из охладителя.
Общая площадь поверхности охлаждения 22 м2.
Начальная температура конденсата, поступающего в охлади-
тель, должна быть не более 60° С, а конечная температура конден-
сата на выходе — не более 30° С.
Все конденсаторы и охладители конденсата линии НД-1250 ра-
ботают по однопроходной схеме, т. е. охлаждающая вода подается
параллельно на все конденсаторы. f
Горизонтальные конденсаторы экстракцион-
ных линий ДС-130 и Д С-70 работают при различном ва-
кууме и с последовательной подачей охлаждающей воды. На рис.
12-3 приводится схема конденсации паров растворителя из воз-
душно-паровых смесей экстракционной линии ДС-70. На рис. 12-4
показана схема циркуляции охлаждающей воды в тех же конден-
саторах.
При помощи вакуума (остаточное давление 21—35 кПа), соз-
даваемого пароэжектором 2 (см. рис. 12-3), в конденсатор 4 с пло-
щадью поверхности охлаждения 22,3 м2 поступают пары раствори-
теля и воды из подогревателя мисцеллы. Здесь же конденсируются
пары растворителя и воды, отсасываемые при помощи паро-
вого эжектора 3 от дистиллятора III ступени и отработанный пар
этого же эжектора 3. Сконденсировавшиеся пары от конденсато-
ра 4, как и от всех других конденсаторов этой системы, отводятся
по барометрической трубе, а несконденсировавшиеся здесь пары
паровым эжектором 2 отсасываются на конденсатор 1.
При помощи вакуума (остаточное давление 35—48 кПа), соз-
даваемого пароэжектором 5, в конденсатор 1 с площадью поверх-
ности охлаждения 71,2 м2 поступают пары безводного раствори-
352
Рис. 12-4. Схема циркуляции
воды, охлаждающей конденса-
торы в линии ДС-70
Рис. 12-3. Схема конденсации
паров в линии ДС-70
теля от I и II ступеней дистилляции. Здесь конденсируется пар
от эжектора 2 и несконденсированные пары от конденсатора 4.
Конденсаторы 7 и 6 с площадью поверхности охлаждения 42 и
16,1 м2 соответственно работают при небольшом разрежении, под-
держиваемом пароэжектором рекуперационной системы.
Пары растворителя и воды от шнекового испарителя после мок-
рой очистки направляются на экономайзер, где частично конден-
сируются. Несконденсированные пары поступают в конденсатор
7. Сюда же поступают пары растворителя и воды от концентрато-
ра рассола. Пары, не сконденсированные в конденсаторе 7, посту-
пают на контрольный конденсатор 6. Здесь же конденсируются па-
ры, отсасываемые пароэжектором 5 от конденсатора 1, и отрабо-
танный пар от эжектора 5. Несконденсированные пары из кон-
трольного конденсатора 6 в смеси с воздухом направляются в си-
стему рекуперации.
Последовательная подача охлаждающей воды по приведенной
на рис. 12-4 схеме позволяет поддерживать необходимую разность
температур между циркулирующей водой и охлаждаемыми пара-
ми во всех конденсаторах и при различном вакууме, что приводит
к уменьшению расхода воды. В результате из всех эксплуатирую-
щихся в СССР экстракционных линий линия ДС-70 характеризует-
ся минимальным расходом воды на 1 т экстракционного подсол-
нечного масла.
Для охлаждения в конденсаторах может применяться атмос-
ферный воздух. Конденсаторы с воздуйшым охлаждением экстрак-
ционных линий «Экстехник» рассчитаны на среднегодовую тем-
пературу наружного воздуха 13,5° С, а максимальная температура
воздуха не должна превышать 37° С. Эти конденсаторы могут так-
же охлаждаться водой.
Воздушный конденсатор (рис. 12-5) состоит из пря-
моугольного корпуса 1, в две трубные решетки которого ввальцо-
23—857
353
1600
Рис. 12-5. Воздушный конденсатор
линии «Экстехник» I ступени дистил-
ляции
Рис. 12-6. Газовый сепаратор
ваны пучки ребристых труб. Решетки с трубами могут на опреде-
ленный уровень выдвигаться из конденсатора, что облегчает их
очистку. Воздушно-паровая смесь через два патрубка 5 поступает
в приемную камеру конденсатора и распределяется по ребристым
трубам, обдуваемым снизу охлаждающим воздухом. Конденсат
собирается в сборную камеру и через патрубок 3 сливается на се-
паратор. Отработанный охлаждающий воздух выбрасывается че-
рез окна 2. Промывная вода подается через патрубок 4.
Все конденсаторы установки «Экстехник» оснащены дополни-
тельными газовыми сепараторами (рис. 12-6), где произ-
водится отделение конденсата от "смеси паров с воздухом. Смесь
конденсата, паров и воздуха подводится в газовый сепаратор через
патрубок 1, расположенный по касательной к образующей корпу-
са 2, под действием центробежной силы происходит разделение
жидкой и газообразной фазы. Конденсат сливается через патру-
бок 4, воздушно-паровая смесь отводится через патрубок 3.
Отделенная воздушно-паровая смесь с небольшим количеством
паров растворителя из конденсаторов, работающих под вакуумом,
отсасывается с помощью вакуум-насосов, а при работе под давле-
нием, близким к атмосферному, несконденсированные пары в сме-
си с воздухом непосредственно отводятся к вытяжному трубопро-
воду и далее к масляно-а-бсорбционной установке. Конденсат рас-
творителя и воды сливается на водоотделитель.
На рис. 12-7 приведена схема конденсации воздушно-паровой
смеси линии «Экстехник».
На воздушном охлаждении работают конденсаторы для воз-
душно-паровой смеси, отходящей от тостера и всей группы дистил-
ляции.
Воздушно-паровая смесь из тостера очищается от твердых час-
тиц в мокрой шротоловушке. Затем в целях повторного исполь-
354
Пары
растворителя
I ступени
дистилляции
Воздушно-паровая смесь на рекуперацию
Пары
/ растворителя
у-* 1 и воды с
' окончательных
ступеней
I Конденсат с t=^0°С. дистилляции
Соковые пары от тостера
после экономайзера (I ступени
КонОенсат на	дистилляции')
иоиоогп ослишель
Рис.
12-7. Схема конденсации воздушно-паровой смеси линии «Экстехник»

зования тепла смесь направляется на первую ступень дистилляции
для испарения растворителя из мисцеллы и при этом частично кон-
денсируется. Конденсат — смесь растворителя и воды — сливается
непосредственно в водоотделитель (сепаратор для воды и раство-
рителя).
Несконденсированные пары направляются в конденсатор 4, ох-
лаждаемый воздухом и работающий при давлении, близком к ат-
мосферному.
В целях уменьшения нагрузки на конденсатор в газопроводах,
подводящих несконденсированные пары с температурой около
62° С, с помощью насоса разбрызгивается конденсат растворителя
и воды с температурой порядка 40° С. При этом непосредственно
в газопроводе происходит конденсация части паров и одновремен-
но нагрев конденсата до 62° С. Следовательно, эта операция об-
легчает последующую конденсацию паров и сокращает расход па-
ра на обогрев свежего растворителя. Конденсат с нижнего коле-
на газопровода отводится в водоотделитель.
В конденсаторе 4 конденсируется смесь паров растворителя и
воды. Температура начала конденсации 61° С, температура смеси
(на входе 61° С, на выходе 50° С.
Воздушно-паровая смесь с высокой концентрацией паров от
реей группы дистилляции направляется в конденсаторы 3 и 8, ох-
лаждаемые воздухом и работающие под вакуумом, создаваемым
вакуум-насосами 1 и 6. Конденсатор паров 3, отгоняемых на пер-
вой ступени дистилляции, предназначен для конденсации паров
растворителя. Температура начала конденсации 40° С, температу-
ра смеси на входе 50° С, на выходе 40° С. Конденсатор паров 8,
отгоняемых на окончательных ступенях дистилляции, конденсиру-
ет смесь паров растворителя и воды. Температура начала конден-
сации 50° С, температура смеси на входе 80° С, на выходе 40° С.
Отделение конденсата от воздушно-паровой смеси осуществля-
ется в сепараторах 2, 5 и 7.
23*
355
§ 4. РЕКУПЕРАЦИЯ ПАРОВ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ СМЕСЕЙ ИХ
С ВОЗДУХОМ
Воздух, отводимый из различных аппаратов экстракционного
цеха, всегда содержит большее или меньшее количество_ паров
растворителя. Содержание последних в воздушно-паровой .смеси
(часто называемой в технической литературе воздушно-газовой
смесью) зависит от фракционного состава растворителя, а также
от температуры и, как правило, невелико.
Растворитель из такой воздушно-паровой смеси улавливается
в рекуперацйонных установках. Для конденсации паров раствори-
теля в дефлегмацнонных установках обычно используются три
способа: 1) конденсация путем охлаждения; 2) конденсация с по-
мощью твердых адсорбентов; 3) конденсация с помощью жидких
абсорбентов. Выбор одного из этих способов зависит от концен-
трации паров растворителя в смеси их с воздухом. Так, прщббль-
ших концентрациях, порядка 170—250 г/м3, применяется конден-
сация охлаждением, при средних концентрациях, порядка 140—
175 г/м3, — конденсация жидким абсорбентом и при низкой кон-
центрации, в пределах 50—140 г/м3, — конденсация с помощью
твердого адсорбента.
Конденсация паров растворителя из воздушно-паровой смеси
охлаждением. Охлаждение смеси паров растворителя и воды с воз-
духом сопровождается процессом конденсации, при котором зна-
чительная часть паров переходит в жидкое состояние. В дальней-
шем конденсат разделяется в специальных аппаратах — водоотде-
лителях на составляющие его компоненты (растворитель и воду),
а воздух с небольшим остаточным содержанием паров выбрасы-
вается в атмосферу.
Охлаждение воздушно-паровой смеси производится в рекупе-
рационных аппаратах, называемых дефлегматорами, представля-
ющих собой конденсаторы смешения или поверхностные. В пер-
вых осуществляется непосредственный контакт воздушно-паровой
смеси с охлаждающим агентом, чаще всего на какой-либо насадке
(кольца Рашига, кокс и др.). В поверхностных дефлегматорах ох-
лаждение ведется в трубчатой системе и конденсация паров осу-
ществляется на внешней или внутренней поверхности трубок. Из
этих двух типов дефлегматоров предпочтение охдается_щюверхно-
стным аппаратам, так как в них конденсат растворителя не смеши-
вается с большим количеством охлаждающего агента, что имеет
место в дефлегматорах смешения и усложняет последующее их
разделение.
В качестве охлаждающих веществ в обоих типах дефлегмато-
ров используется вода с температурой 10—12° С или же рассолы—-
растворы некоторых солей, чаще всего растворы СаСЬ, охлажден-
ные до температуры —104-----15° С, которые позволяют охладить
воздушно-паровую смесь до более низких температур и осущест-
вить более полную конденсацию паров. В целях еще более интен-
сивного охлаждения воздушно-паровой смеси в поверхностных де-
356
»
Рис. 12 8. Рекуперационная установка линии НД-1250:
Г —вода; 2'— пар; 3'—смесь бензина н воды; 4’ — воздушно-паровая смесь; 5' —рассол
флегматорах может быть использовано непосредственное испарение
хладагента холодильной установки на теплопередающей по-
верхности трубок дефлегматора. В этом случае дефлегматор функ:
ционирует в качестве испарителя холодильной' компрессорной ус-
тановки, что позволяет исключить промежуточный холодоноситель
(рассол) и значительно улучшить условия теплопередачи и общее
теплоиспользование во всей системе. В маслоэкстракционном про-
изводстве преимущественное распространение получили рекупера-
ционные установки охлаждения с поверхностными дефлегматорам^
и использованием в них рассольного охлаждения. Такие установки
нашли применение в типовых и модернизированных линиях с вер-
тикальными шнековыми экстракторами НД-1250, наиболее рас-
пространенными в СССР.
/Рекуперационная установка экстракционной
линии НД-1250 (рис. 12-8) работает по следующей схеме.
Воздушно-паровая смесь с более высоким содержанием паров
растворителя из сборников к вакуум-насосам, от конденсаторов к
пароэжекторным блокам, от мисцелловых фильтров направляется
на охладитель воздушно-паровой смеси 1 и далее на три дефлег-
матора 2, работающих последовательно.
Линии от аппаратов с изменяющимся уровнем жидкости — во-
доотделителей, сборников фильтрованной и нефильтрованной мис-
целлы, резервуаров оборотного растворителя, от конденсаторов к
предварительным дистилляторам и шламовыпаривателям, воз-
душная линия от экстрактора подключаются ко второй батарее
357
Рис. 12-9. Охладитель
воздушно-паровой смеси
Рис. 12-11. Дефлегматор линии ДС-70
Рис. 12-10.
Дефлегма-
тор поверх-
ностного
эхлаждения
дефлегматоров. Воздушно-паровая сМесь проходит через охлади-
тель 1а и два последовательно работающих дефлегматора 2а.
Все дефлегматорные колонки охлаждаются рассолом, к дефлег-
маторам также подается водяной пар для разогрева их в случае
'обледенения. Воздух после дефлегматоров 2 выходит через сетча-
тый огнепреградитель 3. От дефлегматоров 2а воздух отсасывает-
ся пароэжектором 4, благодаря чему во всей воздушно-паровой
системе экстракционного цеха создается давление ниже атмосфер-
ного на 20—30 Па. В процессе работы установки систематически
наблюдают за поступлением рассола, его температурой, стоком
конденсата, за отходящим из дефлегматора воздухом, чтобы не
допускать замораживания конденсата и чтобы содержание паров
растворителя в воздухе было минимальным. Для предупреждения
замораживания воды в дефлегматорах температура рассола у на-
соса должна быть не ниже минус 5° С, а при поступлении в труб-
чатку дефлегматора не ниже 0°С.
Для облегчения работы дефлегматоров используют охлажда-
ющую воду и конденсируют часть паров растворителя и воды в
охладителе воздушно-паровой смеси (рис. 12-9).
358
Воздушно-паровая смесь подается в нижнюю сборную камеру
для конденсата растворителя и воды 9 через патрубок 8, поднима-
ется вверх по трубкам коллектора 5 и выходит из патрубка 1 верх-
ней сборной камеры 3. Верхняя сборная камера 3 для несконден-
сированных паров выполнена в форме колпака, закрывающего
трубчатый коллектор. Холодная вода подается в межтрубное про-
странство в нижней части коллектора через патрубок 6 в корпусе
аппарата 4, а уходит сверху через патрубок 13. В трубчатом кол-
лекторе 61 трубка диаметром 25/30 мм. Площадь поверхности ох-
лаждения его составляет 7,2 м2.
Конденсат растворителя и воды отводится из нижней сборной
камеры через патрубок 10. У места входа и выхода воздушно-па-
ровой смеси устанавливаются отбойники 7 и 2. Полный слив ох-
лаждающей воды из аппарата производится через патрубок 12.
Для систематического наблюдения за стоком конденсата раствори-
теля и воды в нижней сборной камере имеется указатель уров-
ня 11.
Для охлаждения рекомендуется использовать воду с темпера-
турой не выше 12° С. Температура отходящей воды должна быть
17—18° С. Оборотную воду таких параметров, особенно в летнее
время, иметь трудно, и рекомендуется замена этих охладителей с
их малой поверхностью охлаждения вертикальными конденсатора-
ми с поверхностью охлаждения 100—150 м2, особенно при исполь-
зовании в качестве растворителя бензина марки А.
Дефлегматор поверхностного охлаждения
(рис. 12-10) — вертикальный цилиндрический сосуд 3 с трубчатой
батареей 4 с 37 трубками диаметром 25/30 мм, в нижней крышке
которого расположен патрубок 6 для подвода охлаждающего рас-
сола, а в верхней крышке — патрубок 1 для его выхода. На боко-
вой поверхности рмеются патрубки 2 для подвода воздушно-паро-
вой смеси и 7 — для ее отвода. Патрубок 5 служит для спуска
конденсата растворителя и воды.
Воздушно-паровая смесь проходит сверху вниз от патрубка 2 к
патрубку 7, охлаждается, соприкасаясь с поверхностью трубок,
внутри которые движется противотоком охлаждающий рассол.
Площадь поверхности охлаждения аппарата 18 м2. Образовавший-
ся конденсат отводится через патрубок 5 на водоотделитель. Прой-
дя последующие колонки, воздух выбрасывается в атмосферу че-
рез огнепреградитель. Рассол возвращается в холодильную ком-
прессорную установку.
| Контроль за отходящим от дефлегматоров воздухом сводится
к определению содержания в нем паров растворителя. Темпера-
' ра рассола на входе 0°С, на выходе 5° С. Температура воздуш-
но-паровой смеси на входе в рекуперационную установку не выше
рО°С, на выходе 0—10° С.
| Дефлегматорные колонны работают недостаточно эффективно.
! ели даже удается охладить смесь до 0°С, то воздух, отходящий
рт дефлегматоров, продолжает уносить значительное количество
бензина. При благоприятных условиях дефлегматоры практически
359
улавливают 60—70% бензина, содержащегося в воздушно-паровой
смеси.
Дефлегматорная установка экстракционной
линии ДС-70 (рис. 12-11) состоит из водооросительной ко-
лонки 9, конденсатора поверхностного охлаждения 8 с крышкой
14, конденсатора смешения 22 и сборника рассола 1. Водоороси-
тельная колонка 9 представляет собой цилиндрическую емкость с
конусным днищем.
Воздушно-паровая смесь поступает через патрубок 10 и ороша-
ется факелом холодной воды, поступающей через лючок 12 в ще-
левую форсунку 11. Затем смесь направляется в поверхностный
конденсатор рассольного охлаждения 8 через патрубок 13. Скон-
денсировавшиеся пары растворителя и воды и охлаждающая вода
через смотровой фонарь 6 отводится на водоотделитель. Конденса-
тор поверхностного охлаждения 8 — вертикальный цилиндр, внут-
ри которого находится змеевик для рассола. Рассол подводится
через патрубок 16, а отводится через патрубок 15. Через воронку
7 и патрубок 5 конденсат отводится к фонарю 6 и затем на водо-
отделитель.
Несконденсировавшиеся пары, пройдя свободное пространство
над поверхностью жидкости сборника рассола 1, поступают в кон-
денсатор смешения 22, представляющий собой вертикальный ци-
линдр, внутри которого находится пакет 21 вертикально располо-
женных пластин из нержавеющей стали. Здесь смесь паров при
помощи форсунки 20 орошается в противотоке распыленным ох-
лажденным рассолом, стекающим по поверхности пластин, и ох-
лаждается. Охлаждающий рассол подводится через патрубок 18,
а воздух отсасывается через патрубок 19 пароэжектором 17.
Рассол и конденсат стекают в сборник 1. Сборник рассола —
емкость, в которой происходит отделение растворителя от рассо-
ла. Через патрубок 3 растворитель с примесью рассола через смот-
ровой фонарь 4 направляется на упаривание в концентратор рас-
сола.
Упаренный рассол через воронку 26 возвращается в систему на
циркуляцию. Рассол забирается из сборника рассола через патру-
бок 24 рассольным насосом 27, охлаждается в испарителе аммиа-
ка 28 и направляется снова в конденсатор поверхностного охлаж-
дения 8 и конденсатор смешения 22.
Из конденсатора 8 рассол возвращается в сборник через пат-
рубок 2. Патрубок 25 служит для опорожнения сборника. Специ-
альный люк с горловиной 23 в верхней части предназначен для за-
чистки и осмотра.
Конденсация паров растворителя из воздушно-паровой смеси
в адсорбционных рекуперационных установках. Адсорбционный
способ рекуперации растворителя основан на способности некото-
рых твердых пористых веществ (адсорбентов) избирательно погло-
щать при нормальной температуре тяжелые углеводороды и вы-
делять их при последующем нагревании.
Существуют различные взгляды на природу адсорбционных
360
сил, под действием которых час-
тицы газа скапливаются на по-
верхности твердого тела. Из фи-
зических теорий наибольшее
распространение получила теория
сгущенного слоя. Согласно этой
теории взаимодействие атомов,
находящихся на поверхности
твердого тела, с адсорбируемыми
молекулами обусловливается си-
лами молекулярного сцепления.
Между частицами, находящимися
на поверхности адсорбента, в мо-
мент полного насыщейия насту-
пает равновесие, т. е. ц единицу
времени адсорбируется столько
частиц, сколько удаляется с по-
верхности. Количество адсорби-
рованного вещества зависит от
свойств данного адсорбента, ад-
сорбируемого веществаХи темпе-
ратуры. В качестве адсорбентов
или поглотителей применяются
Рис. 12-12. Оросительный конденса-
тор
твердые вещества с большой удельной поглощающей поверхностью.
Большое техническое значение среди них имеет активный уголь,
удельная активная поверхность которого — 600—1700 м2 на 1 г.
В настоящее время в промышленности наиболее широко при-
меняется периодический способ адсорбции с неподвижным слоем
адсорбента.
В экстракционной линии «Олье» применяется двухступенчатая
рекуперационная установка, где используются поэтапно два ме-
тода:
1) улавливание паров растворителя путем глубокого охлажде-
ния воздушно-паровой смеси;
2) улавливание паров растворителя с помощью твердого ад-
сорбента.
На первом этапе улавливание паров летучего растворителя про-
исходит в оросительном конденсаторе за счет прямой конденсации
при непосредственном контакте с раствором хлористого кальция,
охлажденного до температуры —15ч—20° С, или в поверхностных
конденсаторах при той же температуре охлаждающего раствора.
Оросительный конденсатор (рис. 12-12) состоит из
вертикального цилиндра 4, нижнего сферического днища 8 и верх-
ней съемной крышки 1. Внутри конденсатора установлена сетчатая
перегородка 5, на которую уложены керамические кольца Рашига.
В верхней части конденсатора имеется кольцевой барботер 3,
с помощью которого охлаждающий рассол распределяется по все-
му сечению конденсатора. Воздушно-паровая смесь поступает в
патрубок 9 и движется снизу вверх, а навстречу ей стекает охлаж-
361
дающий рассол. В результате прямой конденсации при непосред-
ственном контакте с рассолом конденсируется основное количество
паров. Смесь рассола и бензина сливается из конденсатора через
патрубок 7.
Воздушно-паровая смесь с небольшим количеством паров рас-
творителя отсасывается вакуум-насосом через патрубок 11. Сетка
10 и козырек 2 предупреждают попадание рассола в вакуум-на-
сос 12.
На втором этапе окончательная обработка воздушно-паровой
смеси перед выходом ее из аппаратуры с целью максимального
улавливания паров растворителя производится в адсорбционной
установке.
В комплект установки входят два адсорбера с активным уг-
лем, калорифер, вентилятор и поверхностный конденсатор.
Технологический процесс работы установки делится на три опе-
рации: собственно поглощение (адсорбция), отделение поглощен-
ного растворителя и регенерация (восстановление поглотительной
способности влажного и подогретого до температуры 100° С актив-
ного угля).
Адсорбер — стальной цилиндрический аппарат с нижним сфе-
рическим днищем и сферической крышкой. Внутри адсорбера на
высоте 500 мм от днища расположена перегородка с отверстиями,
на которую укладывается активный уголь.
Уголь занимает в адсорбере 3,5 м3. Для выгрузки угля из ад-
сорбера в нижней части боковой поверхности адсорбера преду-
смотрен люк. Над поверхностью угля имеется кольцевой барбо-
тер для подачи острого пара в период отгонки поглощенного углем
растворителя.
Воздушно-паровая смесь, проходя через толщу активного угля,
освобождается от паров растворителя, и воздух выходит в атмос-
феру практически свободным от растворителя. В отличие от дру-
гих адсорбционных установок, где движение воздушно-паровой
смеси создается при помощи вентилятора и парового эжектора, на
адсорберах установки «Олье» метод принудительного потока не
применяется.
После снижения поглотительной способности угля в работа-
ющем адсорбере поток воздушно-паровой смеси переключается на
другой подготовленный адсорбер.
Активный уголь, насыщенный парами растворителя, обрабаты-
вается водяным паром с температурой 105—110° С в направлении,
обратном прохождению тока воздушно-паровой смеси.
В период пропарки адсорбера водяной пар уносит с собой рас-
творитель в конденсатор, где происходит конденсация паров за
счет охлаждающей воды. Во время работы адсорбера некоторая
часть растворителя конденсируется в нем и непрерывно выводится
через гидравлический затвор в водоотделитель.
В процессе пропарки с целью извлечения растворителя активи-
руемый уголь увлажняется и нагревается. Для восстановления ад-
сорбционной способности после пропарки уголь обрабатывается
362
горячим воздухом, который нагнетается вентилятором через кало-
рифер. После сушки этим же вентилятором нагнетается воздух для
охлаждения активного угля.
Диаметр адсорбера 2200 мм, высота 2500 мм.
Рекуперация паров растворителя из воздушно-паровой смеси
с применением жидких масляных абсорбентов. Все компоненты
углеводородов, находящиеся в воздушно-паровой смеси, можно
улавливать при помощи жидких поглотителей. В основу абсорб-
ционного метода извлечения паров растворителя из воздушно-па-
ровой смеси положено явление их растворения в жидких минераль-
ных углеводородных продуктах, химически не взаимодействующих
с парами.
Абсорбенты должны обладать достаточно высокой поглотитель-
ной способностью, быть устойчивыми в процессе работы, легко ре-
генерироваться при десорбции; не коррозировать аппаратуру; не
загрязнять своими легкими погонами оборотный растворитель, что
может сказаться на качестве пищевых растительных масел.
Опасность больших потерь абсорбента и стремление предотвра-
тить «загрязнение» растительных масел обусловливают использо-
вание в схемах масляной абсорбции абсорбента с молекулярной
массой 280—300.
Для технологического оформления процесса абсорбции необхо-
димо знать параметры обратного процесса — десорбции.
Наиболее приемлемыми в маслоэкстракционном производстве
абсорбентами из серии нефтепродуктов являются вазелиновое и
веретенное масла. Они же подходят для промышленного исполь-
зования и по полноте отгонки.
Десорбция растворителя из мисцелл минеральное поглотитель-
ное масло — гексан возможно в пределах 130—150° С.
При абсорбции количество абсорбированного вещества пропор-
ционально поверхности раздела фаз. Наиболее часто контакт ме-
жду жидкостью и газообразной средой достигается пропуском га-
за через башню с насадкой, которая орошается жидкостью, по-
крывающей насадку в виде тонкой пленки или пропуском газа
через пространство, заполненное разбрызгиваемой жидкостью.
£/ В м а с л я но-а б со р б ц и о нн ой установке линии
«Экстехник» в качестве абсорбента применяется минеральное
масло с начальной температурой кипения 325°С и конечной 500°С..
Установка работает по схеме, представленной на рис. 12-13.
Пройдя охладитель 1, воздушно-паровая смесь поступает в абсор-
бер 2, где на насадках в противотоке орошается холодным мине-
ральным маслом. Освобожденный от растворителя воздух радиаль-
ным вентилятором 3 выбрасывается в атмосферу. Этот вентиля-
тор одновременно служит для создания слабого разрежения во
всей газо- и растворительпроводящей аппаратуре, что предотвра-
щает утечку паров растворителя в аппаратуре и системе трубопро-
водов. Масло, насыщенное растворителем, стекает в сборную ка-
меру абсорбера и оттуда через теплообменник 5 и подогреватель
6 насосом 10 направляется в десорбер 7 с насадкой.
363
3
Поры Бензина и Боды
Рис. 12-13. Схема масляно-абсорбционной установки
Десорбер 7 установки имеет то же устройство, что и абсорбер,
но он снабжен паровой рубашкой и в нижней части барботером
острого пара. В десорбере масло нагревается глухим и острым па-
ром, и отогнанный растворитель в виде паров уходит на конденса-
цию, а регенерированное масло из десорбера сливается в бак аб-
сорбционного масла 8 и насосом 9 перекачивается в теплообмен-
ник 5 и водяной охладитель 4, а затем снова подается в верхнюю
часть абсорбционной колонны, и цикл повторяется снова.
В теплообменнике 5 таким образом происходит частичный на-
грев масла, отходящего из абсорбера, за счет тепла регенерирован-
ного масла, а затем осуществляется дополнительный нагрев па-
ром в теплообменнике 6.
Регенерированное масло отдает часть тепла в теплообменнике
5, а затем охлаждается водой в охладителе 4.
В абсорбере поглощается 5% растворителя к массе абсорбци-
онного масла; после десорбера, где отгоняется растворитель, при
температуре 120°С полной отгонки не достигается и 0,5% раство-
рителя остается в регенерированном масле, которое снова возвра-
щается в цикл. Масляно-абсорбционные установки гарантируют
снижение содержания паров бензина в воздухе до 2%, что состав-
ляет 25 г/м3, и работают более эффективно, чем рекуперационные
установки охлаждения.
364
§ 5. РАЗДЕЛЕНИЕ ЖИДКОЙ СМЕСИ РАСТВОРИТЕЛЯ И ВОДЫ
Разделение двух несмешивающихся жидкостей основано на раз-
личной их плотности и производится методом отстаивания.
На маслоэкстракционных заводах для этих целей применя-
ются простые по устройству аппараты, называемые водоотдели-
телями.
Водоотделитель линии НД-1250 (рис. 12-14) пред-
ставляет собой четырехгранную емкость с плоской горизонтальной
крышкой, наклонным днищем и вертикальной перегородкой, умень-
шающей скорость движения жидкости. Перегородка не доходит до
днища водоотделителя и делит его на две отстойные камеры. Для
увеличения продолжительности отстаивания с целью более полно-
го отделения растворителя от воды устанавливаются два водоот-
делителя одинаковой конструкции: предварительный и контроль-
ный. Водоотделители работают последовательно по следующей
схеме.
Промышленные стоки (конденсат растворителя и воды) прохо-
дят через предварительный водоотделитель 1, контрольный водо-
отделитель 9, дополнительный сборный бачок 16 и направляются
для дальнейшей обработки в шламовыпариватель.
Для первоначального разделения промышленные стоки из кон-
денсаторов и другой аппаратуры цеха поступают в предваритель-
ный водоотделитель через трубы с фонарями 2.
Эти стоки состоят из смеси растворителя, воды, твердых час-
тиц и эмульсий.
В результате отстаивания и расслаивания растворитель всплы-
вает вверх, вода остается внизу, эмульсия располагается между
слоями растворителя и воды, шлам оседает вниз и скользит по
наклонному днищу.
Всплывший растворитель отводится в специальные резервуары
оборотного растворителя через патрубок с фонарем 6, собираю-
щаяся внизу вода непрерывно уходит через сифонную трубу 7 на
контрольный водоотделитель через патрубок 10.
Водоотделители перед пуском заполняются свежей водой до
уровня, соответствующего переливной сифонной трубе, и при усло-
вии отвода отстоявшейся воды через сифонный перелив водоотде-
лители надежно работают в непрерывном потоке. Для того чтобы
поддерживать постоянный уровень воды в водоотделителях, через
патрубки 5 и 13 подается промывная (холодная) вода.
Предусмотрены также линии отбора эмульсионной смеси через
четыре патрубка 8 с помощью смотрового фонаря и подача ее на
шламовыпариватель. Шлам отбирается не реже 1 раза в сутки с
нижней точки сифона и подается на шламовыпариватель. На верх-
ней крышке предусмотрены люки 3 и И для очистки водоотделите-
лей. Отстоявшийся бензин с контрольного водоотделителя отво-
дится через патрубок 14. Отвод отстоявшейся воды производится
через сифонную трубу 19 в дополнительный бачок 16, из которо-
го вода через патрубок 18 откачивается на шламовыпариватель.
365
Рис. 12-14. Схема разделения жидкой
смеси растворителя и воды линии
НД-1250:
Г — вода; Г'—вода загрязненная (шлам);
2'—бензин; 3'— смесь бензина и воды; 4' —
воздушно-паровая смесь
Рис. 12-15. Предварительный и контроль-
ный водоотделители и рабочий бак для
растворителя
При переливе вода подается через патрубок /5 на бензоловушку.
Слив воды из бачка производится по патрубку 17.
Отвод воздушно-паровой смеси от водоотделителей произво-
дится через патрубки 4 и 12.
Общий объем водоотделителя составляет 6,5 м3. Температура
разделяемой смеси не выше 40° С. Содержание бензина в воде, от-
ходящей из водоотделителя, не должно превышать 0,01%.
Водоотделители линии МЭЗ (рис. 12-15) — предва-
рительный 2, контрольный (окончательный) 5 и рабочий бак для
растворителя 7 монтируются как единое целое с мисцеллопромы-
вателем и отделяются от последнего сплошной перегородкой 1.
В предварительный водоотделитель конденсат растворителя и
воды подводится в среднюю часть через патрубки 17 и 18. Патру-
бок 17 предназначен для слива конденсата из конденсаторов, ра-
ботающих при атмосферном давлении. Для пополнения воды в во-
доотделителях сюда же подается промывная вода. Через патру-
бок 18 сливается конденсат от конденсаторов, работающих в ре-
жиме вакуума.
Для отвода воздушно-паровой смеси предварительный водоот-
делитель имеет патрубок 3, патрубок 15 служит для слива раство-
рителя и 16 — для слива воды. На верхней крышке имеется люк 4.
Конденсат при отстаивании в предварительном водоотделите-
ле, как правило, разделяется на три слоя. Средний эмульсионный
слой с помощью заборного поворотного колена 22, отвода 19 и
трубы 23 отводится в шламовыпариватель. Поворотное колено за-
креплено на оси 24 и поворачивается с помощью штурвала 25. От-
делившийся от воды растворитель собирается в верхнем слое и по
лотку 6 перетекает в рабочий бак для растворителя 7. Вода из
нижних слоев предварительного водоотделителя, содержащая еще
значительное количество растворителя, по фигурной трубе с атмо-
366
сферной трубкой 10 вытесняется
в окончательный водоотделитель.
Окончательный водоотдели-
тель отделен не доходящей до
верха аппарата перегородкой 20
от предварительного водоотдели-
теля и сплошной перегородкой
21, через которую проходит слив-
ной лоток от рабочего бака для
растворителя.
После дополнительного от-
стаивания растворитель собира-
ется в верхней части окончатель-
Рис. 12-16. Водоотделитель-сепаратор
ного водоотделителя и через тот
же лоток 6 сливается в рабочий
бак. Сточная вода через Г-образ-
ную трубу 9 и коллектор с па-
трубкой 27 отводится на шламовыпариватель, а через переливной
патрубок 26 может сливаться непосредственно в дворовые бензоло-
вушки.
Окончательный водоотделитель имеет люк 4, патрубки для сли-
ва растворителя 13 и для слива воды 14.
Рабочий бак для растворителя имеет патрубок 8 для слива из-
бытка циркулирующего в системе растворителя по переливной тру-
бе в оборотный резервуар и патрубок 12, через который раство-
ритель поступает к насосу и далее для обращения в технологичес-
ком потоке.
В нижней части бака имеется пробный краник 11. Пополнение
рабочего бака растворителем осуществляется через патрубок 17
предварительного водоотделителя.
Ежемесячно заменяют воду в водоотделителях и промывают их
горячей водой. Слив шлама из водоотделителя на бензоловушку
проводят периодически через сливные патрубки для воды 14 и 16
и сливные воронки.
Объем предварительного водоотделителя составляет 5,0 м3,
окончательного 3,5 м3 и рабочего бака для растворителя — около
0,5 м3.
Водоотделитель-сепаратор для воды и растворителя
линии для прямой экстракции фирмы «Экстехника» производи-
тельностью 1200 т/сут обрушенных семян хлопчатника работает
по принципу флорентийского сосуда. Аппарат выполнен в виде
цилиндра с коническими днищем и крышкой (рис. 12-16) объемом
33,6 м3. Внутри аппарата встроен подводящий патрубок 2 с демп-
фирующей (успокаивающей) тарелкой. Для вывода из аппара-
та отстоявшейся воды имеется труба 1, а растворителя—воронка
с патрубком 4. Конденсат растворителя и воды от общего коллек-
тора подводится в аппарат через патрубок 5, а обводненный рас-
творитель через патрубок 3 попадает в подводящую трубу 2 и да-
лее на демпфирующую тарелку, которая находится на границе
367
раздела слоев растворителя и воды. Смесь растворителя и воды
расслаивается, и всплывший 100%-ный растворитель свободно
переливается через воронку с патрубком 4 в рабочий бак для
растворителя. Промывная вода подается ниже тарелки через па-
трубок 6. Температура жидкости в сепараторе составляет 40 °C,
и отстоявшаяся вода через трубу 2 из нижнего слоя жидкости
через патрубок 3 с той же температурой сливается в шламовыпа-
риватель. Отработанная вода нагревается в шламовыпаривателе
острым паро'м до температуры 90 °C, что обеспечивает удаление
последних остатков растворителя из нее.
§ 6. ПОТЕРИ РАСТВОРИТЕЛЯ В МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
процессе регенерации и рекуперации растворителя, выпари-
ваемого из шрота и мисцеллы, основное его количество возвра-
щается в производство и многократно используется для экстрак-
ции масла. Однако полной регенерации оборотного растворителя
достичь не удается, и некоторое его количество теряется в про-
изводстве безвозвратно.,. Эти потери, отнесенные условно к массе
поступающего на переработку сырья, составляют от 0,3 до 1,5%
(3—15 кг) на" 1 т сырья и называются общими, или безвозврат-
ными, потерями растворителя^ Величина их зависит как от вида
перерабатываемого масличного сырья, так и от технологии и тех-
ники извлечения из него масла методом экстракции. Но даже при
самых благоприятных условиях работы современные маслоэкст-
ракционные заводы, перерабатывающие 800—1000 т в сутки се-
мян подсолнечника, теряют безвозвратно от 3 до 5 т в сутки раст-
ворителя. Это заметно влияет на себестоимость готовой продук-
ции и ухудшает условия труда в экстракционных цехах.
i Основными источниками потерь растворителя являются сле-
дующие: утечки растворителя в жидком или парообразном
состоянии через различные неплотности аппаратуры экстракцион-
ного цеха;
потери растворителя со шротом, маслом и промышленными
стоками;
потери в результате неполной конденсации паров растворите-
ля в рекуперационной установке и пропуска их в атмосферу, у
£ Утечки жидкого растворителя через неплотности аппаратуры
экстракционного цеха, по существу, отсутствуют, так как за гер-
метичностью аппаратуры в местах соединений царг и фланцев
осуществляется тщательный контроль как повседневно, так и в
дни планово-предупредительного ремонта.) Однако в тех аппаратах,
которые имеют вращающиеся части (шнековые валы экстракто-
ров, испарителей для шрота, валы бензиновых и мисцелловых
насосов), эти потери становятся неизбежными. Шейки валов в
подшипниках помещаются в сальниковых уплотнениях, и при тща-
тельной набивке сальников и при соответствующем уходе за ними
удается только снизить величину потерь через них растворителя,
но не исключить эти потери полностью. Так, например, при пло-
368
хом уходе за сальниками, редкой их смене и при подаче в экст-
рактор горячего жмыха (лепестка или крупки), с температурой
выше 60 °C, содержание паров бензина в воздухе на этом участке
(в местах выхода валов экстрактора наружу) достигает 2,0 мг/л,
а при соблюдении всех требований, включая работу шнекового
испарителя под слабым разрежением, снижается до 0,2 мг/л. При
нарушении герметичности в сальниках происходят также потери
растворителя у насосов для бензина и мисцеллы, которые дости-
гают довольно больших величин ввиду работы насосов под давле-
нием. При соответствующем уходе за сальниками содержание па-
ров бензина в воздухе непосредственно у насосов может быть сни-
жено, но не более чем до 0,5 мг/л, что почти вдвое превышает
санитарную норму содержания паров бензина в воздухе экстрак-
ционных цехов (0,3 мг/л).
f Наиболее значительными в сумме подобных потерь являются
потери бензина за счет нарушения герметичности в сальниках
шнековых испарителей при избыточном давлении паров раство-
рителя внутри аппарата./Болыпое число сальниковых уплотнений
в местах шеек валов (от 16 до 20 в зависимости от типа испари-
теля) неизбежно влияет и на величину потерь бензина на этом
участке технологической схемы экстракционного цеха, включая
место сброса готового шрота из последнего шнека испарителя че-
рез шлюзовой затвор в транспортер.
у Потери бензина с водой, отходящей из водоотделителя или
после шламовыпаривателя, вызываются как растворимостью бен-
зина в воде, так и за счет эмульгирования его с водой и уноса с
эмульсионными слоями./ Растворимость бензина в воде, вообще
говоря, ничтожна и колеблется от 0,0007 до 0,0015% по массе в
зависимости от температуры и химического состава. В одном и
том же гомологическом ряду растворимость углеводородов в во-
де возрастает с увеличением молекулярной массы. Поэтому бен-
зин марки А по ТУ-38 № 101303—72, который содержит до 55%
нормального гексана, будет иметь повышенную растворимость в
воде по сравнению с другими сортами бензинов, применявшимися
ранее. При повышении температуры растворимость углеводоро-
дов в воде, а следовательно, и бензина в целом значительно воз-
растает. Так, например, растворимость н-гептана в воде при из-
менении температуры с 10 до 25 °C увеличивается более чем вдвое.
Поэтому конденсат после вертикальных конденсаторов к испари-
телям и дистилляторам обязательно подвергается охлаждению в
трубчатых теплообменниках, так называемых охладителях кон-
денсата, что уменьшает также образование стойких эмульсион-
ных слоев в водоотделителях, из которых вода уносит с собой зна-
чительное количествб растворителя. Повышенное образование
эмульсий происходи^ в роторах водокольцевых насосов. Содер-
жание как растворенного, так и эмульгированного бензина в во-
де, отходящей из водоотделителя, находится в пределах 0,18—
0,28%. Такие воды должны перед выводом в канализацию подвер-
гаться обязательной обработке в шламовыпаривателях.
24—857	369
Следующим источником потерь растворителя является воздух,
выбрасываемый в атмосферу из дефлегматоров или адсорбцион-
ных установок.
Содержание паров бензина в паровоздушной смеси, поступаю-
щей в дефлегматор, очень велико и колеблется в следующих пре-
делах (при температуре 22—24 °C) :
от 300 до 410 мг/л на линии, отходящей от нагнетательной сис-
темы вакуум-насосов, обслуживающих шнековые испарители и
дистилляторы, а также от дистилляторов, работающих под атмос-
ферным давлением;
от 60 до 70 мг/л на линии, отходящей от различных емкостей
работающих с небольшими изменениями уровня содержащейся в
них жидкости, т. е. от оборотных резервуаров для бензина, мис-
целлосборников, водоотделителей. Скорость воздушных потоков,
отходящих из аппаратов, сравнительно мала.
Значительное количество растворителя может теряться со
шротом, особенно при нарушениях технологического режима рабо-
ты испарителей. Даже при допускаемом содержании бензина в
шроте, составляющем 0,05—0,2%, этот источник потерь довольно
велик ввиду большого выхода шрота.
Наконец, последним, самым незначительным, источником по-
терь растворителя является экстракционное масло, содержание
в котором бензина не должно превышать 0,01%-
Из анализа работы хорошо организованных экстракционных
цехов, оборудованных линиями НД-1250, известно, что общие без-
возвратные потери растворителя составляют 3,5—4,0 кг на 1 т
перерабатываемых семян, но и при этом каждый крупный завод
теряет безвозвратно ежегодно свыше 1000 т бензина.
В целом, по средним ориентировочным данным ВНИИЖа,
баланс безвозвратных потерь растворителя (в %) может быть
представлен в следующем виде1
С воздухом вытяжной вентиляции...............41,0
С водой, отходящей в канализацию..............6,0
С воздухом, отходящим из дефлегматоров . . . 10,0
Со шротом после испарителей...................22,0
С экстракционным маслом...................... 1,0
Неучтенные потери............................20,0
Таким образом, можно заключить, что потери растворителя в
экстракционных цехах представляют собой довольно большую
статью в сумме производственных потерь заводов, перерабатываю-
щих масличные семена. В целях максимального сокращения этих
потерь необходимо строго выполнять правила эксплуатации тех-
нологического оборудования и соблюдать режимы его работы, ус-
тановленные технологическими инструкциями.
1 Руководство по технологии получения и переработки растительных ма-
сел и жиров. — Л.: ВНИИЖ, 1967, т. I, кн. 2, с. 185.
370
Глава 13. ОБЩИЕ СХЕМЫ УСТАНОВОК ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ
РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
§ t. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В настоящей главе, заключающей изучение технологии собст-
венно производства растительных масел, дается описание техно-
логических схем современных экстракционных установок, наибо-
лее характерно представляющих три основных способа работы
экстракционных аппаратов, а именно:
способ погружения экстрагируемого материала в растворитель
(иммерсионный способ);
способ многоступенчатого противоточного орошения материала
растворителем (способ перколяции);
смешанный способ.
Способ погружения экстрагируемого материала в растворителе
нашел свое классическое воплощение в установках с вертикаль-
ными шнековыми экстракторами, которые до настоящего време-
ни имеют преимущественное распространение на маслозаводах.
Поэтому в качестве наиболее типичной и современной линии с
экстрактором этого типа дается описание технологической схемы
модернизированной экстракционной линии НД-1250 производи-
тельностью 500 т/сут по семенам подсолнечника.
Развитие способа многоступенчатого противоточного орошения
материала растворителем началось, по-существу, с появления в
промышленности горизонтальных ленточных экстракторов систе-
мы «Де-Смет». Благодаря неоспоримым преимуществам этого
способа такие экстракторы в различных модификациях стали
быстро внедряться в промышленность. В настоящее время ряд
маслоэкстракционных заводов оборудован линиями МЭЗ этого
типа.
Наиболее совершенным вариантом экстракционной установки
МЭЗ является линия Т1-МЭМ с использованием горизонтально-
го ленточного экстрактора. Описание технологической схемы этой
линии приведено ниже.
Однако наряду с широким распространением установок с го-
ризонтальными ленточными, рамочно-конвейерными, ковшовыми,
корзиночными и другими экстракторами перколяционного типа в
технике конструирования и производства аппаратов для экстрак-
ции растительных масел все более отчетливо проявляется тенден-
ция перехода к экстракторам роторно-камерным, или карусель-
ным. В качестве примера линий с перколяционными экстрактора-
ми дается также описание схемы экстракционной линии с одно-
ярусным карусельным экстрактором.
Смешанный способ работы экстракторов, сочетающий им-
мерсионную и перколяционную экстракцию, наиболее характерно
представлен установками типа фильтрация — экстракция («Фильт-
рекс»). Описание технологической схемы экстракционной линии
«Фильтрекс» приводится ниже.
24*
371
§ 2.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ ЭКСТРАКЦИОННОЙ
ЛИНИИ НД-1250
В соответствии с исследованиями и испытаниями, проведенны-
ми на Аткарском МЭЗе, ВНИИЖ разработал технологическую
схему модернизированной линии НД-1250 производительностью
500 т/сут по семенам подсолнечника и технологический регламент
на производство подсолнечного масла по схеме форпрессование—
экстракция с использованием такой экстракционной линии. Обес-
печение стабильной работы линии потребовало проведения ряда
технических мероприятий, затронувших не только основные ее
узлы, но и подготовку материала к экстракции..Ниже дается опи-
сание этих основных технических мероприятий.
Усовершенствование технологии подготовки
форпрессового жмыха к экстракции осуществляется
путем настройки жмыховых дробилок на работу в режиме круп-
ного измельчения с целью уменьшения количества мелких фрак-
ций с последующей сортировкой получаемой дробленки на специ-
альном калибровочном агрегате (рис. 13-1), представляющем со-
бой конический сетчатый вращающийся барабан 1, закрытый в
кожухе 2. Первое сито 3 имеет прямоугольные отверстия 2.5Х
Х25 мм, второе 4— ячейки диаметром 10 мм. В нем сходом со вто-
рого сита отбираются крупные частицы, идущие на повторное из-
мельчение, а проходом — фракции частиц размером 3—10 мм. По-
следние могут направляться непосредственно на экстракцию или
же на кондиционирование и затем на плющильные вальцы с полу-
чением лепестка толщиной 0,3—0,4 мм и последующим направле-
нием его на экстракцию. Наиболее мелкие частицы, размером ме-
нее 3 мм, идущие проходом через первое сито, возвращаются в
форпрессовый цех и вторично обрабатываются в смеси со свежей
мяткой.
Интенсификация процесса экстракции осуществляет-
ся за счет уже описанного удлинения экстракционной колонны на
2—2,3 м, дающего возможность увеличить продолжительность
контакта растворителя с экстрагируемым материалом и способст-
вующего более полному извлечению масла. Наряду с этим нара-
щивание колонны создает более протяженную зону стока раство-
рителя, снижает бензоемкость шрота и увеличивает напор
растворителя, вследствие чего улучшаются гидродинамические
условия процесса экстракции масла.
На загрузочной колонне экстрактора устанавливается усовер-
шенствованный декантатор для самофнльтрации мисцеллы через
слой экстрагируемого материала и тонкослойного ее отстаи-
вания в восходящем потоке с ламинарным режимом движе-
ния.
В целях повышения пропускной способности экстрактора по
экстрагируемому материалу (для подсолнечного форпрессового
жмыха) необходимо увеличить частоту вращения шнековых валов,
сократив время одного оборота шнеков загрузочной колонны со
372
Рис. 13-1. Схема калибровочного агрегата
Рис. 13-2. Схема рециркуляции мисцеллы
иа модернизированном экстракторе
НД-1250
100 до 60—63 с, горизонтального шнека с 61 до 51 с и экстрак-
ционной колонны с 72 до 61 с.
При работе с бензином марки А его температура при поступ-
лении в экстрактор должна быть не выше 55 °C, а количество по-
даваемого в экстрактор бензина 14—15 м3/ч. Соблюдение пере-
численных режимов должно обеспечить получение мисцеллы кон-
центрацией 15—20% и масличность шрота не более 1,0% •
Помимо описанных основных мероприятий модернизация экст-
рактора НД-1250 предусматривает осуществление рециркуляции
мисцеллы в нижней зоне экстрактора 2, стабилизирующей темпе-
ратурный режим процесса (рис. 13-2). Также рекомендована ус-
тановка автоматического бензиноотводчика для предотвращения
переброса бензина в испарители, подключение загрузочной ко-
лонны экстрактора 1 к вакуумной системе через конденсатор 3
с поверхностью 150 м2 и некоторые другие мероприятия.
(/Усовершенствование процесса отгонки бен-
зина из шрота осуществляется заменой шнековых испарите-
лей двумя чанными испарителями (тостерами) в комплекте с дву-
мя конденсаторами с поверхностью охлаждения по 150 м2 (к каж-
дому тостеру). Возможна также установка одного тостера и од-
ного восьмисекционного шнекового испарителя к каждому экст-
рактору. Установка тостеров вместо шнековых испарителей поз-
воляет снизить содержание бензина в готовом шроте благодаря
улучшению условий его испарения в аппаратах чанного типа.
Интенсификация и улучшение процессов дис-
тилляции мисцеллы осуществляются за счет использования
экстракционного бензина марки А с пределами температур выки-
пания от 63 до 75 °C, очистки мисцеллы на дисковых фильтрах вме-
сто патронных и перехода с двухступенчатой на трехступенчатую
схему дистилляции, включающую два предварительных дистилля-
373
тора на I и II ступенях и одного окончательного на III ступени с
перестановкой его с I на II этаж. Это последнее мероприятие
обеспечивает непрерывную откачку масла в более глубоком ва-
кууме и проведение процесса дистилляции при температуре, не
превышающей 100—НО °C, что повышает качество экстракцион-
ного масла и снижает его потери при рафинации.
Усовершенствование системы мокрого шрото-
улавливания и регенерации растворителя произ-
водится путем замены охладителей воздушно-паровой смеси перед
дефлегматорами стандартными вертикальными конденсаторами с
поверхностью охлаждения 150 м2, перевода мокрых шротоловушек
на орошение бензином и обработки всех шламовых и эмульсион-
ных вод в шламовыпаривателе. Все это позволяет ликвидировать
выбросы шрота в канализацию и улучшить условия отгонки бен-
зина из сточных вод.
Выполнение перечисленных мероприятий, как показала практи-
ка работы заводов, на которых они были осуществлены, обеспе-
чивает повышение мощности экстракционной линии НД-1250 до
500 т/сут в расчете на подсолнечные семена.
Однако проблему наращивания мощности экстракционных ли-
ний нельзя рассматривать, не учитывая необходимости одновремен-
ного снижения или поддержания бензовлагоемкости шрота на
уровне в среднем 30 %. В то же время, как это было установлено
на реконструированных заводах, с ростом производительности
бензовлагоемкость шрота увеличивается до 38—40 % вследствие
увеличения высоты слоя материала на витках шнекового экстрак-
тора и количества растворителя, подаваемого в экстрактор. Чтобы
сохранить бензоемкость шрота на прежнем уровне при возросшем
коэффициенте заполнения экстрактора, необходимо значительно
увеличить период свободного стока растворителя. По эксперимен-
тальным данным при времени одного оборота шнека экстракцион-
ной колонны за 72 с продолжительность стока растворителя, обес-
печивающая бейзовлагоемкость шрота в пределах 28—32%, равна
10—11 мин. При сокращении времени оборота шнека экстракцион-
ной колонны до 61 с время стока должно быть не менее 15 мин,
а с учетом возможного повышения уровня растворителя, благода-
ря росту гидравлического сопротивления материала, необходимое
время свободного стока должно составлять около 19 мин. Подсчи-
тано, что такое увеличение времени стока может быть обеспечено
наращиванием высоты экстракционной колонны на величину поряд-
ка 4 м, что в свою очередь обеспечивает наступление статически
равновесного состояния в пасьпценном растворителем слое шрота
за указанное время (И. Э. Кушнир, Л. Я. Байтельман и др„ 1978).
Необходимо отметить, что при повышении мощности экстракци-
онной линии до 500 т/сут подготовительные цехи завода должны
быть доукомплектованы дополнительным оборудованием.
Технологическая схема модернизированной экстракционной ли-
нии НД-1250 после осуществления всех описанных мероприятий
представлена на рис. 13-3. Подробная спецификация, помещенная
374
Рис. 13-3. Технологическая схема модернизированной линии НД-1250:
1 — экстрактор; 2 — электромагнит; 3 — водоосадитель; 4 — конвейер; 5, 14, 21 — подогрева-
тели; 6 — конденсаторы; 7 — мокрая шротоловушка; 8 — чаниый испаритель; 9, 28, 29 —
охладители конденсата; 10— конденсатор к эжекторам; И — дисковые фильтры; 12—
сборник нефильтрованной мисцеллы; 13 — сборник ф\.»лтрованной мисцеллы; 15 — газэвоз-
душный охладитель; 16 — абсорбер; П — охладитель минерального масла; 18 — регенератор;
19— подогреватель минерального масла; 20— десорбер; 22 — дистиллятор III ступени; 23—
сборник масла; 24—охладитель масла; 25 — насосы; 26—дистиллятор II ступени; 27—
дистиллятор I ступени; 30— испарители отходящей воды; 31 — водоотделитель; 32—прибор
для определения температуры вспышки масла; 33 — пароэжекторы.
под рисунком, дает полное представление о ходе основных техно-
логических процессов экстракционного цеха, оборудованного такой
модернизированной линией.
Наращивание мощности экстракционной установки НД-1250 не
исчерпывает всех возможностей, заложенных в конструкции верти-
кального шнекового экстрактора. Проведенные во ВНИИЖе ис-
следования показывают, что при рециркуляции мисцеллы с проме-
жуточным подогревом ее до температуры кипения при экстракции
вместо двух фаз образуется третья — пары растворителя и в ка-
честве эффективного параметра добавляется парциальное давление
его паров. Это создает реальную возможность дальнейшей интен-
сификации процесса и доведение производительности экстрактора
до 600 т/сут семян подсолнечника без ухудшения его технико-
экономических показателей.
§ 3.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭКСТРАКЦИОННОЙ ЛИНИИ Т1-МЭМ
Маслоэкстракционная установка Т1-МЭМ является модернизи-
рованной установкой МЭЗ, описанной ранее. Основным аппаратом
этой установки является горизонтальный ленточный экстрактор,
работающий по способу многоступенчатого противоточного ороше-
ния экстрагируемого материала растворителем. Установка Т1 -МЭМ
разработана ВНИИЖем и Ростовским СКВ продовольственного
машиностроения и изготовлена Болоховским машиностроительным
заводом. По сравнению с установкой МЭЗ в экстракционной ли-
нии Т1-МЭМ предусмотрены следующие новые технологические и
конструкторские решения:
375
I
Рис. 13-4. Технологическая схема экстракционной линии Т1-МЭМ:
/, 5 — шлюзовые затворы; 2 — загрузочный бункер; 3 — экстрактор; 4 — разгрузочный бункер;
6 — десятичанный испаритель бензина; 7 — кондиционер шрота; 8 — рабочий бак для бензи-
на; 9— водоосадитель; 10 — подогреватель бензина; 11, 36— иасосы для бензина; 12 — мис-
целлопромыватель; 13— водоотделитель; 14—фильтр; 15, 34, 41, 58, 59—насосы для мис-
целлы; 16 — сепаратор I ступени дистилляции; 17 — экономайзер; 18 — сепаратор II ступени
дистилляции; 19 — дистиллятор II ступени дистилляции; 20, 20а, 24, 25, 38, 42, 43 — конденса-
торы; 21 — подогреватель мисцеллы; 22 — дистиллятор III ступени дистилляции; 23— эжек-
тор; 26— циклон-пеноуловитель; 27, 30, 33 — насосы для масла; 28— насос для крепкой мис-
целлы; 29, 32 — баки для масла; 31 — охладитель масла; 35 — насос для шлама; 37 — испари-
тели бензина из сточных вод; 39 — насос для горячей воды; 40 — мокрая шротоловушка;
44 — оросительная колонка; 45 — охладитель паровоздушной смеси; 46 — поверхностный воз-
душный конденсатор; 47 — конденсатор смешения рассольный; 48—сборник рассола; 49 —
конденсатор рассола; 50—бак для рассола; 51 — насос для рассола; 52 — испаритель амми-
ака; 53 — компрессор; 54 — огнепреградитель; 55 — резервуары оборотного бензина и мис-
целлы; 56 — бензоловушка; 57 — охладитель конденсата; 60 — четырехкамерные рециркуляци-
онные насосы; 61 — шнек для шрота; 62 — скребковый элеватор.
осуществлена повторная самофильтрация мисцеллы через
предварительно промытый слой экстрагируемого материала в са-
мом экстракторе;
вторая ступень дистилляции мисцеллы осуществлена в одно-
проходном аппарате, снижающем продолжительность тепловой
обработки мисцеллы;
смонтировано автоматическое устройство для поддержания за-
данной концентрации раствора хлористого кальция в системе
рекуперации паров бензина из воздушно-паровых смесей;
произведено специальное охлаждение конденсата из экономай-
зера для снижения потерь бензина с отходящим воздухом;
отгонка бензина из проэкстрагированпого материала осущест-
вляется в десятичном испарителе (тостере), обеспечивающем
низкое содержание бензина в шроте; кондиционирование его по
влажности и температуре производится в специальном чанном
кондиционере.
Технологическая схема экстракционной линии Т1-МЭМ приво-
дится на рис. 13-4.
§ 4.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭКСТРАКЦИОННОЙ ЛИНИИ С ОДНОЯРУСНЫМ
КАРУСЕЛЬНЫМ ЭКСТРАКТОРОМ
На рис. 13-5 изображена принципиальная схема экстракционной
линии фирмы «Экстехник».
Экстрагируемый материал из кондиционера-агломератора ред-
лером подается в загрузочный бункер 1 карусельного экстрактора
3. Питание экстрактора производится блоком шнеков 2, позволяю-
щим загружать камеры экстрактора равномерно.
Шрот из экстрактора выводится шнековым разгрузочным уст-
ройством 4 и герметичным редлером 5 направляется в комбиниро-
ванный агрегат-тостер 46 для отгонки растворителя, сушки и ох-
лаждения. В трех верхних секциях агрегата происходит отгонка
растворителя из шрота острым паром, который поступает через
лопасти мешалок. Далее шрот разгрузочным и загрузочным шне-
ками с промежуточным шлюзовым затвором 47 подается в су-
шильный блок, состоящий из двух секций, отсюда поступает в
нижнюю секцию агрегата, где охлаждается. Сушка осуществля-
ется теплым воздухом, нагреваемым в калорифере 6 паром давле-
нием 1 МПа, а охлаждение — атмосферным воздухом. Охлажден-
ный шрот выводится через шлюзовой затвор 47 в сборный шнек
44 и далее транспортируется на склад.
Пары растворителя и воды, выходящие из секции отгонки,
поступают в циклон-шротоловушку 45, а затем в качестве тепло-
носителя — в первую ступень установки дистилляции мисцеллы —
два испарителя 8.
Пыльный воздух очищается в циклонах 41 и 43. Очищенный
воздух вентиляторами 40 и 42 выбрасывается в атмосферу.
Из экстрактора мисцелла насосом 51 откачивается в сборник
50, затем подается в фильтр 49, сборник фильтрованной мисцел-
377
Рис. 13-5. Принципиальная схема экстракционной линии фирмы «Экстехник»
1 — бункер; 2, 4— блок шнеков; 3— карусельный экстрактор; 5— редлер; 6 — калорифер;;
7, У, 11, 13, 15л 17, 19, 20, 21, 51 — насосы; 8 — дистиллятор первой ступени; 10 — дистиллятор
второй ступени; 12 — дистиллятор третьей ступени; 14—контрольный водоотделитель; 16—
сборник растворителя; 18 — водоотделитель; 22— промежуточная емкость; 23—десорбер; 24,
25 — теплообменники-подогреватели; 26 — теплообменник-охладитель; 27, 40, 42 — вентилято-
ры; 28 — абсорбер; 29— конденсатор; 30, 31, 34, 35 — водокольцевые вакуум-насосы; 32, 36,
38 — разделительные сосуды; 33, 37, 39—воздушные конденсаторы; 41, 43, 45 — циклоны-
шротоловушки; 44 — шнек; 46—комбинированный агрегат для отгонки растворителя (тостер);
47 — шлюзовой затвор; 48 ~ сборник фильтрованной мисцеллы; 49 — фильтр; 50 — сборник
лы 48 и насосом 7 на первую ступень трехступенчатой дистилля-
ционной установки.
На первой ступени концентрация мисцеллы повышается с 24 до
65%; отсюда насосом 9 она перекачивается на вторую ступень
дистилляции 10, где концентрация доводится до 95 %.
Концентрированная мисцелла насосом 11 направляется на третью
ступень дистилляционной установки (стриппинг-колонпу) 12, в
которой из масла с помощью острого пара отгоняются остатки
растворителя. Готовое масло насосом 27 подается в сборник 29,
затем насосом 30-через охладитель 31 в сборник 32.
Пары, отходящие из тостера, используются в качестве теплоно-
сителя в дистилляторе первой ступени, частично в нем конденсиру-
ются, и конденсат поступает непосредственно в сборник. Нескон-
денсировавшиеся в межтрубном пространстве дистиллятора первой
ступени пары поступают в конденсатор воздушного охлаждения
39, из которого конденсат и еще несконденсировавшиеся пары
в смеси с воздухом направляются в разделительный сосуд 38 и
в виде конденсата подаются затем через водоотделитель 18 в сбор-
ник растворителя 16, а смесь паров и воздуха — в систему абсорб-
ционной рекуперации растворителя. Из контрольного водоотдели-
теля 14 растворитель насосом 15 перекачивается в общий сборник
растворителя.
На участке от тостера к циклону (шротоловушке) и далее к
дистилляторам первой ступени 8 и конденсатору воздушного ох-
лаждения 39 в воздушно-паровой смеси содержится значительное
количество паров воды.
378
Пары растворителя из дистилляторов второй и третьей ступе-
ней поступают в конденсатор воздушного охлаждения 37. Конден-
сат через разделительные сосуды 32, 36 поступает в сборник, а
несконденсировавшиеся пары (воздушно-паровая смесь) с помо-
щью водокольцевых вакуум-насосов 30 и 34, создающих разреже-
ние, при котором остаточное давление равно 0,06—0,07 МПа, нап-
равляются также в систему абсорбционной рекуперации раствори-
теля.
Вследствие того что дистилляция мисцеллы на второй и треть-
ей ступенях ведется под разрежением, температура масла не
превышает 88—90° С, что позволяет получать масло высокого
качества.
Воздушно-паровая смесь из конденсаторов воздушного охлаж-
дения подается в конденсатор 29 и затем в абсорбционную колон-
ну-абсорбер 28. Пройдя слой насадки, орошаемой минеральным
маслом, пары растворителя поглощаются, а воздух с остаточным
содержанием паров отсасывается вентилятором 27 и выбрасывается
в атмосферу. Вентилятор 27 поддерживает постоянное разрежение
в системе (20—50 Па), благодаря чему исключается попадание
паров растворителя в помещение экстракционного цеха. Содержа-
ние растворителя в воздухе, выбрасываемом , в атмосферу, — не
более 20 г/м3.
Обогащенный растворителем абсорбент отводится из нижней
части абсорбционной колонны 28 насосом 20 в теплообменники —
подогреватели 24, 25 и затем в колонну-десорбер 23. Пары раство-
рителя и воды из десорбера поступают в конденсатор 39. Абсорбент
после выхода из десорбера направляется в промежуточную ем-
кость 22 и затем насосом 21 подается через теплообменник 25 в
охладитель 26 и далее в абсорбер.
§ 5.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ЭКСТРАКЦИОННОЙ
ЛИНИИ «ФИЛЬТРЕКС»
Описание устройства и технологической схемы работы экстрак-
тора «Фильтрекс», работающего по смешанному способу, приведе-
но в главе 9 настоящего учебника. Ниже дается описание техно-
логической схемы работы всей экстракционной линии с этим экст-
рактором (рис. 13-6).
Измельченные на вальцовом станке 1 ядро или семена в виде
лепестка подаются редлером 2 в жаровню 3. Выходящая из жаров-
ни мезга поступает в испарительный охладитель 4, тле несколько
охлаждается и приобретает жесткую структуру, не подвергающую-
ся значительному разрушению при дальнейшей обработке. Из
охладителя редлером 5 мезга подается в шнековый питатель —
затвор 6, а затем непрерывно поступает в конвейер-смеситель 7,
представляющий собой собственно экстрактор, в котором экстрак-
ция масла ведется путем смешивания экстрагируемого материала
(лепестка) с мисцеллой, подаваемой насосом 17.
В экстракторе процесс экстракции протекает по методу погру-
379
Рис. 13-6. Технологическая схема экстракционной линии «Фильтрекс»
1 — вальцовый станок; 2 — редлер для мятки; 3 — жаровня; 4 — испарительный охладитель;
5 — редлер для мезги; 6 — питающий шнек-затвор; 7 — смеситель; 8 — загрузочный шнек;
9 — экстрактор; 10 — разгрузочный шнек; 11 — редлер для смоченного шрота; 12 — испари-
тель; /3 —шнек для кондиционирования шрота; 14 — распылитель для воды; 15— компрес-
сор; 16, 17, 19 — циркуляционные насосы; 18—вакуум-насос; 20— насос для мутной мис-
целлы; 21 — насос для чистой мисцеллы; 22 — насос для готового масла; 23 — охладитель
для масла; 24 — распылитель; 25— вакуум-сборник для мисцеллы; 26— привод для экстрак-
тора; 27 — фильтр для мисцеллы; 28 —предварительный дистиллятор; 29 — окончательный
дистиллятор; 30 — мокрая шротоловушка; 31 — водоотделитель; 32—34 — конденсаторы; 35 —
каплеуловитель для мисцеллы; 36 — сборник оборотного растворителя; 37 — насос для чисто-
го растворителя; 38 — подогреватель для растворителя.
жения материала в растворитель (мисцеллу). Здесь около 90 % со-
держащегося в материале масла переходит в растворитель.
Из экстрактора проэкстрагированный материал и мисцелла гер-
метичным шнеком 8 передается в роторный вакуум-фильтр 9 с
горизонтальной вращающейся фильтрующей поверхностью. В нем
твердая фаза (шрот) и мисцелла разделяются путем фильтрации
и промывки обезжиренного материала мисцеллой и свежим раст-
ворителем. Извлечение остатков масла происходит здесь по методу
многоступенчатого противоточного орошения экстрагируемого ма-
териала мисцеллой убывающей концентрации, подаваемой насоса-
ми 16, 17, 19. В заключение экстрагируемый материал орошается
чистым растворителем, подаваемым насосом 37 через подогрева-
тель 38. В процессе орошения отсос и фильтрация от каждой каме-
ры роторного фильтра 9 происходит благодаря разрежению,
создаваемому вакуум-насосом 18 в сборниках мисцеллы 25, распо-
ложенных в нижней части корпуса фильтра, под его фильтрующей
системой.
Окончательно обезжиренный материал (шрот) выводится из
вакуум-фильтра шнеком 10 и редлером 11 направляется в чанный
испаритель (тостер) 12, где происходит отгонка растворителя из
шрота. Продувка сетчатых поверхностей вакуум-фильтра для
очистки их от частиц шрота осуществляется сжатыми парами раст-
ворителя, нагнетаемого компрессором 15. Выходящий из тостера
380
12 шрот подвергается охлаждению и кондиционированию по
влажности в шнековом кондиционере 13 путем подачи холодной
воды через распылитель 14. Охлажденный и несколько увлажнен-
ный шрот направляется в склад.
Концентрированная мисцелла из мисцеллосборника для ко-
нечной мисцеллы подается насосом 20 на фильтр 27, откуда чистая
мисцелла насосом 21 направляется в предварительный дистилля-
тор 28, а затем в окончательный дистиллятор 29, где под действи-
ем глухого и острого пара из мисцеллы отгоняются остатки раст-
ворителя. Готовое масло через охладитель 23 насосом 22 откачи-
вается в баки для его хранения.
Пары растворителя из тостера 12 проходят мокрую шротоло-
вушку 30 и каплеуловитель 35, куда также поступают пары раст-
ворителя и воды из окончательного дистиллятора 29. Из капле-
уловителя смесь паров растворителя и воды поступает на два пос-
ледовательно включенных конденсатора 32 и 33. Из конденсаторов
жидкая смесь растворителя и воды отводится в водоотделитель 3/,
откуда чистый растворитель подается в сборник 35, а вода и шлам
выводятся в шламовыпариватель. В сборни : 36 направляется так-
же растворитель из конденсатора 34, подключенного к предвари-
тельному дистиллятору 28, работающему с обогревом только
глухим паром. Воздух с парами растворителя из конденсаторов 32
и 34- выводится в рекуперационную установку (на схеме не пока-
зана).
Общие достоинства установки «Фильтрекс» определяются поло-
жительными сторонами ее основных аппаратов — смесителя-экст-
рактора и роторного вакуум-фильтра, которые были описаны
ранее.
Часть V
ОЧИСТКА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ НА ПРЕССОВЫХ
И ЭКСТРАКЦИОННЫХ ЗАВОДАХ
Глава 14. ПЕРВИЧНАЯ ОЧИСТКА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Растительные масла, как прессовые, так и экстракционные,
представляют собой сложную многокомпонентную систему, в ко-
торой, кроме глицеридов, содержатся механические примеси и
целый ряд сопутствующих веществ.
Механические примеси попадают в масло при его получении и
представляют собой твердые частицы маслосодержащего матери-
ала. Длительный их контакт с маслом снижает его качество и би-
ологическую ценность, ухудшает органолептические свойства, воз-
никают затруднения на последующих этапах переработки и т. п.
Высококачественные растительные масла могут быть получены
только после тщательного проведения их очистки, которую можно
условно разделить на первичную и последующую, более глубокую,
называемую рафинацией.
Первичная очистка, предусматривающая удаление из масла
механических примесей, является неотъемлемой частью общего
процесса производства растительного масла и осуществляется не-
посредственно после его извлечения без значительного разрыва во
времени между стадиями получения и очистки.
§ 2.	ПРИМЕСИ И ВЕЩЕСТВА, СОПУТСТВУЮЩИЕ МАСЛАМ
Механические примеси. Присутствие их в масле обусловлено в основном
присутствием частиц мезги и жмыха. Мелкие частицы мезги выносятся потоком
масла через зеерные щели прессов, а более крупные выдавливаются при продви-
жении прессуемого материала в зеере.
Все это приводит к образованию полидисперсных масляных суспензий, где
масло является дисперсионной средой, а частицы мезги и жмыха — дисперсной
фазой.
Величина этих частиц колеблется в широких пределах — от нескольких мил-
лиметров до 2—4 мкм, а их содержание может быть от 2 до 10%. Плотность
частиц твердой фазы составляет 1100—1400 кг/м3.
В масле также всегда присутствует некоторое количество влаги, попадаю-
щей в результате влаго-тепловой обработки материала.
Качественный и количественный состав дисперсной фазы зависит от вида
масла, качества семян, способа и режимов извлечения, структуры и механичес-
ких свойств маслосодержащего материала и т. п.
Присутствие в масле твердых примесей приводит к его окислению, фермен-
тативному гидролизу и т. п. Все эти процессы наиболее интенсивно протекают
на развитой поверхности частиц твердой фазы, на которой в присутствии влаги,
а в порах и воздуха, наблюдается высокая активность ферментов и интенсифика-
ция процессов окисления. Продолжительность контакта механических примесей
382
белкового происхождения с маслом при сравнительно высокой температуре спо-
собствует протеканию сахароаминной реакции, денатурации белковых веществ,
образованию липопротеиновых комплексов, переходу одорирующих веществ в
масло и т. ц.
Поэтому стремятся к быстрому и возможно более полному удалению из
масла нерастворимых механических примесей.
Вещества, сопутствующие маслам. Их условно подразделяют на две группы:
первая — содержащиеся в семенах и переходящие в масло в минимально
измененном состоянии;
вторая — содержащиеся в семенах и изменившиеся в процессе извлечения
или хранения масла, а также образовавшиеся из различных веществ под воздей-
ствием внешних факторов.
К первой группе принадлежат липиды сложного состава, такие как фосфор-
содержащие, восковые и красящие вещества, свободные жирные кислоты, раз-
личные спирты и пр.; ко второй — продукты окисления глицеридов: низкомоле-
кулярные жирные кислоты, кетоны, альдегиды, оксикислоты и т. п.
Из всех этих веществ наиболее важными являются фосфорсодержа-
щие. В растительных маслах обнаружены глицерофосфатиды и инозитолфосфа-
тиды. Последние встречаются в небольших количествах, и их влияние на качество
масла не установлено. Глицерофосфатиды являются производными фосфатидных
кислот.
Наиболее широко распространены фосфатидилхолины и фосфатидилэтанол-
амииы, а также фосфатидные кислоты в свободной форме или в виде соединений
с другими веществами семени.
Фосфатиды в семенах локализованы главным образом в гелевой фазе. В не-
рафинированных маслах их количество зависит от содер>| иия в перерабаты-
ваемых семенах и от режима извлечения масла. Переход фосфатидов в масло
тем больше, чем интенсивнее воздействие технологических факторов при его
получении. Фосфатиды являются поверхиостно-активиыми веществами и способ-
ствуют в определенных условиях стабилизации стойких эмульсий. Эти свойства
оказывают отрицательное воздействие иа отдельные процессы переработки рас-
тительных масел.
Свойства фосфатидов в присутствии влаги терять устойчивую растворимость
в масле положено в основу технологического процесса гидратации фосфатидов
с целью их извлечения. Такие фосфатиды носят название гидратируемых в про-
тивоположность фосфатидам, которые не удаляются при обработке масла водой
и условно называются дегидратируемыми.
При высоких температурах фосфатиды могут реагировать с углеводами, об-
разуя мелаиофосфатиды — темиоокрашеиные соединения. Присутствие их отри-
цательно влияет иа цветность масла и фосфатидного концентрата.
Фосфатиды — физиологически ценные вещества. Оии снижают содержание
холестерина в,крови и печени, значительно повышают использование жира орга-
низмом, входят в состав клеточных мембран и играют важную роль в процес-
сах, совершающихся в клетке. Поэтому при комплексной переработке раститель-
ных масел важной задачей является извлечение фосфатидов в минимально изме-
ненном состоянии и использование их в качестве самостоятельного пищевого
и кормового продукта.
На качество получаемых растительных масел большое влияние оказывают
присутствующие в них воскоподобные вещества. Оии представляют
собой сложные смеси с преобладающим содержанием эфиров высокомолекуляр-
ных одноатомных (реже двуатомных) спиртов и жирных кислот. В восковую
фракцию липидов также входят высокомолекулярные свободные жирные кисло-
ты и алкоголи, углеводороды, стеролы, стериды, лактоиы и эстолнды.
Температура плавления насыщенных восковых эфиров колеблется от 32 до
98° С. При переработке маслосодержащего материала повышенной лузжистости
воски извлекаются вместе с маслом, в котором хорошо растворимы при темпе-
ратурах его получения. При охлаждении оии теряют растворимость и выделя-
ются в виде мелкой взвеси, образуя так называемую сетку: масло становится
мутным, ухудшается его товарный вид.
Для пищевых масел необходимым показателем является их прозрачность
при низких температурах, поэтому восковые вещества необходимо удалять.
383
В маслах всегда присутствуют свободные жирные кислоты, содержание ко-
торых колеблется в широких пределах и зависит от степени зрелости масличных
семян, их дефектности, способа и глубины извлечения. В масле из зрелых, су-
хих, свежих семян содержится обычно от 0,3 до 1,0% свободных жирных кис-
лот. В масле из сильно испорченных семян их количество может колебаться от
2 до 20% и даже более.
Свободные жирные кислоты не являются физиологически ценны-
ми веществами, их присутствие в пищевых жирах ограничивается кислотным
числом. Они удаляются щелочной нейтрализацией, являющейся одним из этапов
рафинации масла.
Окраска масел обусловлена присутствием пигментов, которые находятся
в семенах или образуются при маслодобываиии. Содержание этих веществ не-
постоянно и зависит от условий подготовки материала, технологических режи-
мов извлечения масла, методов его получения.
Наиболее часто в растительных маслах встречаются каротины и ксантофил-
лы, которые хорошо растворяются в тех же растворителях, что и масла. Этим
объясняется их переход в масло при извлечении экстракцией. Поэтому в экст-
ракционном масле каротинов всегда больше, чем в форпрессовом.
Каротины являются провитаминами А; а- и Р-каротины присутствуют в
пальмовом, льняном, хлопковом, соевом, подсолнечном, кукурузном маслах.
у-Каротин обнаруживается в маслах в незначительном количестве или вообще
отсутствует. В соевом масле отмечено присутствие ксантофиллов, в частности
лютеина. Причиной зеленых оттенков таких масел, как конопляное, рисовое, сое-
вое, является наличие хлорофилла.
Хлорофиллы хорошо растворяются в жирах и жировых растворителях.
Много хлорофилла содержится в экстракционном масле из недозрелых се-
мян сои. В некоторые масла хлорофилл попадает из органического сора при
плохой очистке масличных семян, поступающих на переработку. Иногда зеленый
цвет растительных масел маскируется окраской, вызываемой каротиноидами.
Красящие вещества удаляются из масла путем обработки его различными
адсорбентами.
Нерафинированные хлопковые масла обычно имеют окраску от темно-крас-
ной до темно-коричневой. Основным красящим веществом хлопковых масел яв-
ляется госсипол. Госсипол — полифенол, содержит в молекуле два нафталиновых
кольца, соединенных друг с другом непосредственно, шесть гидроксильных
групп, две из которых, находящиеся в ортоположении, имеют кислый характер,
и две альдегидные группы.
Госсипол — реакционноспособное вещество. При хранении и переработке
хлопковых семян, а также при хранении нерафинированных масел госсипол
взаимодействует с фосфатидами, сахарами и другими веществами хлопковых
семян. Кроме того, под действием тепла и влаги в молекуле госсипола происхо-
дят глубокие химические изменения, приводящие к образованию целого ряда
новых продуктов; такой госсипол носит название измененного. Он хорошо рас-
творим в масле, бензиновых мисцеллах и придает им темную, почти черную
окраску. Измененный госсипол плохо удаляется из масла обычной щелочной
нейтрализацией, обусловливает повышенные отходы и потери при промышлен-
ной переработке.
Стеролы, токоферолы присутствуют в маслах в небольших количе-
ствах и не оказывают существенного влияния на процесс очистки.
Вещества — носители запаха, вкуса и ядохимикаты удаляются на последней
стадии рафинации — при дезодорации.
§ 3.	ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ПЕРВИЧНОЙ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
Удаление из масла механических примесей относится к пробле-
ме разделения суспензий. При выборе технологических режимов,
оборудования и технологической схемы очистки растительных ма-
сел необходимо учитывать свойства разделяемой сложной суспен-
зии.
384
Рис. 14-1. Двойная механическая гущеловушка:
а — первый отсек; б — второй отсек
Поэтому первичная очистка проводится в две последовательные
стадии: первая — предварительная очистка, предназначенная для
удаления более крупных частиц, вторая — тонкая, для удаления
более мелких частиц, в результате которой получают требуемую
степень очистки.
Для разделения суспензий могут использоваться следующие
способы: отстаивание, центрифугирование и фильтрация. В первых
двух способах частицы дисперсной фазы движутся в дисперсион-
ной среде. При этом разделение суспензий в результате осаждения
может происходить в поле гравитационных (при отстаивании)
и центробежных сил, в электростатическом и магнитном поле. При
фильтрации дисперсионная среда движется, а частицы дисперси-
онной фазы неподвижны.
Отстаивание. Применяется на первой стадии предварительной
очистки для удаления из масла крупных взвесей.
Отстаивание может быть ускорено снижением вязкости масла
за счет повышения температуры. Однако температуры обычно ог-
раничивают, так как возможно обратное растворение в масле не-
которых сопутствующих веществ, которые при последующем охлаж-
дении вновь выпадают из масла.
Для отделения грубых примесей применяют одинарные
или двойные гуще ловушки. На рис. 14-1 представлена
двойная механизированная гущеловушка. Она состоит из двух от-
секов: первый (см. рис. 14-1, а) служит для предварительного, а
второй (см. рис. 14-1, б) —для окончательного отстаивания масла.
Масло, содержащее грубые механические примеси, поступает в
первый отсек через карман 1. Перегородка 2 направляет его в ниж-
нюю часть гущеловушки, благодаря чему не происходит смешива-
ния отстоявшейся части масла с вновь поступающим и создаются
условия для более полного отстаивания.
Механические примеси оседают на дно ловушки, затем скреб-
ками 4, прикрепленными /< движущейся непрерывной цепи 5, по-
даются на сетчатую поверхность 6. Здесь они освобождаются от
части масла и сбрасываются полуобезжиренными в шнек 3. Пере-
25-857
385
Рис. 14-2. Вибрационный гущсотде-
городка 7 в первом отсеке слу-
жит для поддержания осадка на
скребках при вертикальном пере-4
мещении. Масло через щель 75
поступает во второй отсек. Ко-
зырек 14 предохраняет сливаю-
щееся масло от смешивания с бо-
лее мутным, которое отделяется
на сетчатой поверхности 13. Мас-
ло по лотку 16 направляется в
нижнюю часть отсека. Отстояв-
шаяся взвесь удаляется из от-
сека скребками 10, прикреплен-
ными к движущейся цепи 77, и направляется на сетчатую по-
верхность 13, а затем на гладкий стальной лист 12, с кото-
рого сбрасывается в шнек 9. Для поддержания осадка на скреб-
ках служит перегородка 17. Очищенное масло выводится из аппа-
рата. Патрубки 8 и 18 служат для слива масла из гущеловушки.
Аппарат может быть герметизирован, и это позволяет отстаивать
масло в атмосфере инертного газа.	(
Производительность —8—10 т/ч масла, рабочая вместимость^
отсеков — первого и второго — по 2 м3. Время пребывания масла|
в аппарате 15—20 мин. Содержание нежировых примесей: доочист-Г
ки до 10%, после очистки — 0,3—0,5 % •	. L
Совершенствование процесса осаждения механических приме’-?
сей из масла привело к созданию новой конструкции —-вибраци-
онного гущеотделителя (рис. 14-2). Отличительной его
особенностью является то, что поток масла направляется на гори-
зонтально расположенную металлическую сетку 6 с ячейками раз-
мером 0,24X0,24 мм, вибрирующую в направлении, перпендику-
лярном действию гравитационных сил. Вибрация создается с помо-
щью электромеханического вибратора 3. Вибрирующая сетка на-
ходится непосредственно в среде очищаемого масла. При этом гру-
бые примеси, находящиеся ниже вибрирующей сетки, создают виб-
рокипящий слой суспензии высокой концентрации, обладающей
задерживающими свойствами для вновь поступающих примесей.
По патрубку 1 масло поступает в нижнюю часть гущеотделите-
ля, очищенное масло отводится по каналам 8. Накапливающийся
на днище осадок непрерывно удаляется с помощью скребков 7,
прикрепленных к движущейся непрерывной цепи, и подается на
сетчатую поверхность 5. Здесь осадок освобождается от основно-
го количества масла, стекающего на поддон 4, и направляется в
нижнюю часть гущеотделителя, а осадок поступает в шнек 2.
Площадь фильтрующей поверхности — 1 м2, частота колеба-
ний—50 Гц, содержание нежировых примесей: до очистки — 2,0—
2,5%, после очистки —0,6—0,9%.
Фильтрация. Фильтрация является широко используемым спо-
собом удаления тонкодисперсных частиц. Сущность его заключает-
ся в пропускании масла через достаточно тонкую пористую перего-
386
родку. Масло проходит через поры фильтрующего материала, а 1
взвешенные частицы, размер которых больше размеров пор, за-/
держиваются на его поверхности, образуя осадок. Этот осадок ока-
зывает большое влияние на процесс фильтрации, так как, накап-
ливаясь, он сам: служит фильтрующей перегородкой. В зависимости
от качества фильтрующей перегородки и режима фильтрации мож-
но достигнуть различной степени очистки масла. Осадок, образую-
щийся при фильтрации масла (фосфатиды, белки, слизи и т. п.),
принадлежат к числу сжимаемых. Поэтому фильтрацию масла
приходится прерывать при накоплении на фильтре сравнительно
небольшого слоя осадка.
В качестве фильтрующей перегородки используется фильтр-
ткань — бельтинг, миткаль, ткани из синтетического волокна (лав-
сан, капрон) или мелкая сетка. Для увеличения периода работы
фильтра и обеспечения удаления из масла тонкодисперсных при-
месей в него добавляют некоторое количество различных дренаж-
ных материалов, например природных глин, увеличивающих пло-
щадь поверхности фильтрации и образующих несжимаемый оса-
док. Использование их имеет тот недостаток, что они увеличивают
потери масла и для его извлечения из отработанной глины необ-
ходимо предусмотреть специальную обработку, хотя возможно на-
правлять эти порошки без специальной обработки A i корм птицам:.
Фильтрацию можно вести при постоянном давлении или при по-
стоянной скорости. Обычно фильтрацию масла ведут при постоян-
ной скорости, но переменном давлении. Давление зависит от ко-
личества осадка в масле, его температуры, типа фильтрующей пе-
регородки. При значительном количестве осадка, снижении темпе-
ратуры фильтрации, увеличении плотности фильтрующей перего-
родки требуется создавать большее давление, однако не более чем
до 0,15—0,2 МПа.	X
В промышленности для фильтрации масла используют фильтры |
с вертикальным и' горизонтальным расположением фильтрующих )
перегородок, с ручной и механической выгрузкой осадка.
Для фильтрации масла широко используются фильтр-прес-
с ы, состоящие из ряда вертикально расположенных чередующихся
рам и плит. Каждая плита оборачивается фильтрующим материа-
лом: так, что две плиты с обеих сторон и находящаяся между ними
рам'а создают самостоятельную фильтрующую ячейку. При сборке
фильтр-пресса должна соблюдаться герметичность.
Фильтруемое масло подается насосом спокойно, без толчков, в
сплошной канал, образуемый при сборке рам и плит. Из этого ка-
нала через отверстие в раме масло поступает внутрь ее и заполня-
ет полностью. Масло, подаваемое насосом, продавливается через
поры ткани, стекает по рифленой поверхности плит и через отвер-
стие в нижней части плиты попадает в сборный желоб.
В начале работы фильтр-пресса первые мутные порции масла
собирают в отдельную емкость и потом возвращают на повторную
фильтрацию. При повышении давления сверх нормативного за
счет сопротивления осадка на фильтре производительность его
25*	387
Рис. 14-3. Фильтр горизонтальный
дисковый самоочищающийся
(ФГДС)
заметно снижается. В таких слу-
чаях фильтрацию прекращают, а
фильтр-пресс очищают от осадка.
Фильтр-прессы выпускают за-
крытого и открытого типа с гид-
равлическим зажимом. Различа-
ются эти две конструкции различ-
ным выводом фильтрованного
масла: в фильтр-прессе первого
типа масло собирается в закры-
тый коллектор, что исключает
его контакт с воздухом, а в
фильтр-прессе второго типа каж-
дая рама имеет открытый сток
масла в сборный лоток.
Производительность 1 м2
фильтрующей поверхности при
температуре фильтрации 80° С—
60—65 кг/ч, а при температуре
30° С — 25—30 кг/ч. Содержание
нежировых примесей, %: до
фильтрации —0,3—0,9, после фильтрации —0,05.
Недостатком фильтр-прессов является необходимость выгрузки
осадка вручную и сравнительно большая площадь для их разме-
щения.
Наиболее совершенными являются вертикальные фильтры с
механической выгрузкой осадка. Эти фильтры производятся у нас
в стране и за рубежом.
Горизонтальный дисковый самоочищающий-
ся фильтр ФГДС показан на рис. 14-3. Масло, предварительно
очищенное от грубых взвешенных частиц, поступает внутрь цилин-
дрического корпуса фильтра через патрубок 4 и заполняет прост-
ранство между фильтрующими дисками 6. Воздух вытесняется че-
рез патрубок 2. Пройдя фильтрующую поверхность дисков, масло
через отверстия в полом валу 5 поступает внутрь него и через вы-
ходной патрубок 9 отводится. При повышении давления более
0,12 МПа (манометр 3) прекращают подачу масла, сливают остав-
шееся в фильтре масло (патрубок 11) в специальную емкость и
включают электродвигатель. Под действием развивающейся цент-
робежной силы осадок сбрасывается с дисков на стенки корпуса
и сползает в нижнюю конусную часть фильтра. Удаление маслично-
го шлама из конусной части фильтра производится с помощью
ножа-мешалки 10 через разгрузочный люк 1.
В цилиндрической части фильтра имеется труба с форсунками
7 для периодической промывки горячим очищенным маслом
фильтрткани через патрубок 8 (примерно через 200 ч работы
фильтра).
Обезжиривание осадка на дисках производят продувкой фильт-
ра инертным газом или воздухом.
388
Производительность — 4—5 т/ч, количество дисков — 21 шт.,
площадь поверхности фильтрации — 25 м2, температура фильтра-
ции 60—90° С. Содержание нежировых примесей (в %): до фильт-
рации — не более 0,3—0,5, после фильтрации — 0,05.
Другие конструкции дисковых фильтров отличаются тем, что в
качестве фильтрующей перегородки используется металлическая
сетка с отверстиями 0,20X0,20 мм, натянутая на верхнюю горизон-
тальную плоскость дисков. На сетку предварительно наносится
дренажный слой какого-либо инертного материала. При накопле-
нии на дисках осадка толщиной 20—25 мм: производительность
фильтра снижается, поэтому подачу масла прекращают, сливают
оставшееся в аппарате масло и осадок продувают паром, который
вытесняет из осадка масло. Затем осадок продувают воздухом для
подсушивания и сбрасывают в конусную часть фильтра с помощью
центробежной силы, развиваемой при включении электродвигате-
ля. Производительность этих фильтров 40—60 т/сут.
Осаждение в центробежном поле. Этот способ является наибо-
лее совершенным: для удаления мелких взвешенных частиц. Основ-
ными аппаратами, работающими по этому способу и нашедшими
широкое применение в технике разделения суспензий, являются
центрифуги, называемые также сепараторами.	—
Использование центрифуг обусловлено стремлением повысить
скорость разделения неоднородных систем noj сравнению со ско-
ростью разделения их в отстойниках или фильтрах.
Важной характеристикой центрифуг является фактор разделе-
ния ХР.
Kv ==
где г — радиус вращения ротора, мм; п — частота вращения ротора, об/мин.
Разделяющее действие центрифуги возрастает пропорциональ-
но увеличению фактора разделения.
По значению фактора разделения центрифуги можно условно
разделить на две группы: нормальные центрифуги (сепараторы)
(КР^3500) и сверхцентрифуги (Лр>3500).
Нормальные центрифуги (сепараторы) применяются в основ-
ном для разделения грубодисперсных суспензий или двух несмеши-
вающихся жидкостей. Сверхцентрифуги используются для разде-
ления эмульсий и тонкодисперсных суспензий.
В схемах первичной очистки на ряде заводов используют гори-
зонтальные отстойные центрифуги непрерыв-
ного действия НОГШ-3 2 5. Основным узлом центрифуги
является ротор 4 (рис. 14-4), имеющий форму усеченного конуса,
расположенный горизонтально в корпусе 3. Внутри ротора нахо-
дится шнек 2, который предназначен для транспортировки твердого
осадка к отверстиям' для выгрузки 1. Масло на очистку подается
по питающей трубе 5, а затем через окна 8 выбрасывается во
внутреннюю полость ротора. Под действием центробежной силы
твердый осадок осаждается на стенках ротора, транспортируется
389
Рис. 14-4. Технологическая схема
работы центрифуги НОГШ-325
Рис. 14-5. Схема работы барабана
сепаратора
шнеком к разгрузочным отверстиям / в узкой части ротора и со-
бирается в приемном отсеке 9. Очищенное масло направляется к ос-
нованию конуса и через сливные окна 6 выбрасывается в приемный
отсек 7. Процесс отделения твердого осадка, выгрузка, слив масла
происходят непрерывно.
Шнек вращается в одну сторону с ротором с отставанием от час-
тоты вращения ротора примерно на 1%. Это создает условия для
принудительного перемещения осадка вдоль внутренней поверх-
ности барабана ротора.
Производительность центрифуг — 2,0 т/ч.
Шнековые отстойные центрифуги находят применение при очи-
стке масла у нас в стране и за рубежом. Их недостатком являет-
ся высокий расход электроэнергии на перемещение осадка, замет-
ное его измельчение и наличие контакта масла с воздухом.
Кроме центрифуги НОГШ в масло-жировой промышленности
используются жидкостные сепараторы. Схема работы барабана се-
паратора показана на рис. 14-5. Барабан представляет собой верти-
кальный конический ротор, на котором набрано определенное ко-
личество тарелок.
При разделении суспензий более легкая фракция удаляется из
барабана, а тяжелая (осадок) может либо накапливаться в бараба-
не и периодически выгружаться (рис. 14-5,6), либо выводиться не-
прерывно. Если сепарированию подвергается система, состоящая
из двух жидкостей, то обе фракции после сепарации непрерывными
потоками выводятся из барабана (рис. 14-5,а). В таких сепарато-
рах тарелки имеют по окружности несколько отверстий, совпадаю-
щих при сборке.
Это позволяет равномерно распределять разделяемую жидкость
по всем межтарелочным пространствам и обеспечивает более эф-
фективную работу тарелок.
39р
Для первичной очистки ма-
сел используют сепараторы
А1-МСИ и А1-МСП.
Сепаратор А1-МСП
относится к машинам полуза-
крытого тарельчатого типа с
центробежной пульсирующей
выгрузкой осадка (рис. 14-6).
Основным рабочим органом
сепаратора является барабан
2, закрепленный на коничес-
кой части вертикального вала
5. Барабан представляет собой
пакет тарелок с держателем.
Наружные и внутренние ребра
тарелкодержателя образуют
каналы для подвода сепариру-
емой и отвода осветленной
жидкости. В барабане имеется
также механизм разгрузки
твердого осадка. Приемно-вы-
водное устройство 3 состоит
из патрубков для подвода мас-
ла в барабан и вывода из него.
Подлежащая обработке су-
спензия масло — примеси через
\
Рис. 14-6. Сепаратор А1-МСП
патрубок 4 поступает в барабан машины, где под действием центро-
бежной силы взвешенные частицы, обладающие большей плот-
ностью по сравнению с жидкой фазой, отбрасываются в шламовое
пространство 1. Жидкая фракция движется вдоль образующей ба-
рабана и поступает в напорную камеру, откуда под давлением не-
прерывно выводится. Выброс накопившегося осадка производится
механизмом разгрузки барабана после прекращения подачи в ба-
рабан масла. Периодичность разгрузки барабана от осадка зависит
от степени загрязненности исходного продукта механическими при-
месями и производительности сепаратора.
Температура сепарирования 60—70° С. Содержание нежиро-
вых примесей (в %): до очистки — не более 0,5, после очистки — не
более 0,05.
Для очистки жиров и масел используются сепараторы А1-МСИ,
А1-МСП и А1-МСЛ отечественного производства и сепараторы
фирм ГДР, «Лурги» (ФРГ) и «Альфа-Лаваль» (Швеция).
Технологические схемы первичной очистки растительных масел.
В схемах первичной очистки растительных масел применяются раз-
личные комбинации аппаратов и машин, позволяющие удалять
как грубо-, так и тонкодисперсные примеси. Для очистки прес-
совых масел могут быть использованы следующие технологические
схемы:
391
Рис. 14-7. Технологическая схема
очистки масла двойная гущеловушка—
фильтрация на фильтр-прессах
Рис. 14-8. Технологическая схема
очистки масла двойная, гущеловушка-
центрифуга НОГШ — сепаратор
двойная гущеловушка — фильтрация на фильтр-прессах (двух-
ступенчатая) ;
двойная гущеловушка — центрифуга	НОГШ — сепараторы
(трехступенчатая);
двойная гущеловушка (вибрационный гущеотделитель) — диско-
вый механизированный фильтр ФГДС (двухступенчатая).
Технологическая схема очистки масла с при-
менением фильтр-прессов представлена на рис. 14-7.
Масло, отжатое на прессах, подается в гущеловушку 1 для пред-
варительной очистки от крупных взвешенных частиц. Очищенное
масло поступает в промежуточный бак 2, откуда насосом 3 подает-
ся на фильтрацию на фильтр-прессы 4. Отфильтрованное масло со-
бирается в баке 6. Первые мутные порции стекают в емкость 5, от-
куда направляются на повторную фильтрацию. Примеси из гуще-
ловушки и фильтр-прессовый осадок поступают в шнек 7, а затем в
чаны жаровен прессовых агрегатов.
Эта схема имеет ряд недостатков: применение ручного труда при
зачистке фильтр-прессов, большая занимаемая площадь, низкая
производительность и т. д.
Технологическая схема очистки масла с при-
менением центрифуги НОГШ и се п а р а т о р о в при-
ведена на рис. 14-8.
Масло подается в гущеловушку 1 для предварительной очистки
от крупных взвешенных частиц, откуда поступает в промежуточную
емкость 2 и затем насосом 3 подается на центрифугу НОГШ 4. Очи-
щенное масло стекдет в бак 6 и насосом 3 подается на сепаратор 5
для очистки от тонкодисперсных примесей. Отделившийся твердый
осадок из гущеловушки 1, осадок с центрифуги НОГШ 4 и шлам из
сепаратора 5 поступают в шнек 7 и направляются в чаны жаровен
прессовых агрегатов.
Технологическая схема очистки масла с при-
менением фильтров ФГДС представлена на рис. 14-9.
392
Рис. 14-9. Технологическая схема очистки масла гущеловушка—дисковый
механизированный фильтр ФГДС
В этой схеме могут быть установлены либо двойная гущеловушка,
либо вибрационный гущеотделитель.
Масло, отжатое на прессах, поступает в вибрационный гущеот-
делитель 1 для предварительного отделения крупных взвешенных
частиц. Очищенное масло сливается в бак 2 и насосом 3 подается
на фильтры ФГДС 4. Их в схеме устанавливается несколько в за-
висимости от количества очищаемого масла. Отфильтрованное мас-
ло сливается в бак 5 и передается на дальнейшую очистку. При
подъеме давления на фильтре выше 0,12 МПа поступление свежего
масла прекращают, сливают масло, оставФгеся в фильтре, в бак 2,
включают электродвигатель и сбрасывают осадок с дисков в ниж-
нюю часть фильтра, откуда он поступает в шнек 6 и далее вместе с
отделившимися примесями из гущеотделителя передается в чаны
жаровен.
Описанные типовые схемы очистки применимы ко всем маслам,
вырабатываемым в Советском Союзе. Однако они еще несовершен-
ны, так как содержание нежировых примесей в очищенном масле
достаточно высоко. Поэтому необходима дальнейшая разработка
более прогрессивных приемов и методов очистки.
Глава 15. КОМПЛЕКСНАЯ ОЧИСТКА РАСТИТЕЛЬНЫХ
МАСЕЛ И ПРОИЗВОДСТВО ФОСФАТИДНОГО КОНЦЕНТРАТА
§ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В процессе извлечения масла создаются условия, способствую-
щие переходу в него сопутствующих веществ, определяющих в даль-
нейшем выбор режимов, аппаратуры и схемы очистки масла в за-
висимости от дальнейшего его назначения. К таким веществам от-
носятся фосфатиды, воски, свободные жирные кислоты, пигменты и
т. п. Эти вещества присутствуют в масле в небольших количествах,
но некоторые из них оказывают существенное влияние на его ка-
чество и технологические свойства. Такие вещества, как фосфати-
393
ды, стеролы, токоферолы и другие, повышают физиологическую цен-
ность масла, а свободные жирные кислоты, воски, некоторые пиг-
менты (госсипол) и пр., наоборот, снижают его качество. Однако
присутствие фосфатидов ухудшает технологические свойства ма-
сел, что выражается в затруднениях на последующих этапах их
переработки: рафинации, гидрогенизации и т. д.
Снижение температуры масла после извлечения и присутствие
некоторого количества влаги обусловливает протекание сложных
физико-химических процессов, приводящих к выделению части со-
путствующих веществ в виде тонкодисперсных частиц.
Так, например, чем ниже температура и выше влажность масла,
тем быстрее и полнее происходит набухание и укрупнение фосфа-
тидов, которые частично выпадают в осадок. Снижение темпера-
туры масел ведет также к кристаллизации восков. Все это приво-
дит при хранении масел к образованию объемных отстоев в
баках—масличногофуза, используемого только для технических це-
лей, к потерям фосфатидов как биологически ценных веществ пи-
щевого назначения, к значительным затратам труда при зачистке
баковых емкостей. Поэтому стоит задача организации получения
фосфатидного концентрата как самостоятельного продукта непо-
средственно после извлечения масла, не допуская его длительного
хранения. Фосфатидные концентраты могут использоваться для по-
вышения пищевой ценности таких продуктов питания, как хлебобу-
лочные, кондитерские изделия, маргарины и т. д.
Препараты, применяемые для стимулирования роста и развития
растений, для борьбы с их вредителями и болезнями, и продукты их
превращения также обнаруживают в растительных маслах. Неко-
торое количество канцерогенных веществ накапливается в семенах
при сушке дымовыми газами и при сильном самосогревании. Стан-
дартами и нормами введены ограничения на содержание этих ве-
ществ в пищевйх продуктах, в том числе и в пищевых жирах.
Разнообразие сопутствующих веществ и примесей, разнохарак-
терность химического состава и свойств обусловливают многообра-
зие процессов их удаления. При этом должен осуществляться прин-
цип комплексного использования масличного сырья с постадийным
выведением сопутствующих веществ в виде отдельных товарных
продуктов.
' Рафинация объединяет ряд приемов, предназначенных для уда-
ления из масла отдельных групп сопутствующих веществ. Так, гид-
ратация служит для выделения из масла фосфатидов, нейтрализа-
ция— для удаления свободных жирных кислот, а из хлопкового
масла — и госсипола, адсорбционная очистка (отбелка) — для уда-
ления красящих веществ, дезодорация — для удаления ароматиче-
ских и вкусовых веществ. В связи с попаданием в масло ядохими-
катов появилась новая задача: обеспечить полное удаление этих
веществ из масел или довести их содержание до безопасных вели-
чин, что может быть достигнуто только дезодорацией (А. С. Серге-
ев, 1974). Поэтому на маслозаводах необходимо получение не толь-
ко рафинированного, но и дезодорированного масла.
~394
В зависимости от глубины очистки и целевого назначения рас-
тительные масла подразделяются на следующие виды:
нерафинированные — очищенные от механических взвешенных
примесей;
гидратированные, из которых выведены фосфатиды;
рафинированные, из которых выведены фосфатиды, свободные
жирные кислоты, красящие вещества;
рафинированные дезодорированные — рафинированные масла,
из которых выведены ароматические и вкусовые вещества, а также
пестициды и канцерогенные вещества.
Качественные показатели масел, определяющие их сортность?
устанавливаются стандартами и техническими условиями, в кото-
рых приводятся физико-химические и органолептические показа-
тели.
§ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ ФОСФАТИДОВ
Содержание сопутствующих веществ, в том числе и фосфатидов, в расти-
тельных маслах колеблется в значительных пределах и зависит от их вида,
а также от способа и режима их получения, что видно из табл. 15-1
(А. Н. Иванова, 1969).
Таблица 15-1
Масло	Содержание фосфатидов в маслах, %		
	форпрессовом	экспеллерном	экстракционном
Подсолнечное Хлопковое Соевое Льняное	0,20—0,80 0,50—1,60 1,10—2,10 0,19—0,46	0,60—1,20 1,40—1,90 2,70—3,40 0,64—0,87	0,80—1,40 2,00—2,50 3,90—4,50 0,80—1,62
С физиологической точки зрения крайне желательно употреблять в пищу
масла максимальным содержанием фосфатидов. Практически же осуществить
это не удается, так как фосфатиды, легко растворяющиеся в маслах при темпе-
ратурах их получения, в дальнейшем при охлаждении самопроизвольно из
них выделяются. Образовавшиеся осадки быстро портятся за счет протекания
интенсивных окислительных, ферментативных и гидролитических процессов.
Особенно важно немедленно извлекать фосфатиды из идущего на хранение
хлопкового масла, так как иначе может происходить дальнейшее взаимодей-
ствие их с госсиполом с образованием интенсивно окрашенных госсифосфатидов,
которые затем трудно выводятся из масла.
Наиболее распространенным методом извлечения фосфатидов из масел яв-
ляется гидратация. Этот процесс объединяет методы обработки масел водой или
сильно разбавленными водными растворами щелочей, солей и кислот. В завод-
ской практике применяют разнообразные режимы, отличающиеся друг от друга
по количеству гидратирующего агента, его составу и т. п. Чаще всего для гид-
ратации используют воду.
В основе гидратации фосфатидов лежат сложные физико-химические пре-
вращения их под воздействием воды. Механизм взаимодействия фосфатидов
с водой, например фосфатидилхолина (лецитина), можно представить по следу-
ющей схеме:
395
CHjOCORi CHOCORs Cl'LOP^	-О- ''OC1I2CH2 I	CH2OCORt +2НХ+О1Г—>CHOCOR2 1	он CH,OP^-OH	1 N<CH3)3	^OCH2CH2N(CH3)3 II CH2OCOR1 CHOCORo
XOCH2CH2N(CM3)3 .
HI
Фосфатидилхолин представляет собой молекулу дифпльного характера, об-
ладающую мощной липофильной частью, состоящей из двух жирпокислотных
радикалов, и гидрофильной, представленной фосфорно-холино-глицериновым и
сложноэфирным остатком. Солевпдная форма (внутренняя соль — /) нераство-
рима в воде, так как гидрофильно-липофильный баланс молекулы явно сдвинут
в сторону липофильности. Эта форма, присоединяя молекулу воды, превращает-
ся в гидратированную форму (11), при этом резко возрастает полярность моле-
кулы, в результате чего снижается ее растворимость в масле, наступает коагу-
ляция и осаждение (гидрофильно-липофильный баланс сдвинут в сторону гид-
рофильности). При этом считают, что в присутствии воды возможно образование
цвиттерионной формы (111), которая также нерастворима в масле.
Количество воды, необходимое для такого химического взаимодействия,
определяется долями процента к общему содержанию фосфатидов. Одиако
в масле воды содержится всегда значительно больше, чем требуется для хими-
ческой реакции, ио полной коагуляции фосфатидов ие происходит. Это указыва-
ет на то, что существует прочная связь молекул фосфатидов с маслом.
Результаты проведенных исследований на кафедре технологии жиров КПП
(Н. С. Арутюнян, 1974) позволили уточнить и дополнить теорию гидратации
фосфатидов.
Наиболее вероятное строение фосфатидов соответствует вытянутой струк-
туре, где на противоположных концах молекулы находятся гидрофильная и ли-
пофильная части (Фрей-Висслинг, 1968). Исходя из структуры и строения моле-
кул фосфатидов, масло можно представить как многокомпонентную систему,
в которой различные группы фосфолипидов находятся в следующем виде:
1) в молекулярно-растворенном состоянии. К таким фосфатидам относятся
сложные соединения фосфатидных кислот с алифатическими спиртами и стиро-
лами, полифосфатидные кислоты и т. п. Эти соединения устойчивы, ие реагируют
с водой и даже со щелочами, и после рафинации остаются в масле. Это объяс-
няется тем, что у этих соединений гидрофильно-липофильный баланс сдвинут
в сторону липофильности, что и объясняет их хорошую растворимость в масле.
Такие фосфатиды обычными приемами из масла не удаляются и относятся к
группе так называемых негидратируемых фосфатидов;
2) в виде ассоциированных молекул в сухом масле. Эти образования могут
быть в результате:
а)	ассоциации за счет сил взаимодействия гидрофильных групп молекул.
В неполярном растворителе (масло) молекулы фосфатидов, обладая дифильным
характером, ориентируются друг к другу своими гидрофильными группами, об-
разуя ассоциаты, наружную оболочку которых составляют радикалы жирных
кислот, сольватированные глицеридами (рис. 15-1, а). Это способствует стабиль-
ности образовавшихся ассоциатов в масле. Силы гидрофильных взаимодействий
невелики, но за счет ассоциации многих молекул фосфатидов полученные обра-
зования стабильны и удерживаются в масле. Образовывать такие ассоциаты
могут все группы фосфатидов;
396
а	ff
б)	ассоциации за счет гидрофиль-
ных групп молекул фосфатидов, между
которыми возникают водородные связи.
Эти группы образуют гидрофильное яд-
ро, а гидрофобные части молекул (жир-
нокислотиые радикалы) — наружную
оболочку. Энергия водородных связей
значительно выше слабых гидрофильных
взаимодействий, поэтому устойчивость
таких ассоциатов в масле к внешним
воздействиям гораздо выше. Такне
структуры образуют в основном фосфа-
тидные кислоты и лизопроизводные
фосфатидов, т. е. соединения, относя-
щиеся к группе негидратируемых фос-
фатидов.
Приняв за основу такую структуру
системы масло — фосфатиды, можно
описать их характер взаимодействия с
водой при гидратации.
В присутствии воды в масле молекулы фосфатидов, обладая большей гид-
рофильностью, чем глицериды, диффундируют к поверхности капель воды, по-
степенно насыщая ее. При этом гидрофильные части ориентируются к, воде,
а углеводородные радикалы жирных кислот (гидрофобные) — к маслу, образуя
на поверхности капли воды липидный слой (рис. 15-1,6). При этом снижается
межфазная энергия настолько, что возможно диспергирование воды. Это наблю-
дается в том случае, если воды в масле мало. В таких структурах обычно
участвуют фосфатидилхолины и другие фосфатиды с ярко выраженной поверх-
ностной активностью. Если воды в масле достаточное количество, то образуются
смешанные мономолекулярные слои гидратированных фосфатидов и глицеридов.
Свободная энергия в такой системе достаточно высока и достигает максимума
при соотношении глицериду — фосфатиды 30 :70. При этом система агрегатив-
но неустойчива. Снижение свободной энергии осуществляется за счет коагуля-
ции частиц, и вся система разделяется на две фазы: масло и фосфатидная
эмульсия. Этот механизм не исключает и протекания химической реакции меж-
ду водой и фосфатидами.
Такой характер взаимодействия фосфатидов с водой прежде всего харак-
терен для тех форм, которые образуют в масле ассоциаты за счет гидрофильных
взаимодействий. В меньшей мере это наблюдается для ассоциатов, построенных
за счет водородных связей между полярными частями молекул фосфатидов.
Таким образом, система масло — фосфатиды находится в динамическом равно-
весии до тех пор, пока внешние факторы — воздействие гидратирующего агента,
pH среды, тепла и т. д. — не приведут к нарушению этого равновесия.
В зависимости от pH гидратирующего агента изменяется состав и количест-
во удаляемых из масел фосфатидов и других гидрофильных веществ. Примене-
ние же для гидратации буферных растворов, т. е. растворов электролитов, спо-
собных поддерживать неизменной оптимальную величину pH среды, способству-
ет более полному прохождению реакции в ней, а следовательно, и более
глубокой очистке масла.
М. А. Камышан, С. И. Данильчук и др. (1974) разработали способ очистки
растительных и животных жиров с помощью буферных растворов. Определены
оптимальные технологические режимы очистки жиров предложенным способом,
выявлен высокий ее эффект. Установлено, что при очистке подсолнечного масла
цитратио-фосфатным буферным раствором температура гидратации должна
быть 55—60° С, время контактирования 10—15 мин, pH раствора 7,75. При про-
изводственных испытаниях способа было получено гидратированное подсолнеч-
ное масло высшего сорта по содержанию фосфатидов.
В процессе гидратации и извлечении фосфатидов из масла наблюдается
улучшение его качества, а именно:
снижается кислотное число на 0,1—0,3 мг КОН благодаря извлечению фос-
фатидов, обладающих кислыми свойствами и титруемых щелочью при определе-
УглрМоравный.'	Глицериновый ианино-
раВикал	содержащий остаток
Рис. 15-1. Состояние фосфатидов в
масле:
й — ассоциация молекул фосфатидов в ре-
зультате гидрофильных взаимодействий;
б — ассоциация молекул на капле воды
397
нии кислотного числа. Кроме того, предполагается адсорбция части жирных
кислот иа хлопьях фосфатидной эмульсии;
улучшается цветность масла в результате сорбции части пигментов и выве-
дения меланофосфатидов;
извлекаются другие гидрофильные соединения (белки, углеводы);
удаляются оставшиеся после первичной очистки частицы твердой фазы.
Установлено, что количество воды, необходимое для гидратации, зависит от
природы масла и содержания в нем фосфатидов (А. А. Шмидт, 1960). В каждом
отдельном случае оно определяется в лаборатории методом пробной гидрата-
ции. В общем можно считать, что количество воды на гидратацию составляет от
0,5 до 6%. Для подсолнечного масла оно колеблется от 0,5 до 3%, для черного,
•ииПедвйЯил эээПойп ен эинвица эоннэягээТпЛэ лэваневяо вдави вйХхвйэпиэх
•вдави нээви ю oV g хо эахээьндоя а
%0‘l otf g‘o -ю иаипвйхнэпиоя ndoaxaed эннггоа ээ хетХвчдопэи идоэ ионнэйвя
-on иэинэнэиийп a иипвгвй^ил ndjj -<yog off — охоаэоэ вдД ‘%g oV-—охоаохиодх
Так, при низкой температуре нз-за высокой вязкости масла затруднено разделе-
ние фаз. Высокая температура приводит к подавлению гидратации, пептизации
дисперсной фазы и повторному растворению ее в масле. Оптимальные темпера-
турные режимы для подсолнечного и арахисового масла составляют 45—50° С.
для соевого — 65—70° С.
Так как механизм гидратации фосфатидов в значительной мере определяет-
ся поверхностными явлениями и протекает на поверхности капли воды, требует-
ся достаточно высокая степень ее диспергирования, что обычно достигается
перемешиванием. Перемешивание не должно быть слишком интенсивным, так
как это может привести к разрушению образовавшихся хлопьев фосфатидов
вплоть до образования стойких эмульсий.
Свежеполученные масла гидратируются лучше, чем хранившиеся. Фосфати-
ды в масле из здоровых семян гидратируются лучше, чем в масле, полученном
из дефектных семян. Масло из свежеубранных семян гидратируется хуже, чем
полученное из семян, прошедших послеуборочное дозревание.
§ 3. ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ГИДРАТАЦИИ ФОСФАТИДОВ
Процесс гидратации слагается из следующих основных этапов:
смешивание масла с дозированным количеством воды;
экспозиция смеси масло — вода для формирования хлопьев фос-
фатидов, что необходимо, так как коагуляция их протекает во вре-
мени;
разделение фаз фосфатидная эмульсия — масло.
Затем гидратированное масло подвергают сушке в случае от-
грузки его потребителю. Если же масло поступает дальше на рафи-
нацию, то сушку не производят. Для получения фосфатидных кон-
центратов фосфатидную эмульсию также подвергают сушке.
Существующие промышленные схемы гидратации в основном
различаются стадией разделения фаз. В периодических схемах
обычно это отстаивание, в непрерывных — отстаивание в отстойни-
ке непрерывного действия или разделение в центробежном поле
(в сепараторах).
Гидратация с разделением фаз отстаиванием в аппаратах пе-
риодического действия. Этот метод используется при гидратации
небольших количеств масла и осуществляется обычно в аппаратах
для нейтрализации жиров периодическим способом.
Нейтрализатор-гидрататор (рис. 15-2) представляет собой вер-
тикальный аппарат цилиндрической формы с коническим днищем
и плоской крышкой. Аппарат имеет паровую рубашку 5 или зме-
398
евик для пара и механическую
мешалку 4 с частотой враще-
ния 25—120 об/мин. Гидрататор
снабжен улиткообразными
вращающимися распылителя-
ми и кольцом с воронками-ду-
шами для подачи воды или со-
левого раствора 3. В конусе
аппарата имеется патрубок
для спуска осадка, а внутри
аппарата внизу цилиндричес-
кой части установлена шар-
нирная труба 1 для откачки
отделившегося масла. Гидра-
татор снабжен термометром 2.
Типовые аппараты выпускают-
ся вместимостью от 5 до 20 т.
Для полноты извлечения
фосфатидов из масла большое
значение имеет характер сме-
шивания масла с водой. Для
интенсификации этого процес-
са часто используют струйные
смесители эжекционного типа
или струйные реакторы-турбу-
лизато! ы. Струйный смеси-
Рис. 15-2. Нейтрализатор-гидрататор
тель эжекционного типа пока-
зан на рис. 15-3. Под давлени-
ем 0,2—0,25 МПа гид рати руе-
мое масло поступает через патрубок 1 в сопло 5. Диспергирование
конденсата в масле происходит в диффузоре 3 и насадке 4. Коли-
чество конденсата, необходимое для гидратации фосфатидов, регу-
лируют при помощи игольчатого клапана 2.
При гидратации масла с разделением фаз отстаиванием в аппа-
ратах периодического действия нерафинированное масло с автома-
тических весов через теплообменник и ротаметр подается в эжек-
ционный смеситель, куда поступает подогретая в теплообменнике
вода. Увлажненное масло из смесителя направляется в гидрататор,
где при медленном вращении мешалки происходит коагуляция и
формирование хлопьев увлажненных фосфатидов. После заполне-
ния гидрататора содержимое продолжают перемешивать до обра-
зования хорошо сформированных хлопьев фосфатидов, легко отде-
ляющихся от масла, после чего останавливают мешалку и отстаи-
вают масло в течение 1 — 2 ч.
Отделившееся масло сливают через шарнирную трубу и переда-
ют на дальнейшую обработку, а фосфатидную эмульсию направля-
ют на сушку и расфасовку.
Производительность гидрататора определяется заданным тех-
399
Рис. 15-3. Смеситель эжекционного типа
нологическим режимом, его длительностью и вместимостью приме-
няемых аппаратов.
Гидратация с разделением фаз в отстойниках непрерывного
действия. Для коагуляции и формирования хлопьев фосфатидов в
схеме устанавливается коагулятор, имеющий рамную мешалку с
частотой вращения 10 об/мин. Его объем должен обеспечивать по-
лучасовое пребывание масла в аппарате.
Основным аппаратом в схеме является отстойник непре-
рывного действия (рис. 15-4,а), представляющий собой вер-
тикальный цилиндрический аппарат 2 с коническим днищем 1 и
крышкой 3. Внутри расположен пакет конических тарелок 6, кото-
рые образуют ряд разделительных камер. Каждая камера работает
как самостоятельный отстойник.
На рис. 15-4,6 показана схема работы разделительной камеры.
Она состоит из центральной распределительной трубы 3 и наруж-
ной трубы 5. К этой трубе приварены конусные тарелки: одна с
кольцевым бортом 1, другая без борта 2. Из центральной распреде-
лительной трубы 3 суспензия поступает через окна 7 в полость а,
огибает тарелки 1 и попадает в кольцевую полость б через отвер-
стия 6. Каждая камера имеет вертикальную трубку 4. Собран-
ный пакет устанавливается внутри аппарата, при этом труб-
ки 4 образуют каналы, каждый из которых сообщается с кольцевым
пространством той или иной камеры.
Производительность отстойника — 75 т/сут, количество камер —
12 шт., общая площадь поверхности тарелок — 63 м2. Габаритные
размеры (мм): высота — 7900, ширина — 2930.
Во время работы аппарат полностью заполняется маслом. Сус-
пензия непрерывно подается через штуцер 5 (рис. 15-4,а) и окна в
полость между тарелками. При движении суспензии по тарелкам
фосфатидная эмульсия оседает, агрегируется в более крупные ча-
стицы и сползает в конусную часть аппарата, откуда выводится че-
рез штуцер 7. Масло, пройдя между тарелками, отводится при по-
мощи трубок 4.
400
Рис. 15-4. Отстойник непрерывного
действия (а) и схема работы разде-
лительной камеры отстойника непре-
рывного действия (б)
Технологическая схема гидратации с разделе-
нием фаз вотстойнике непрерывного действия
представлена на рис. 15-5.
Нерафинированное масло, взвешенное на автоматических ве-
сах 1, поступает в бак 2 и насосом 3 подается через теплообменник4
и ротаметр в струйный смеситель 7 эжекционного типа. Вода, подо-
гретая в теплообменнике 6, поступает из бака 5 и через расходо-
мер подается в струйный смеситель 7, откуда увлажненное масло
сливается в коагулятор 8, где выдерживается для формирования
хлопьев фосфатидов, которые отделяют в отстойнике непрерывного
действия 9. Гидратированное масло поступает в сборник 10, фосфа-
тидная эмульсия сливается в емкость 11, откуда шестеренным насо-
сом 12 откачивается на дальнейшую обработку.
Гидратация с разделением фаз на сепараторах. Наиболее про-
грессивными являются схемы гидратации фосфатидов с использова-
26—857
401
Рис. 15-5. Технологическая схема гидрата-
ции с разделением фаз в отстойнике не-
прерывного действия:
в — вода; п — пар; к — конденсат
нием для разделения фаз
сепараторов. Схемы извест-
ны в трех вариантах:
1)	отечественная линия
с установкой коагулятора
и эжекционного смесителя;
2)	отечественная сепара-
ционная линия производи-
тельностью до 120 т/сут;
3)	линия производитель-
ностью 100 т/сут фирмы
«Лурги».
Производительность ли-
нии с установкой коагуля-
тора и эжекционного смеси-
теля определяется произво-
дительностью устанавливае-
мого сепаратора. Для этого
могут использоваться полу-
герметические и герметиче-
ские саморазгружающиеся
сепараторы.
Сепарационная линия А 1-ЖРН производительностью
до 100 т/сут может применяться для гидратации подсолнечного,
соевого и кукурузного масел.
Для подогрева масла в схеме устанавливаются пластинчатые
теплообменники с площадью поверхности теплообмена 6 и 22 м2.
Для смешения масла с водой применяется л о п а с т н ы й с м е-
с ит е л ь (рис. 15-6). Аппарат представляет собой цилиндрический
корпус 3 со сферической крышкой и днищем. По центру аппарата
проходит вал 7, на котором неподвижно насажены лопатки 4, боль-
шие 1 и малые 2 диски в такой последовательности: диск большого
диаметра, лопатка, диск малого размера и т. д. В дисках имеются
смещенные отверстия. Нагретое масло под давлением поступает че-
рез патрубок 5, а вода подводится через патрубок 6. Смесь пере-
мешивается и выводится через патрубок 8. Для слива жидкости
из аппарата имеется патрубок 9. Производительность аппарата
3,3—6,25 т/ч, частота вращения мешалки — 63 об/мин.
Для сушки масла используется в а к у у м-с у ш и л ь н ы й
аппарат непрерывного действия (рис. 15-7). Он пред-
ставляет собой вертикальную емкость, состоящую из нижнего 1 и
верхнего 3 корпусов. В верхней части расположен блок, состоящий
из трех форсунок 2. Над ним находится жалюзийный каплеотбой-
ник 4. В нижней части корпуса имеются контактные поверхности 5,
состоящие из тарелок и перегородок. В нижнем боковом люке
укреплен поплавковый регулятор уровня 6.
Производительность аппарата —3,5 — 6,25 т/ч, остаточное дав-
ление в аппарате 2,6 — 5,3 кПа, температура сушки масла 85 —
90°С, влажность масла: начальная 0,2%, конечная 0,05%.
402
Технологическая схема гидратации с разделе-
нием фаз на сепараторах в линии А1-ЖРН представ-
лена на рис. 15-8. Нерафинированное масло насосом 1 подается в
пластинчатый теплообменник 2 для подогрева, отсюда насосом 1
оно передается в лопастный смеситель 3, куда также вводится необ-
ходимое количество воды из емкости 8 через ротаметр. Смесь по-
ступает для разделения на сепаратор 4. Гидратированное масло
идет в теплообменник 5 для поддержания необходимой температу-
ры перед сушкой, а затем насосом 1 передается в сушилку 6. Ваку-
ум в аппарате поддерживается пароэжекторным блоком. Высушен-
ное масло насосом 1 откачивается на дальнейшую обработку. Фос-
фатидная эмульсия из сепаратора 4 поступает в бак 7 и насосом 1
передается на обработку.
Сепараторы для разделения фаз используются и в линиях ги-
дратации масла фирмы «Лурги».
26*
403
Рис. 15-8.
Технологиче-
ская схема
гидратации с
разделением
фаз на
сепараторах:
5 — вода; «—пар;
к — конденсат
Важной характеристикой эффективности схемы гидратации яв-
ляется норма отходов и потерь. По существующим нормативам от-
ходы при гидратации подсолнечного и соевого масел Ог (в (% к
нерафинированному маслу) составляют
0г= (1,7:2,0)Ф,
где Ф — содержание фосфатидов в масле, %.
В схеме с использованием для разделения фаз сепараторов при-
нимают коэффициент 1,7; в схеме с использованием отстойника не-
прерывного действия — 2,0.
Выход гидратированного масла (в %) определяют по формуле:
Л1Г = 100 — (1,7>2,0)Ф.
§ 4. ПОЛУЧЕНИЕ ФОСФАТИДНОГО КОНЦЕНТРАТА
Фосфатидная эмульсия, полученная при разделении системы на
сепараторах, имеет следующий состав (в %): фосфатидов—-15 —
30, масла — 10 •— 17, влаги — 55 — 75.
При использовании для разделения фаз отстойников непрерыв-
ного действия получается фосфатидная эмульсия с меньшим содер-
жанием влаги, но с большим количеством масла.
Для придания фосфатидной эмульсии товарного вида и обеспе-
чения сохранности ее подвергают тепловой сушке. Качество полу-
чаемого фосфатидного концентрата в большой степени зависит от
соблюдения технологии его получения. При высушивании не сле-
дует допускать перегрева, так как это может привести к ухудшению
цвета, вкуса и запаха готового продукта, а поэтому сушку произво-
дят под вакуумом. Стремятся получить влажность готового фосфа-
тидного концентрата менее 1%, так как при такой влажности ему
свойственна лучшая текучесть. С удаляемой влагой частично отго-
няются жирные кислоты и одорирующие вещества, что обеспечива-
ет улучшение вкуса и запаха концентрата.
Чтобы не допустить заметного изменения в составе и качестве
фосфатидного концентрата, сушку фосфатидной эмульсии ведут
404
кратковременно при
температуре 80—90° С
и вакууме. Для этой
цели лучшей является
сушка в пленке с ис-
пользованием непре-
рывно действующих
горизонтально - пленоч-
ных аппаратов, кото-
рые изготовляются
двух типов: конические
и цилиндрические.
В первом случае
конические корпус п
ротор дают возмож-
ность менять зазор ме-
жду ними, т. е. менять
толщину пленки фос-
фатидной эмульсии в
зависимости от влаж-
ности исходного про-
дукта и производитель-
ности аппарата. Во
втором случае корпус
и ротор имеют цилин-
дрическую форму, тол-
щина пленки постоян-
на. Корпус имеет неко-
торый наклон в сторо-
ну входа фосфатидной
эмульсии, что увеличи-
вает продолжитель-
ность пребывания вы-
сушиваемого материа-
ла в аппарате и дает
более полное исполь-
зование поверхности
нагрева.
Принцип работы
аппаратов обоих типов
одинаков.
На рис. 15-9 приве-
дена ротационно-
пленочная су-
шилка цилиндри-
ческого типа.
Сушка фосфатидной
эмульсии осуществля-
ется следующим обра-
Рис* 15-9. Ротационно-пленочная сушилка
405
Рис. 15-10. Полная схема гидратации с получением фосфатидного концентрата:
е — вода; п — пар; к — конденсат
зом. Эмульсия в аппарат поступает через патрубок 1. Внутри не-
го вращается ротор 2, делающий 370 об/мин и представляющий
собой полый барабан звездообразного сечения. На нем жестко
закреплено шесть радиально расположенных лопастей. Фосфатид-
ная эмульсия распределяется ротором слоем, толщина которого
равна зазору между лопастями и внутренней обогреваемой поверх-
ностью аппарата (1 мм), и быстро транспортируется вдоль аппа-
рата. Площадь поверхности нагрева сушилки 2,5 м2. Высушенный
фосфатидный концентрат выводится через патрубок 6. Образую-
щиеся во время сушки водяные пары проходят через отбойник 5 в
сепарационную камеру 4, в которой отделяются увлеченные паром
мельчайшие капельки фосфатидного концентрата. Пары выводятся
через патрубок 3 в вакуумную систему, остаточное давление в ап-
парате 2,5 кПа.
Увеличение времени пребывания осадка в сушильном аппарате
или повышение температуры сушки приводит к потемнению про-
дукта.
Вакуум в аппарате создается с помощью пароэжекторного
блока.
За период сушки влажность продукта снижается с 50—60% до
1%. Производительность аппарата цилиндрического типа по влаж-
ному продукту 70 — 80 кг/ч. Аппарат конического типа имеет пло-
щадь поверхности нагрева 4,5 м2 и производительность по влажно-
му продукту до 350 кг/ч при снижении влажности продукта с 50
до 1%.
Схема гидратации с получением фосфатидного
концентрата представлена на рис. 15-10.
Нерафинированное масло после взвешивания на весах 1 посту-
пает в бак 2, откуда насосом 3 через теплообменник 4 и ротаметр
подается в смеситель эжекционного типа 7, где смешивается с кон-
406
денсатом. Конденсат, полученный в конденсаторе 6, поступает в
бак 5, откуда через ротаметр — в эжекционный смеситель 7.
Увлажненное масло из смесителя 7 направляется в коагулятор
8, где происходит коагуляция и формирование фосфатидной эмуль-
сии, отделение которой производится на сепараторе 10. Из сепара-
тора масло собирается в баке 15, первые мутные порции отводятся
в бак 9, из этого бака масло насосом 3 подается либо вновь на ги-
дратацию, либо опять на сепарирование. Для разделения фаз в этой
схеме может использоваться также тарельчатый отстойник.
Гидратированное масло из бака 15 насосом 3 через теплообмен-
ник 4 подается в вакуум-сушильный аппарат 16. Вакуум в этом ап-
парате создается при помощи пароэжекторного блока.
Высушенное масло насосом 3 непрерывно откачивается из аппа-
рата, охлаждается в холодильнике 17 и собирается в баке 18.
Фосфатидная эмульсия из сепаратора 10 самотеком поступает в
бак 11 с мешалкой и насосом-дозатором 3 подается в горизонталь-
ный ротационно-пленочный аппарат 12 на сушку. Высушенный фос-
фатидный концентрат сливается в форлагу 13, а затем в сборник 14
и направляется на расфасовку.
При гидратации подсолнечного масла высшего и I сортов полу-
чают пищевой фосфатидный концентрат, а при гидратации масла
II сорта — кормовой.
§ 5. СХЕМА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
Растительные масла, направляемые в торговую сеть в расфасо-
ванном виде в бутылках или в полимерной таре, должны быть со-
вершенно прозрачными. Для получения такого масла, не содержа-
щего воскоподобных веществ, используют метод низкотемператур-
ного фракционирования, или так называемого «вымораживания»
(винтеризации). Этому процессу подвергают гидратированные вы-
сушенные или рафинированные масла. Сущность его заключается
в медленном охлаждении масла при слабом перемешивании так,
чтобы образовались крупные кристаллы воскоподобных веществ.
Полнота отделения их зависит от температурного режима и экспо-
зиции. Установлено, что наилучший эффект удаления воскоподоб-
ных веществ из гидратированных масел достигается при темпера-
туре 10 — 12° С и экспозиции в течение 4 — 6 ч.
«Вымороженное» масло представляет собой концентрированную
суспензию, по размерам частиц — это полидисперсная система.
Сложность ее разделения заключается в том, что при низких темпе-
ратурах значительно возрастает вязкость масла, а воскоподобные
вещества в виде мазеобразного осадка покрывают поверхность
фильтрации и вызывают закупоривание пор, что значительно сни-
жает скорость фильтрации.
В производственных условиях этот процесс осуществляется на
периодически действующих фильтр-прессах. Для повышения ско-
рости фильтрации рекомендуется использовать вспомогательные
фильтрующие средства: асбест, порошки, специальные виды бумаги
407
Рис. 15-11. Технологическая схема
низкотемпературной очистки масла:
в — вода; р — рассол
и т.п. Чаще всего.применя-
ют кизельгур марки К-700
или перлит в количестве
0,1—0,5% от массы масла.
Эти добавки не придают
маслу постороннего вкуса и
запаха и предотвращают за-
купоривание пор фильтр-
ткани. При фильтрации су-
спензии «вымороженного»
масла на фильтрткани соз-
дается дренажный слой, по-
ры которого достаточны для
прохождения масла, а час-
тицы восков задерживаются.
Технологическая схема
представлена на рис. 15-11.
Нерафинированное масло из бака 1 подается насосом 2 в холо-
дильник 3, где оно охлаждается холодной водой до температуры
20° С, а затем в другом холодильнике 4 «ледяной» водой (темпера-
тура 1—4° С) или рассолом до температуры 10—14° С. Охлаж-
денное масло далее направляется в экспозитор 5, охлаждаемый
рассолом, который представляет собой вертикальный цилиндричес-
кий аппарат колонного типа с крышкой и коническим днищем. От-
ношение высоты цилиндрической части к диаметру аппарата равно
4:1. Аппарат имеет рубашку и рамную мешалку, патрубки для по-
ступления и выхода масла с вымороженным осадком. Подачу масла
регулируют так, чтобы оно находилось в экспозиторе при непрерыв-
ном перемешивании мешалкой с частотой вращения 2 об/мин не
менее 4—6 ч. Из экспозитора масло насосом 2 подается в подогре-
ватель 9, в котором нагревается теплой водой до температуры
16 — 18° С для агрегации тонкодисперсных примесей в более круп-
ные образования и для снижения вязкости масла.
Для фильтрации используют рамные фильтр-прессы с закрытым
отводом фильтрата. Подготовку фильтр-пресса к работе осущест-
вляют следующим образом. В смесителе 7 подготавливается суспен-
зия масла с дренажным порошком. Смеситель представляет собой
вертикальный цилиндрический аппарат с мешалкой со сферической
крышкой и коническим днищем. В крышке имеется патрубок для
ввода масла и люк для подачи порошка. Через патрубок в коничес-
ком днище суспензия выводится из аппарата.
В смеситель 7 подается «вымороженное» масло и при перемеши-
вании вводится дренажный материал. Перемешивание продолжа-
ется в течение 10 — 15 мин. Затем полученная суспензия насосом 2
подается на фильтр-пресс 6. Циркуляция продолжается до появле-
ния прозрачного масла на выходе из фильтр-пресса. Далее «вымо-
роженное» масло профильтровывается через нанесенный дренаж-
ный слой и собирается в баке 8. Температура масла должна быть
18 — 20° С, давление при фильтрации не должно превышать 0,15 —
408
0,20 МПа. Первые мутные порции масла возвращаются в смеси-
тель 7 или в бак исходного масла 1. Фильтрованное масло должно
быть прозрачным и не мутнеть при низких положительных темпера-
турах (до 5° С) в течение 24 ч. Масло из бака 8 насосом 2 направ-
ляется на расфасовку, дальнейшую переработку или на отгрузку
по назначению. Осадок, отделенный на фильтр-прессах, передается
на кормовые цели или для выделения воскоподобных веществ.
Производительность схемы 80 т/сут «вымороженного» масла
при установке двух фильтр-прессов.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Белобородов В. В. Основные процессы производства растительных
масел. — М.: Пищевая промышленность, 1966. •— 478 с.
Гавриленко И. В. Оборудование для производства растительных ма-
сел.— М.: Пищевая промышленность, 1972. — 312 с.
Гинзбург А. С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. —
М.: Пищевая промышленность, 1973. — 523 с.
Гинзбург А. С. Технология сушки пищевых продуктов. — М.: Пищевая
промышленность, 1976. — 248 с.
Голдовский А. М. Физико-химические и биохимические основы произ-
водства растительных масел. — М.: Л. Пищепромиздат, 1938. — 269 с.
Голдовский А. М. Теоретические основы производства растительных
масел. — М.; Л., 1958. — 446 с.
Голдовский А. М. Основы учения о состояниях организмов.—Л.: На-
ука, 1977.— 115 с.
Ефимов С. П., Машков Б. М., Дьяченко В. М. Справочник по
заготовкам, хранению и качеству зерна и масличных семян. — М.: Колос,
1977. — 244 с.
Ложечник В. К., Спинов Р. И. Комплексная механизация погрузоч-
но-разгрузочных и транспортно-складских работ в масло-жировой промышлен-
ности. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — 145 с.
. Лыков А. В. Теория сушки. — М.: Энергия, 1968. — 471 с.
Маркман А. Л., Ржехин В. П. Госсипол и его производные. — М.:
Пищевая промышленность, 1965. — 244 с.
Масликов В. А. Технологическое оборудование производства раститель-
ных масел. — М.: Пищевая промышленность, 1974. — 439 с.
Подготовительные процессы переработки масличных семян/[В. В. Бе-
лобородов, Ю. П. Мацук, Б. Н. Кириевский, А. Т. Кузнецов]; под ред. В. В. Бе-
лобородова. — М.: Пищевая промышленность, 1974.—336 с.
Попов С. А., Ш е в р ы г и н П. М. Организация заготовок и хранения
масличных культур. — М.: Колос, 1974.— 174 с.
Руководство по технологии получения и переработки растительных
масел и жиров. — Л.: ВНИИЖ, т. I, кн. 1, 1975. — 725 с.; т. I, кн. 2, 1974.—
591 с.; т. II, 1973, —350 с.
Технология переработки жиров/[Б. Н. Тютюнников, В. П. Науменко,
И. М. Товбин, Г. Г. Фаниев]. — М.: Пищевая промышленность, 1970. — 658 с.
Трисвятский Л. А. Хранение зерна.—М.: Колос, 1975. — 399 с.
Тютюнников Б. Н. Химия жиров. — М.: Пищевая промышленность,
1974.—448 с.
Щербаков В. Г. Биохимия и товароведение масличного сырья. — М.:
Пищевая промышленность, 1979. — 336 с.
Щербаков В. Г. Химия и биохимия переработки масличных семян. —
М.: Пищевая промышленность, 1977. — 162 с.
409
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Активное вентилирование 33
-----в силосе 33
----передвижные установки 35
—— стационарные установки 34
----схемы установок 34
Анабиоз 24
Бензин экстракционный 227
Биоз 24
Биттер-сепаратор 138—140
Бурат 54
Вакуум-сушильный аппарат 403
Вейки аспирационные 132—136
Влагопроводность 91
Влажность:
гигроскопическая 90
критическая 23
равновесная 22, 95
Водоосадитель 233
Водоотделитель:
линии НД-1250 365
— МЭЗ 366
сепаратор 367
Воскоподобные вещества раститель-
ных масел:
свойства 407
содержание в маслах 121
технология выведения 407—409
Гипобиоз 24
Горчицы семена:
жарение 176
разделение рушанки 132
Госсипол:
взаимодействие с белками 179
—	с сахарами 179
изменения при жарении 178—179
—	при дистилляции 316
строение 384
Г ранулирование:
жмыхов 214, 216
шротов 340—343
Гранулятор ДГ 342
— «Орбит-ЗОО» 343
Гущеловушки 385—386
Двойной встряхиватель 138
Дефлегматор 357—360
Дистилляторы 305—308
Дистилляция:
в закрученном потоке 304
в пленке 301
в распыленном состоянии 300
в слое 303
периоды 299
способы 300—304
технологические схемы 304—314
Диффузия:
конвективная 238
молекулярная 236
Диффузия масла, этапы 240
Дробилки:
дисковая ДДМ 159
молотковая 159
Дыхание семяи:
анаэробное '26
аэробное 26-
иитенсивность 26—28
Жарение:
воздействие воды 165
— пара 173
— тепла 169
режимы 164, 191, 192
типы 163
этапы 162, 163
Жаровни:
барабанные 191
чанные 185—189
шнековые 190
Жмых:
обработка перед хранением 319
подготовка к экстракции 247—250
получение 194—220
хранение 346—348
Зеерный цилиндр 198, 200
Измельчение:
жмыхов 156, 158—160
назначение 148
семян 155—158, 160—161
способы 151
ядра семян:
----клещевины 156
---- подсолнечника 155
---- хлопчатника 155
Инактиватор 185
Инактивация ферментов 175, 184
Испарители:
Белтера 332
шнековые 328—332
чанные (тостеры) 324—328
Клещевины семена:
измельчение ядра 156
инактивация мятки 175
обрушивание 142
хранение 38
Колонка аспирационная 136
Кондиционирование по температуре
и влажности:
жмыха 319—320
материала перед экстракцией 247
семян 100—116
шрота 337—341
410
Лопата механическая 44
Лузжистость ядра 120—121
----влияние на состав масла 121
Льна семена:
измельчение 156
инактивация мятки 176
хранение 37
Масла растительные:
примеси механические 382
растворимость 222
сопутствующие вещества 383—384
состав 382—384
способы очистки 385—409
схемы очистки 391—407
Мезабиоз 24
Мезга:
режимы подготовки 191—193
самопропаривание 183
свойства 182—183
типы жарения 163—164
Микрофлора, жизнедеятельность 29
Мисцелла:
изменения при дистилляции 315
очистка 292—296
подогрев 297
хранение 297
Мятка:
агрегирование 168
виды 180
денатурация белковых веществ 171
жарение 185
изменения при жарении 165, 173
набухание 165
самопропаривание 183
свойства 181, 182
структура 181
Оболочки масличных семян и плодов:
методы обрушивания 122, 130
свойства 122—125
состав 120
Обрушивание семян:
назначение 120-—122
методы 122—125, 130—131
семян подсолнечника 126—127
семян хлопчатника 128, 130
Отгонка растворителя:
из мисцеллы 298—315
из шрота 320—333
Отстойник непрерывного действия
401
Очистка масел:
комплексная 393
от восков 383, 407—409
отстаивание 385
от фосфатидов 398—407
первичная 384
технологические схемы 391, 401
фильтрация 386
Очистка от примесей:
воздуха 77—78
масел 382, 383—392
семяи 48—77
Очистка семян от серных примесей;
комбинированная 61
механическим воздействием 73
по аэродинамическим свойствам 56
по размерам и форме 50
Очистка семян от металлических при-
месей 50, 74—77
Пары растворителя и воды:
конденсация 349—356
очистка 333—337
рекуперация 356—364
Подсолнечника семена:
измельчение ядра 155
инактивация мятки 175
обрушивание 123—128
хранение 37
Прессование:
общие представления 200—203
режимы 218
технологические схемы 217—220
Прессы шнековые:
окончательного отжима 217
предварительного отжима 209—213
устройство и работа 197—200
Примеси масличных семян:
классификация 49—50
принципы удаления 50—61
Пурифайер 140
Пылеотделитель инерционный 85
Растворители:
подготовка к экстракции 233—234
потери при экстракции 368—370
регенерация 349
рекуперация 356—364
характеристика 226—232
хранение 234
Регенерация растворителя:
методы 349—350
оборудование 350—355
способы 356
установки 354—357
Рециркуляция мисцеллы 373
Рушанка масличных семян:
состав 125, 128, 131
, способы разделения 132
Семена масличных культур:
особенности хранения 36
очистка от примесей 48—86
послеуборочное дозревание 28
режимы хранения 31
самосогревание 30
свойства 21—23
Семенная масса:
плотность 22
самосортирование 22
сорбционная емкость 22
состав 21
физические свойства 21
411
Семенорушки 126
— бичевая 126
— центробежная 127
Сепараторы:
водоотделители 367
газовые 354
для очистки масел 390, 391
зерноочистительные 61—70
электромагнитные 74—77
Сепарнроваиие рушанки 132—138
Сон семена:
измельчение 156
подготовка к экстракции 250—255
хранение 37
Сушилки:
барабанные 104
пневмогазовые 107
рециркулярные 109
шахтные 102
Сушка:
масла 402
семян 86—114
фосфатидного концентрата 405,406
Сушка масличных семяи:
в «кипящем» слое 112—114
кондуктивная 98
контактная 98
производственная 97
сырьевая 97
теория 92—94
Сушильный агент 98
Теплоемкость семян 95
Теплопроводность семян 23
Тепловлагопрородность семенной мас-
сы 91
Тостеры 324—328
Увлажнение хлопковых семян 115
Ферментная система масличных се-
мян, инактивация 175
Фильтрация:
масла 386—389
мисцеллы 293—297
Фильтры:
для очистки масла 387—388
патронный 294
ротационно-дисковый 295
рукавные 82
ФГДС 387
Фосфатидный концентрат:
получение 404—406
сушка 404—406
технологическая схема получения
406—407
Фосфатиды растительных масел:
гидратация 398—407
свойства 395—398
строение 396
технологические схемы гидратации
398—404
Хлопчатника семена:
измельчение ядра 155
кондиционирование по влажности
115—116
обрушивание 115
очистка 59
хранение 37
Хранение:
жмыхов 346
масличных семян 20—44
мисцелл 297
растворителей 234
шротов 346—348
Хранилища 38, 346
Шелльмашина 142—143
Шелушильно-сепараторный агрегат
140—142
Шелушители для хлопковых семяи
128—130
Шнековые испарители 328—332
Шнековый вал 197, 199
Шротоловушки 334—337
Шроты:
гранулирование 340—343
кондиционирование 337—340
обезвреживание 343—346
обогащение 340—343
отгонка растворителя 320—332
получение 236
состав 317—319
схемы обработки 338—343
хранение 346—348
Центрифуги 389
Циклоны 78, 79
— батарейные 81
Экстракция:
методы 257, 258
способы 258—260, 285
теоретические основы 236, 248
технологические схемы 371—381
Экстракторы:
вертикальный ковшовый Вольмана
270—271
горизонтальный ковшовый «Джа-
нацца» 268—269
горизонтальный корзиночный «Ок-
рим» 271—273
конвейерно-тарельчатый «Фильтрекс»
282—285
конвейерный «Краун» 280—282
ленточно-рамный «Лурги» 267
ленточные МЭЗ, «Де-Смет» 350
ротационно-камерный «Ротоселл»
274—275
роторный «Экстехник» 275—280
шнековый НД-1250 260
Электросепарация рушанки 135
Электросепаратор 136
412
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие........................................................... 3
Введение ............................................................. 5
§ I.	Цели и содержание курса ..................................
§ 2.	Краткий исторический очерк возникновения и развития маслодо-
бывающей промышленности........................................
§ 3.	Развитие техники и технологии производства растительных масел
§ 4.	Основные методы и технологические схемы производства расти-
тельных масел..................................................
Часть I. Хранение, очистка и сушка масличного сырья ....
Глава 1. Хранение масличных семян................................
§ 1.	Общие положения...........................................
§ 2.	Биохимические и технологические основы хранения масличных
семян .	..............................................
§ 3.	Режимы хранения масличных семян...........................
§ 4,	Особенности хранения семян отдельных масличных культур
I здЧ-дХранилища для масличных семян.............................
J ^®)Механизац.ия погрузочных и разгрузочных работ при приемке
V*''семян на предприятиях..........................................
5
6
11
nJ
20
20 -
20
21
31
'36
38
44
Глава 2. Очистка масличных семян от примесей.........................48
§ 1.	Общие положения...............................................48
§ 2.	Основные принципы очистки масличных семян от примесей .	50
§ 3.	Очистка семян от примесей, отличающихся от них по размерам	51
§ 4.	Очистка семян от примесей, отличающихся от них по аэродина-
мическим свойствам...............................................56
§ 5.	Комбинированная очистка семян от примесей.....................61
§ 6.	Очистка семян от примесей механическими воздействиями .	.	73
§ 7.	Очистка семян от металлических (ферромагнитных) примесей	74
§ 8.	Методы очистки воздуха от пыли и пылеотделительные устройства	77
Глава 3. Кондиционирование масличных семян по влажности ...	86
§ 1.	Общие положения ..............................................86
§ 2.	Краткие основы теории сушки капиллярно-пористых коллоид-
ных веществ........................................................88
§ 3.	Значение некоторых физических свойств масличных семян для
процесса сушки............................................. ....	94
§ 4.	Основные виды, способы и технологические режимы сушки мас-
личных семян....................................................f 96
§ 5.	Технология и техника сушки масличных семян...................100
§ 6.	Новые и перспективные методы и режимы сушки масличных семян ' ПО
§ 7.	Увлажнение хлопковых семян.................................116
§ 8.	Изменение физиолого-биохимических свойств семян масличных
культур и качества масла прн сушке.................................И'
Часть II. Подготовительные операции при переработке масличных семян	120
Глава 4. Обрушивание семян и отделение оболочки от ядра . .	.	120
§ 1.	Общие положения..................................120
§ 2.	Свойства оболочек масличных семян	и выбор	метода обрушивания	122
§ 3.	Обрушивание семян................................126
§ 4.	Новые методы обрушивания семян...................130
§ 5.	Сепарирование рушанки............................131
§ 6.	Технологические схемы обрушивания	семян	и	сепарирования
рушанки...........................................143
Глава 5. Измельчение масличных семян, ядра и продуктов их переработки 148
§ 1.	Общие положения..............................................148
§ 2.	Теоретические основы процесса измельчения масличных семян
и ядра..........................................................151
§ 3.	Технология и техника измельчения семян, рушанки, ядра и жмыха 155
Часть III. Приготовление мезги и извлечение масла прессованием .	162
Глава 6. Приготовление мезги.....................................  162
 § 1. Общие положения............................................162
§ 2.	Воздействие воды в процессе приготовления мезги .	.	.	165	,1
§ 3.	Воздействие тепла в процессе приготовления мезги .	.	.	.	1691/
§ 4.	Воздействие пара в процессе приготовления мезги ....	173	у
§ 5.	Биохимические изменения в мятке при влаго-тепловой обработке	174	’
§ 6.	Основные виды мяток и требования к свойствам мяток и мезги	180
§ 7.	Технология и техника приготовления мезги......................184
Глава 7. Извлечение масла прессованием................................194
§ 1.	Общие положения...............................................194
§ 2.	Общая схема устройства и работы шнековых прессов .	.	.	197
§ 3.	Факторы, влияющие на полноту извлечения масла и производи-
тельность пресса......................>...........................20cL
§ 4.	Технология и техника извлечения растительных масел методом
прессования........................................................209
Часть IV. Получение растительных масел методом экстракции .	.	221
Глава	8. Растворители растительных масел.............................221
§ 1.	Общие положения................................................221
§ 2V	Растворимость растительных масел в органических растворите-
лях и природа растворов............................................ 222	•
§ 3.	Промышленные растворители для экстракции растительных ма-
сел и их характеристика........................................... 226
§ 4.	Хранение растворителей н подготовка	их	перед экстракцией .	232
Глава	9. Экстракция масла из масличного материала....................235
§ 1.	Общие положения................................................235
§ 2.	Теоретические основы процесса экстракции	растителвных масел 236
§ ЗГ	Влияние различных факторов на полноту и скорость экстракции
масла..............................................................243
§ 4.	Подготовка материала к экстракции..............................247
§ 5.	Основные методы и способы экстракции...................... .	257
§ 6.	Экстракция масел в аппаратах непрерывного действия	.	.	. .	26р
§ 7.	Новые и перспективные способы, аппараты и исследования в об- »
ласти непрерывной экстракции растительных масел	.	.	.	2854
Глава 10. Переработка мисцеллы................................. ....	290
§> 1.	Общие положения...............................................290
§ 2.	Фильтрация и предварительный подогрев мисцеллы	.	.	.	,292
§ 3.	Дистилляция мисцеллы .........................................'Йй
414
§ 4.	Изменение составных частей мисцеллы при дистилляции .	.	315
Глава И. Обработка и хранение жмыха и шрота.........................317
§ 1.	Общие’ положения..............................................317
§ 2.	Обработка прессового жмыха перед хранением....................319
§ 3.	Отгонка растворителя из шрота .	  <320
§ 4.	Очистка паробензиновых смесей, полученных при отгонке раст-
ворителя из шрота.................................................333
§ 5.	Кондиционирование, гранулирование и обогащение шрота	.	337
§ 6.	Обезвреживание шротов некоторых масличных	культур	.	.	343
§ 7.	Хранение жмыхов и шротов......................................346
Глава 12. Регенерация и рекуперация растворителя....................348
§ 1.	Общие положения...............................................348
§ 2.	Основные методы регенерации растворителя......................349
§ 3.	Конденсация смеси паров растворителя и воды...................350
§ 4.	Рекуперация паров растворителя из смесей их с	воздухом	.	35.6
§ 5.	Разделение жидкой смеси растворителя и воды...................365
§ 6.	Потери растворителя в маслоэкстракционном	производстве .	368
Глава 13. Общие схемы установок для экстракции растительных масел 371
S 1. Общие положения.........................................  	371
•Ji 2/ Технологическая схема модернизированной экстракционной ли-
VI нни НД-1250	............................................ 372
§* 3. Технологическая схема экстракционной линии Т1-МЭМ .	.	.	375_
§ 4.	Технологическая схема экстракционной линии с одноярусным
карусельным экстрактором..........................................377
§ 5.	Технологическая схема экстракционной линии «Филг»трекс» .	379
Часть V. Очистка растительных масел на прессовых и экстракционных
заводах...............................................................382
Глава 14. Первичная очистка растительных масел.....................382
§ 1.	Общие положения....................................... ...	382
§ 2.	Примеси и вещества, сопутствующие маслам.................... 382	\
§ 3.	Технология и техника первичной очистки растительных масел .	384
Глава 15. Комплексная очистка растительных масел и производство
фосфатидного концентрата...........................................393
§ 1.	Общие положения............................................. 393	г
2.	Теоретические основы процесса гидратации фосфатидов	. .	395
3.	Технология и техника гидратации	фосфатидов..................398
§	4. Получение фосфатидного концентрата........................404
• § 5. Схема низкотемпературной очистки растительных масел	. .	407
Список рекомендуемой литературы .	.....................409
Предметный указатель.................................................410
Част
Гла
§
§
§
§
§
§[
Глг
<
<
Час
Гл:
Л
<
<
5
Гл
Час
Гл
I
Вадим Михайлович Копейковский, Светлана Ивановна Данильчук,
Галина Ильинична Гарбузова, Любовь Алексеевна Мхитарьянц,
Ася Константиновна Мосян, Евгения Алексеевна Аришева,
Василий Константинович Костенко, Николай Васильевич Трубицын
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
Редактор Г. И. Круглова
Художник Т. И. Хррмова
Художественный редактор В. А. Чуракова
Технический редактор О. Г. Трийченко
Корректоры В. Б. Грачева, И. П. Багма
ИВ № 998
Г.
Сдано в набор 21.09.81. Подписано в печать 04.02.82. Т-05422. Формат 60X9Wte. Бумага
типографская. Литературная гарнитура. Высокая печать. Объем 26,0- Усл. п. л. 26,0.
Усл. л. кр.-отт. 26,0- Уч.-изд. л. 31,17. Тираж 4800 экз. Заказ 857. Цена 1 р. 30 к.
Издательство «Легкая н пищевая промышленность», 113035, Москва, М-35,
1-й Кадашевский пер., д. 12.
Владимирская типография «Союзполиграфпрома» прн Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7
414 (