Author: Арутюнян Н.С. Корнена Е.П. Нестерова Е.А.
Tags: масла, жиры и воски растительного происхождения растительные фосфолипиды пищевое производство химия аналитическая химия практическое пособие издательство санкт-петербург рафинация масел
ISBN: 5-901065-64-6
Year: 2004
Text
Н. С. Арутюнян
Е. П. Корнена
Е. А. Нестерова
РАФИНАЦИЯ
МАСЕЛ И ЖИРОВ
Теоретические основы, практика,
технология, оборудование
|н. с. арутюнян|, е. п. корнена, е. а. Нестерова
РАФИНАЦИЯ
МАСЕЛ И ЖИРОВ
Теоретические основы, практика,
технология, оборудование
Санкт-Петербург
ГИОРД
2004
УДК 665.3.011(075)
ББК 36.78
А868
Арутюнян Н. С. и др.
А868 Рафинация масел и жиров: Теоретические основы, прак-
тика, технология, оборудование. / Н. С. Арутюнян, Е. П. Кор-
нена, Е. А Нестерова. — СПб.: ГИОРД, 2004. — 288 с.: ил.
ISBN 5-901065-64-6
В книге изложены теория, практика, технология, описана работа
оборудования, приведены научные и практические основы промышлен-
ных процессов рафинации масел и жиров. Приведены сведения о соста-
ве и свойствах масел и жиров, расходных материалах и нойом технологи-
ческом оборудовании.
Монография предназначена для специалистов масло-жировой про-
мышленности. Она может быть полезна для аспирантов и студентов вузов.
УДК 665.3.0 И (075)
ББК 36.78
ISBN 5-901065-64-6
© Н. С. Арутюнян, Е. П. Корнена, Е. А. Нестерова, 2004
© ЗАО ГИОРД, 2004
Предисловие
В условиях становления рыночной экономики и различных форм
собственности дальнейшее развитие получает масложировая отрасль
пищевой промышленности. Растет производство продуктов питания
на основе растительных масел и жиров: дезодорированные масла в
расфасованном виде, маргариновая продукция и кулинарные жиры,
майонезы и всевозможные соусы, кремы, хлебобулочные и кондитер-
ские изделия, консервы и др.
Наличие широкого рынка растительных масел и жиров, а также
значительных ресурсов масличного сырья для их получения привело
к тому, что в России в последние годы наблюдается тенденция увели-
чения мощностей действующих масложировых предприятий. Созда-
ются новые высокопроизводительные технологические потоки пере-
работки растительных масел, а также малотоннажные производства,
которых насчитывается уже несколько сотен. Они размещаются либо
в районах массового производства масличных культур, либо макси-
мально приближены к районам потребления готовой масложировой
продукции.
Преимущественно развиваются предприятия по производству ра-
финированных дезодорированных растительных масел фасованных
для непосредственного употребления в пищу; также на их основе со-
здаются производства майонеза и других видов жировой продукции.
Перевооружение действующих и создание новых предприятий
масложировой промышленности осуществляется на базе передовой
технологии и самого современного высокоэффективного оборудова-
ния. Основными поставщиками новых технологических линий явля-
ются зарубежные фирмы «Альфа Лаваль», «Де Смет», «Европа Кра-
УН», «Керхфельд», «Крупп», «Бернардини» и др. Отечественное ма-
1
Предисловие
шиностроение также начинает производство новых комплексных ли-
ний. Разработано и изготавливается на российских предприятиях
оборудование и создаются комплексные технологические линии для
предприятий различной мощности.
Для эффективного обслуживания оборудования требуются ква-
лифицированные специалисты, целевая подготовка которых для кон-
кретных предприятий в последние годы осуществляется в очень ма-
лых объемах.
В связи с этим издание специальных учебников, учебных пособий и
руководств в области теории и практики конкретных производств для
широкого круга работников отрасли является неотложной задачей.
Вышедший в 1998 г. учебник для вузов «Технология переработки
жиров» (2-е издание) разошелся очень быстро, так и не удовлетворив
потребностей специалистов отрасли. Авторы решили подготовить
данное издание («Рафинация масел и жиров») в качестве пособия для
практических работников рафинационного производства.
В книге значительно расширена информация о составе и свой-
ствах растительных масел и жиров, последних технологических реше-
ниях и оборудовании для отрасли. Значительно дополнена информа-
ция по вопросам контроля производства, оценки качества сырья и го-
товой продукции по существующей нормативно-технической доку-
ментации (в том числе — ГОСТам и стандартам международной орга-
низации — ИСО). Дан обширный справочный материал.
При подготовке издания использованы последние разработки ка-
федры технологии жиров, товароведения и экспертизы жиров Кубан-
ского государственного технологического университета, ВНИИЖ,
его Московского и Северо-Кавказского филиалов, а также техничес-
кие предложения и рекламные материалы, любезно предоставленные
зарубежными фирмами, поставляющими технологическое оборудо-
вание и материалы для масложировых предприятий.
Авторы выражают глубокую благодарность за помощь всем орга-
низациям, принявшим участие в подготовке данного издания, и наде-
ются, что новая книга станет полезной для широкого круга специали-
стов.
Светлой памяти
Норайра Степановича Арутюняна
Перед вами последняя работа профессора Норайра
Степановича Арутюняна, признанного специалиста мас-
ложировой науки, Заслуженного деятеля науки и техни-
ки РФ, доктора технических наук. 23 июня 2003 года
Норайр Степанович ушел из жизни после тяжелой бо-
лезни. так и не увидев эту книгу изданной.
Во время Великой Отечественной войны Норайр
Степанович в 18-летнем возрасте поступил в военное
училище, участвовал в боевых действиях, имел боевые
награды, был тяжело ранен в самом конце войны.
После демобилизации П. С. Арутюнян закончил Крас-
нодарский институт пищевой промышленности. Свою
трудовую деятельность начал на Горьковском маргари-
новом заводе. Был директором этого маргаринового заво-
да, главным инженером Донецкого маргзавода, Запорожского жирового комбината, на-
чальникам главка Минпищепрома Украины. В 1963 году Н. С. Арутюнян защитил канди-
датскую, а в 1974 г. — докторскую диссертации.
В 1965 году началась научно-педагогическая деятельность Н. С. Арутюняна, не
прекращавшаяся до последних дней его жизни. Норайр Степанович преподавал в Красно-
дарском политехническом институте, пройдя путь от старшего преподавателя до
профессора, заведующего кафедры технологии жиров. Им подготовлены 5 докторов
наук, около 30 кандидатов, опубликовано более 180 научных работ, получено около 120
авторских свидетельств на изобретения, 20 зарубежных патентов. Многие руководи-
тели предприятий и научные работники масложировой отрасли — ученики Норайра
Степановича.
Последние годы жизни Н. С. Арутюнян работал профессором кафедры «Технология
жиров и биоорганического синтеза» Московского государственного университета пище-
вых производств.
Введение
Жиры, извлекаемые из семян масличных культур, называют рас-
тительными. В России основными масличными культурами являют-
ся подсолнечник (более 70%), соя, рапс и некоторые другие. Ассорти-
мент жиров, необходимый для производства всего разнообразия мас-
ложировой продукции, пополняется за счет импорта масел экзотичес-
ких масличных культур: пальмовое, пальмоядровое, кокосовое и др.
В незначительных объемах используют и животные жиры.
В соответствии с физиологическими нормами душевое потребле-
ние растительных масел должно составлять 13 кг в год. Эта цифра
пока не достигнута.
Растительные масла и продукты на их основе являются незамени-
мыми компонентами питания. Важнейшая роль этих продуктов опре-
деляется их энергетической ценностью (у жиров она более чем в два
раза выше, нежели у углеводов и белков).
Физиологическая ценность растительных масел и жиров и их
большое значение в питании объясняется содержанием в них важных
для организма веществ (ненасыщенные жирные кислоты, токоферо-
лы). Природные жиры, прежде всего растительного происхождения,
служат основными поставщиками жирорастворимых витаминов A, D,
Е и К. Особенно большое значение придается эссенциальным (неза-
менимым) полиненасыщенным жирным кислотам, которые не синте-
зируются в организме и потребность в них может быть удовлетворена
только за счет приема их в пищу. Считается, что все полиненасыщен-
ные жирные кислоты организма образуются из линолевой кислоты
(С18:2). Она под действием витамина В6 переходит в организме челове-
ка в арахидоновую кислоту (С204), обладающую наибольшей вита-
минной активностью и биокаталитическйми функциями. Линолено-
7
Введение
вая кислота (С183) образует другие полиненасыщенные жирные кис-
лоты. Выделяют группу наиболее активных полиненасыщенных кис-
лот <о3: а-линоленовая (С ), эйкозапентаеновая (С205) и докозагекса-
еновая (С226). В группу о>6входят: линолевая, у-линоленовая, арахидо-
новая кислоты.
Ненасыщенные жирные кислоты необходимы для нормального
роста и развития организма. Они способствуют выведению из него
избытка холестерина, повышают сопротивляемость организма к ин-
фекционным заболеваниям, предупреждают кожные заболевания,
способствуют заживлению ран, укрепляют мышечную и сердечно-со-
судистую системы и др. Кроме того, особую физиологическую актив-
ность имеют и фосфолипиды, регулирующие жировой обмен в орга-
низме.
В то же время растительные масла содержат и ряд веществ, сни-
жающих пищевую и физиологическую ценность продуктов, а также
затрудняющих последующую переработку их. Для удаления этих ве-
ществ масла подвергают рафинации.
Рафинация — это сложный многостадийный процесс на основе
химических, физико-химических методов обработки масел и жиров с
целью повышения их качества, пищевой и физиологической ценнос-
ти, улучшения технологических свойств.
Рафинация является либо завершающей стадией технологии по-
лучения растительных масел и жиров из жиросодержащего сырья с
выпуском рафинированных масел для непосредственного употребле-
ния в пищу, либо начальной стадией в технологии их дальнейшей
промышленной переработки.
Для понимания сущности изменений состава и качества масел и
жиров при проведении рафинации, изучения современных техноло-
гических схем и оборудования для осуществления технологических «
процессов, управления режимами с целью достижения наивысших
технико-экономических показателей рафинации и предназначена на-
стоящая книга.
1. ОСНОВНОЕ ЖИРОВОЕ СЫРЬЕ. ОБЩАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА
Основным жировым сырьем рафинации являются природные
жиры растительного и животного происхождения. Растительные
жиры и масла бывают твердыми и жидкими, животные — твердыми.
Последние подразделяют на жиры наземных животных и морских
млекопитающих, рыб.
Объемы мирового производства растительных масел ежегодно
увеличиваются (табл. 1).
Растительные масла классифицируют по природе сырья, из кото-
рого они получены, и по способу переработки, например, подсолнеч-
ное масло прессовое или экстракционное.
Так как свойства масел и жиров и их потребительское значение
определяются в основном составом жирных кислот и их сочетанием в
Таблица 1
Мировое производство основных видов растительных масел, тыс. т
Масло 1996 г. 1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. 2001 г. 2002 г. 2003 г.
Арахисовое 4563 4521 4502 4 694 4590 5057 5367 4 526
Кокосовое 2869 3 301 3107 2 388 3 284 3504 3106 3 295
Пальмовое 16286 17934 16848 20579 21797 24024 25008 27 920
Пальмоядровое 2 083 2230 2161 2550 2679 2940 2990 3 314
Подсолнечное 9006 9165 8439 9 308 9708 78181 7 551 8 915
Рапсовое 11479 11830 12 229 13066 14 251 13 678 13306 12 548
Соевое 20322 21052 24038 24809 25519 27 797 29855 31 284
Хлопковое 4160 4100 4083 3899 3885 4054 4186 3 964
Всего 70768 74133 75407 81293 85713 89235 91369 95 766
9
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
триглицеридах, целесообразно на основании превалирующего содер-
жания этих кислот условно разделить масложировое сырье на следу-
ющие группы:
♦ лауриновая (кокосовое, пальмоядровое масла);
♦ эруковая (высокоэруковые рапсовое, горчичное, сурепное
масла);
♦ линоленовая (низкоэруковые рапсовое, горчичное, сурепное
масла; льняное, пшеничное, рыжиковое, соевое масло);
♦ пальмитиновая (хлопковое, пальмовое масло и масло какао);
♦ олеиновая (абрикосовое, арахисовое, кориандровое, миндаль-
ное, оливковое, персиковое, подсолнечное высокоолеиновое, рисовое,
сливовое масла);
♦ олеиново-линолевая (кунжутное, вишневое масла);
♦ линолевая (арбузное, виноградное, кедровое, кукурузное, под-
солнечное, сафлоровое, томатное, тыквенное масла).
Структура жирового сырья, используемого для выпуска масло-
жировой продукции пищевого и технического назначения, приведена
на рис. 1.
Жировое сырье
Растительные жиры (масла)
Животные жиры
Жидкие
Соевое
Подсолнечное
Рапсовое
Арахисовое
Оливковое
Хлопковое
Кукурузное
Канола
Льняное
Твердые
Масло какао
Кокосовое
Пальмовое
Пальмоядровое
Наземных
животных
I
Молочный
Свиной
Говяжий
Бараний
Костный
I
Морских млеко-
питающих
и рыб
I
Китовый
Кашалотовый
Рыбный
Рис. 1. Структура жирового сырья
10
1.1. Растительные масла
Остальные виды масел и жиров растительного и животного про-
исхождения имеют специфический состав и применяются для специ-
альных целей (например, касторовое масло) или их производство не-
велико и существенного значения в жировом балансе они не имеют
(например, косточковые масла).
Органолептические и физико-химические показатели масел и
жиров определяются государственными стандартами и техничес-
кими условиями. Содержание токсичных элементов, пестицидов и
микотоксинов в маслах и жирах не должно превышать допустимых
уровней, установленных в СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические
требования безопасности и пищевой ценности пищевых продук-
тов» (см. Приложения). Показатели масел контролируют при по-
ступлении, в течение технологического процесса и в готовой про-
дукции.
Качество нерафинированных растительных масел и жиров опре-
деляется вкусом, запахом, цветностью, прозрачностью, кислотным и
перекисным числами, массовой долей фосфоросодержащих веществ,
неомыляемых липидов и влаги, для экстракционных масел — темпе-
ратурой вспышки. Животные жиры, твердые и гидрированные расти-
тельные масла, дополнительно характеризуют температурой плавле-
ния, твердостью, титром и др.
В состав жирового сырья входят утилизируемые отходы перера-
ботки масел и жиров. Это, прежде всего, соапстоки, образующиеся
при щелочной рафинации, жиры из производственных жироловущек,
жировые погоны и др. Жирнокислотный состав жировых отходов раз-
личен и определяется видом перерабатываемого масличного сырья,
но чаще представлен сборными отходами обработки различных рас-
тительных масел и жиров. В естественном виде или после обработки
отходы используют в мыловарении, при производстве товарных жир-
ных кислот.
1.1. РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА
Жирнокислый состав растительных масел (массовая доля жир-
ных кислот, % от суммы кислот) приведен в табл. 2.
Основные физико-химические показатели растительных масел
приведены в табл. 3.
11
1.1. Растительные масла
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
Таблица 2
Жирнокислый состав растительных массовая доля жирных кислот, % суммы кислот)
Растительное масло Насыщенные жирные кислоты Монопепасыщенные жирные кислоты Полиненасыщенные жирные кислоты
Ссо С8.о с1М С„„ С,м с_ Тс1« c»» с№, с,,, См., ^22:1 Сил ^18:2 с,8:3 С2„, с v'22.2
Арахисовое масло - - _ - д0 о,1 8,3-14,0 1,9-4,4 1,1ч~ Горчичное масло: низкоэруковое - - _ _ до о,5 2,0-5,0 1,0-2,5 До 1,5 высокоэруковое - - До 0,1 До 0,2 До 0,8 1,0-4,9 1,0-2,1 0,9-2, Кокосовое масло 0,4-0,6 5,8-10,2 4,5-7,5 43,0-51,0 16,0-21,0 7,5-10,0 2,5-4,0 До 0,5 Конопляное масло _____ _ 6,0-12,0 1,0-6,0 До 2,0 Кориандровое масло — — — _ До 0,1 3,0-4,4 0,2-1,0 0,5-1 ( Кукурузное масло До 0,3 До 0,3 9,0-14,0 0,5-4,0 До 1,0 Льняное масло - - - 5,4-11,3 2,5-8,0 0,4-1,0 До 0,5 Оливковое масло - - _ _ д0 0,1 7,5-20,0 0,5-5,0 До 0,8 Пальмовое масло - - - До 0,5 0,5-2,0 39,3-47,5 3,5-6,0 До 1,0 Пальмовый олеин - 0,1-0,5 0,5-1,5 38,0-43,5 3,5-5,0 До 0,6 Пальмовый стеарин - 0,1-0,5 1,0-2,0 48,0-74,0 3,9-6,0 До 1,0 Пальмоядровое масло До 0,8 2,4-6,2 2,6-5,0 41,0-55,0 14,0-18,0 6,5-10,0 1,0-3,0 До 0,2 Подсолнечное масло: линолевое - - _ _ до о,2 5,6-7,6 2,7-6,5 0,2-0,4 высокоолеиновое - _ 4,2-4,6 4,1-4,8 До 0,7 Рапсовое масло: низкоэруковое - - _ _ До 0,3 2,5-6,5 0,8-2,5 0,1-2,5 высокоэруковое - - 1.0-6.5 До 2,5 До 3,0 Рыжиковое масло - _ 5,0-6,0 1,8-3,0 1,2-2,0 Соевое масло - - _ _ До 0,2 8,0-13,3 2,4-5,4 0,1-0,6 Сурепное масло: низкоэруковое - - - - До 0,3 3,5-5,5 0,7-2,5 0,1-2,5 высокоэруковое** - - _ _ _ 2,0-13,0 1,0-2,0 0,5-1,5 Хлопковое масло - - - - 0,6-1,0 21,4-26,4 2,1-3,3 0,2-0,5 д° о’2 36,4-67,1 0,7-1,7 До 0,3 До 0,3 14,0-73,0 До 0,1 А* ’ До 1,0 До °>5 До °>5 35,0-60,0 1,0-8,0 До 5,0 До 1,0 25,0-40,0 7,0-15,0 До 1,0 До 0,5 о5_зо 10-2,0 До 0,5 11,0-45,0 6,5-14,0 5,0-53,0 До 2,3 9,0-33,0 6,0-18,0 До 0,6 До 1,0 До 0,5 До 0,5 0,2-1,5 5,0-10,0 До 0,5 До 0,5 - 1,0-2,5 До 0,5 _ _ - 11,0-16,0 - - - 45,0-65,0 15,0-30,0 - До 0,8 75,7-79,9* До 1,2 - - 15,8-18,9 - До 0,5 До 0,5 До 0,5 24,0-42,0 До 0,5 - - 34,0-62,0 До 2,0 До 0,1 13,0-36,0 - До 0,6 - 8,3-30,0 30,0-67,0 - - До 0,3 До 1,0 0,3-3,5 55,0-83,0 - - - 3,5-21,0 До 1,5 До 0,2 - До 0,6 36,0-44,0 До 0,4 - - 9,0-12,0 До 0,5 До 0,2 - До 0,6 39,8-46,0 До 0,4 - - 10,0-13,5 До 0,6 До 0,2 - До 0,2 15,5-36,0 До 0,4 - - 3,0-10,0 До 0,5 До 0,2 - До 0,2 12,0-19,0 До 1,0 - - 1,0-3,5 До 0,2 0,5-1,3 0,2-0,3 До 0,3 14,0-39,4 До 0,2 До 0,2 - 18,3-74,0 До 0,2 - 0,7-1,2 - - 61,0-69,8 До 0,5 - - 21,9-28,4 - До 1,0 До 0,2 До 0,6 50,0-65,0 1,0-8,0 До 5,0 До 1,0 15,0-25,0 7,0-15,0 До 1,0 До 0,5 0,6-3,5 До 2,0 До 2,5 7,5-60,0 3,5-6,0 5,0-60,0 До 3,5 11,0-23,0 5,0-12,5 0,5-1,0 0,6-2,5 0,6-1,0 - 2,0-3,0 9,0-27,0 12,0-22,0 1,0-3,5 - 15,0-45,0 20,0-39,0 - - 0,3-0,7 До 0,4 До 0,2 17,7-26,1 До 0,3 До 0,3 - 49,8-57,1 5,5-9,5 - - До 1,0 До 0,2 До 0,5 55,0-65,0 0,1-3,5 До 5,0 До 0,5 15,0-25,0 7,0-15,0 До 1,0 До 0,5 °,5-1,0 0,1-1,0 До 0,5 14,0-32,0 6,0-13,0 5,0-44,0 - 15,0-24,0 2,0-13,0 До 0,5 До 1,0 Д° 0,6 До 0,1 До 1,2 14,7-21,7 До 0,1 До 0,3 - 46,7-58,2 До 0,4
*В том числе 38,5-53% петрозелиновой кислоты (С|81). ** Содержание См- 1,0%.
13
12
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
14
1.1. Растительные масла
1.1.1. Лауриновая группа (кокосовое и пальмоядровое
масла)
Эта группа характеризуется высоким содержанием (более 40%)
насыщенной жирной кислоты (лауриновой) с числом атомов углеро-
да — 12, что и определяет твердую консистенцию этих масел. Про-
мышленное значение здесь имеют кокосовое и пальмоядровое масла.
Кокосовое масло вырабатывают из высушенной мякоти плодов
(копры) кокосовой пальмы Cocos nucifera L. Широко применяют для
пищевых (маргариновое производство, кондитерская промышлен-
ность) и технических (мыловаренная промышленность) целей.
Пальмоядровое масло добывают из ядер (косточек) плода мас-
личной пальмы Elaeis guineensis (в отличие от пальмового масла, полу-
чаемого из мякоти плода). Широко используют для пищевых (марга-
риновое производство, кондитерская промышленность) и техничес-
ких (мыловаренная промышленность) целей.
1.1.2. Эруковая группа (высокоэруковые рапсовое,
горчичное и сурепное масла)
К этой группе относят масла, содержащие эруковую кислоту (более
5%) — рапсовое, горчичное и сурепное. Масла производят из семян се-
мейства крестоцветных: рапсовое — Brassica napus L.; сурепное —
Brassica campestris L.; горчичное — Brassica juncea L. Czern. (сарептская
горчица). Важнейшим представителем является рапсовое масло.
Рапсовое масло получают из семян озимого и ярового рапса. Бла-
годаря высокой урожайности культуры, а также устойчивости к забо-
леваниям, ее культивирование очень перспективно, однако высокое
содержание эруковой кислоты и присутствие специфичных тиогли-
козидов ограничивает использование масла в пищевых целях.
1.1.3. Линоленовая группа (низкоэруковые рапсовое,
горчичное, сурепное, льняное, пшеничное, рыжиковое
и соевое масла)
Группа включает масла, содержащие до 20% линоленовой кисло-
ты, благодаря чему они относятся к высыхающим маслам, образую-
щим прочную оксидную пленку.
15
7. Основное жировое сырье. Общая характеристика
В России, Канаде, Франции, США и других странах успешно осу-
ществлена селекция рапса и других крестоцветных на снижение со-
держания эруковой кислоты до 0-5%, а глюкозиналатов — до 1,5%.
Создан новый сорт низкоэрукового рапса Канола, содержащий до
3,4% эруковой кислоты.
В Западной и Восточной Сибири растут объемы производства
рыжикового масла, которое добывают из семян Camelina sativa L.
Crantz. (семейство крестоцветных).
Соевое масло производят из бобов сои Glycine max L. Merr., как
правило, методом прямой экстракции. Соевое масло занимает первое
место в мире по объему производства и использованию в масложиро-
вой промышленности.
Льняное масло добывают из семян льна Linum usitatissimum L.
Различают две разновидности льна: кудряш и долгунец. Высокая
доля линоленовой кислоты в масле приводит к его быстрому окисле-
нию и прогорканию, что ограничивает сроки пищевого использова-
ния масла. Создание селекционерами сортов с пониженным содер-
жанием линоленовой кислоты позволило решить эту проблему. Од-
нако, возросший интерес к выращиванию льна обусловлен в основ-
ном лечебными свойствам льняного масла из-за высокого содержа-
ния линоленовой кислоты.
1.1.4. Пальмитиновая группа (хлопковое, пальмовое масла
и масло какао)
К этой группе относят масла с содержанием пальмитиновой кис-
лоты более 17%.
Пальмовое масло вырабатывают из мякоти плода масличной
пальмы Elaeis guineensis; оно уступает по объему производства только
соевому.
Глицеридный состав пальмового масла отличается от состава
других масел наличием симметричных динасыщенных и диненасы-
щенных глицеридов, содержание которых достигает 35%.
Для выделения симметричных глицеридов масло фракциони-
руют, отделяют среднюю фракцию, имеющую важное значение
при производстве заменителей масла какао (эквивалентов и ана-
логов), и другие фракции: олеин, суперолеин, стеарин. Нефрак-
ционированное пальмовое масло и его фракции широко приме-
16
1.1. Растительные масла
няют во многих отраслях масложировой и пищевой промышлен-
ности. Так, стеарин широко применяется в производстве твердо-
го мыла.
Хлопковое масло получают из семян хлопчатника различных
видов Gossypium семейства Malvaceae Juss. Отличительным призна-
ком хлопкового масла является жирорастворимый пигмент — госси-
пол. Это полифенольное соединение токсично для людей, свиней и
кур, но безвредно для крупного рогатого скота. Поэтому масло, пред-
назначенное на пищевые цели, обязательно рафинируют и дезодори-
руют. Путем низкотемпературного фракционирования из масла вы-
деляют твердую фракцию — хлопковый пальмитин, применяемый
при производстве маргарина, в кондитерской промышленности, и
жидкую фракцию — хлопковый олеин, используемый в качестве са-
латного масла.
1.1.5. Олеиновая группа (абрикосовое, арахисовое,
кориандровое, миндальное, оливковое, персиковое,
подсолнечное высокоолеиновое, рисовое и сливовое
масла)
К группе относят масла с содержанием олеиновой кислоты бо-
лее 85%. Невысокое количество линоленовой кислоты в этих мас-
лах обуславливает окислительную стабильность и стабильность
вкуса.
Арахисовое масло (масло земляных орехов) добывают из плодов
растения Arachis hypogeae. Используют главным образом для пище-
вых целей как салатное масло, в кондитерской, консервной и пище-
концентратной промышленности.
Оливковое масло, лучшие сорта которого получают методом
прессования с последующим отстаиванием и фильтрацией из плодов
(маслин) оливкового дерева (маслина европейская Olea europea), в
основном используют как салатное масло, а также для производства
маргаринов, кулинарных жиров.
Кориандровое (жирное) масло добывают из семян Coriandrum
sativum L. семейства зонтичных. В семенах кориандра содержится
эфирное и жирное масла. Последнее, отличающееся наличием изооле-
иновой (петрозелиновой) кислоты, получают экстракцией семян ко-
риандра после отгонки из него паром эфирного масла.
17
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
1.1.6. Олеиново-линолевая группа (кунжутное и вишневое
масла)
Эта группа масел с равным содержанием олеиновой и линолевой
кислот.
Кунжутное (сезамовое) масло вырабатывают из семян однолетне-
го растения Sesamum indicum L. Масло по вкусовым достоинствам от-
носится к лучшим пищевым маслам и приравнивается к оливковому.
Кунжутное масло употребляют в пищу, используют в кондитерской,
консервной и других отраслях пищевой промышленности, парфюме-
рии, медицине. Масло, полученное горячим прессованием, идет на
технические цели.
1.1.7. Линолевая группа (арбузное, виноградное, кедровое,
кукурузное, подсолнечное, сафлоровое, томатное
и тыквенное масла)
Группа включает масла с высоким содержанием линолевой кис-
лоты.
Кукурузное масло вырабатывают преимущественно из заро-
дыша зерен кукурузы Zea mays L. Используют только рафиниро-
ванным дезодорированным непосредственно в пищу как салатное
масло, для жарки или других кулинарных целей. Благодаря высо-
кому количеству ненасыщенных жирных кислот и их положи-
тельному влиянию на содержание холестерина, а также наличию
природных антиоксидантов (токоферолов), кукурузное масло ис-
пользуется как диетический продукт, в производстве продуктов
детского питания.
Подсолнечное масло (основное для нашей страны) производят из
семян Helianthus annuus L. Среди всех масличных растений в России
на его долю приходится до 70% посевных площадей, до 80% валового
сбора семян и до 90% выработки растительных масел. Подсолнечник
произрастает также в странах СНГ, Аргентине, США, Бразилии, Вен-
грии, Канаде и др.
Масло обладает отличными вкусовыми качествами, содержит жи-
рорастворимые витамины A, D. Подсолнечное масло, как и другие
масла этой группы, отличается высоким содержанием токоферолов
(витамина Е), что увеличивает его стойкость к окислению.
18
1.2. Жиры наземных животных
1.1.8. Селекция масличных культур
Требования к качеству растительных масел и жирнокислотно-
му составу определяются их назначением. В салатных маслах
должна преобладать линолевая кислота, в сырье для производства
маргаринов — олеиновая, для лакокрасочной промышленности —
линоленовая.
Жирнокислотный состав влияет не только на питательную цен-
ность, но и на сохранность, пригодность к переработке. Так, значи-
тельное количество линоленовой кислоты снижает окислительную
стабильность масла, а высокое содержание олеиновой кислоты улуч-
шает его стабильность, удлиняет сроки хранения и делает стойким
при жарении.
Как в нашей стране, так и за рубежом ведется селекция маслич-
ных культур. Получены модифицированные сорта подсолнечника;
так, масло высокоолеинового подсолнечника по своему жирнокислот-
ному составу является аналогом оливкового масла.
Селекционеры помимо низкоэрукового сорта Канола вывели низ-
колиноленовый сорт рапса. Создан и низколиноленовый сорт льна.
Получены высокопальмитиновые, высокостеариновые, высоко-
линолевые, высоконасыщенные и низконасыщенные соевые масла.
Выведена кукуруза с низким содержание олеиновой и стеарино-
вой кислоты в семенах.
Модифицированные сорта получены не простой селекцией (отбо-
ром и скрещиванием), а изменениями на генетическом уровне — гене-
тической модификацией.
Таким образом, селекция масличных культур позволяет получать
семена с заданными свойствами, необходимыми для применения в
различных отраслях промышленности.
1.2. ЖИРЫ НАЗЕМНЫХ ЖИВОТНЫХ
Важнейшими представителями этой группы жиров, широко ис-
пользуемых в промышленности, являются свиной, говяжий, бараний
и костный топленые жиры, а также молочный коровий жир. Их основ-
ные физико-химические характеристики представлены в табл. 4, жир-
нокислотный состав — в табл. 5.
19
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
Массовая доля
неомыляемых
веществ, % До 0,5 0,17-1,40 До 1,0 До 1,0 0,17-1,4 До 1,0
20
1.2. Жиры наземных животных
Таблица 5
Жирнокислотный состав животных жиров
(массовая доля жирных кислот, % суммы кислот)
Жирная кислота Топленый свиной жир Топленый говяжий, бараний жир Молочный коровий жир
Насыщенные:
с1Я — — 3,5-4,2
Си 2,3-2,8
С8:О | До 0,5 | До 0,5 1,3-2,0
С,о;о 2,9-3,6
с 'Иго — 3,2-4,4
С1М — До 0,1
С,,0 1,0-2,5 2,0-6,0 10,4-11,7
Изо Снл До 0,1 До 0,3 0,1-0,2
^15:0 До 0,2 0,2-1,0 1,0-1,3
Изо С15:0 До 0,1 | До 1,5 0,2-0,4
Анти изо С1М До 0,1 —
а-Изо С15.0 — — 0,5-0,8
с1И 20,0-30,0 20,0-30,0 24,1-31,5
^17:0 До 1,0 0,5-2,0 0,6-0,8
Изо С,7;(1 До 0,1 0,3-0,5
Анти изо С|70 До 0,1 До 1,5 —
а-Изо С17(| — 0,4-0,6
^18:0 8 22 15,0-30,0 9,0-12,5
с 20:0 До 1,0 До 0,5 0,1-0,2
с ^22-0 До 0,1 До 0,1 —
Мононенасыщенные:
с,41 До 0,2 0,5-1,5 0,6-1,0
Ct&1 2,0-4,0 1,0-5,0 1,1-2,0
С17;1 До 1,0 До 0,5 0,1-0,4
С,8;, 35,0-55,0 30-45 20,8-26,6
Цо,! До 1,5 До 0,5 До 1,3
Са. До 0,5 До 0,1 —
Полиненасыщенные:
С1&2 До 0,1 До 1,0 —
С182 4,0-12,0 1,0-6,0 0,5-3,5
С,83 До 1,5 До 1,5 0,3-0,7
Сип До 1,0 До 0,1 —
Цсм До 1,0 До 0,5 —
21
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
1.2.1. Молочный жир
Молочный жир содержится в коровьем молоке и в зависимости от
состава кормов скота составляет 3-4%. Свойства и жирнокислотный
состав молочного жира, состав сопутствующих веществ определяют-
ся характером и составом кормов. Состав жирных кислот молочного
жира характеризуется высоким содержанием летучих водораствори-
мых и нерастворимых кислот (С4-С10).
1.2.2. Свиной жир
Свиной жир получают вытапливанием из жира-сырца домашних
свиней — животных из семейства нежвачных млекопитающих (Sus
scrofa).
Жиры, содержащиеся в различных видах сырца, имеют различ-
ные свойства и состав в зависимости от вида и породы животного,
его пола и возраста, упитанности, органа, с которого снят сырец, со-
става кормов, климатических условий и других факторов. В ненасы-
щенных жирных кислотах свиного жира присутствуют трансизокис-
лоты — около 1,0%, что значительно меньше, чем в жирах жвачных
животных.
Лярд получают путем «сухого» или, чаще, «мокрого» вытаплива-
ния из сала определенных частей туши свиньи.
Отличительная особенность свиного жира — его глицеридный
состав. Независимо от анатомического происхождения свиного
жира (кроме жира свиной печени) и его общей ненасыщенности ос-
новное количество пальмитиновой кислоты и других жирных кис-
лот с равной или меньшей длиной углеродной цепи сосредоточено
во втором положении триглицеридов этого жира. В то же время жир-
ные кислоты с 18 атомами углерода независимо от степени их нена-
сыщенности располагаются в первом и втором положении триацил-
глицеринов (ТАГ).
1.2.3. Бараний жир
Бараний топленый жир получают при переработке жира-сырца из
тушки домашней овцы — животного из рода овец семейства полоро-
гих (Ovis dries).
22
1.2. Жиры наземных животных
Бараний жир-сырец в зависимости от его локализации в орга-
низме животного разделяется на сальниковый, почечный, брыжееч-
ный, среднестенный (с ливера), хвостовой, курдючный, кишечный,
желудочный, мошоночный, околосердечный и обрезной (с жирных
почек).
Большой интервал колебаний в отдельных характеристиках жира
обуславливается количественным соотношением в исходном сырье
сальникового, почечного, курдючного и других видов сырца, в свою
очередь характеризующихся различными значениями одних и тех же
показателей.
В ненасыщенных жирных кислотах бараньего жира присутству-
ют транскислоты (до 11 % в условном пересчете на элаидиновую кис-
лоту).
Т.2.4. Говяжий жир
Говяжий топленый жир получают при переработке жира-сырца
из туш крупного рогатого скота — домашних животных семейства по-
лорогих (Bos taurus).
Говяжий жир-сырец в зависимости от локализации в туше жи-
вотного классифицируется на виды. Преобладающими являются
сальниковый, почечный, брыжеечный и жир-сырец подкожной жи-
ровой ткани.
В говяжьем жире содержатся транскислоты в количестве 5-10%
(в условном пересчете на элаидиновую кислоту) общего содержания
жирных кислот.
Для говяжьего и большинства других животных жиров (за исклю-
чением свиного) характерно «нормальное» распределение жирных
кислот, свойственное растительным маслам. Насыщенные жирные
кислоты (С16-С18), насыщенные жирные кислоты с большой молеку-
лярной массой находятся преимущественно в крайних, первом и тре-
тием положении ТАГ. Ненасыщенные жирные кислоты с числом ато-
мов менее 16 присутствуют во втором положении.
1.2.5. Костный жир
Костный жир вырабатывают из костей различных домашних жи-
вотных, преимущественно крупного рогатого скота, овец и свиней.
23
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
Все вышеперечисленные животные жиры, а также скапливающи-
еся на мясоперерабатывающих предприятиях сборные жиры различ-
ного состава широко применяют при выработке продуктов техничес-
кого назначения и в мыловаренной промышленности.
1.3. ЖИРЫ МОРСКИХ ЖИВОТНЫХ И РЫБ
Основную часть товарных жиров морских животных составляет
жир китов. Однако из-за значительного сокращения квот на отлов ки-
тов и, следовательно, производства жиров, они утратили былое значе-
ние для промышленности. В небольшом количестве получают жир ка-
шалота и других морских животных. Для медицинского назначения
широко используют жир печени трески.
Жир морских животных и рыб получают вытопкой или экстрак-
цией их жироносных тканей животных.
Жиры морских животных и рыб имеют ряд особенностей, благода-
ря которым их следует выделить в группу, отличающуюся от жиров на-
земных животных и растений. В состав липидов рыб и морских млеко-
питающих входят полиненасыщенные эссенциальные жирные кисло-
ты, биологическая активность которых определяется местом располо-
жения двойной связи и пространственной конфигурацией молекулы
относительно этих связей. Присутствие биологически активных кис-
лот в жирах обуславливает их высокую пищевую ценность, но вслед-
ствие большой степени ненасыщенности липиды легко подвергаются
окислению под воздействием кислорода воздуха.
Жир морских животных и рыб имеет специфический неприятный
запах. При гидрогенизации и других способах переработки жиров за-
пах устраняется и жиры становятся пригодными к употреблению в
пищу.
Основные физико-химические характеристики жиров морских
животных и рыб представлены в табл. 6, жирнокислотный состав — в
табл. 7.
1.3.1. Китовый жир
Китовый жир получают вытапливанием из подкожной клетчатки
и из отдельных частей туш китов различных видов (финвалов, синих,
24
1.3. Жиры морских животных и рыб
Таблица 6
Физико-химические показатели жиров морских животных и рыб
Показатель Кашалотовый жир Китовый жир Тресковый печеночный жир
туловищный спермацетовый
Плотность при 15 °C, г/см3 0,879-0,900 0,850-0,880 0,914-0,931 0,921-0,941
Коэффициент преломления, п/° Температура, °C: 1,464 1,465-1,466 1,463-1,473 1,478-1,482
плавления 20-22 До 18 До 21
застывания 15-20 7-15 15-20 -10-0
Титр, °C 10-11 6-16 10-25 13-24
Число омыления, мг КОН/г 132-163 120-150 168-202 187-191
Йодное число, мг 12/100 г 85-123 62-93 102-144 160-183
Массовая доля неомыляе- мых веществ, % 25-30 32-45 до 3,5 0,5-8,0
сейвалов, горбачей). В зависимости от источника сырья и его проис-
хождения показатели состава и качества жиров колеблется в широких
пределах.
1.3.2. Кашалотовый жир
Кашалотовый жир по производству и потреблению занимает пер-
вое место среди жиров морских животных. Высокое содержание нео-
мыляемых липидов связано с присутствием высокомолекулярных
жирных спиртов, в основном, в составе восков. Выделенные методом
низкотемпературной кристаллизации восковые вещества называют
спермацетом. В пищу их практически не используют, применяют для
технических целей, при производстве моющих средств и в медицине.
1.3.3. Тресковый жир
Тресковый жир — один из наиболее распространенных рыбьих
жиров, имеющих пищевое значение. Его получают из печени трески —
важнейшей промысловой рыбы семейства тресковых. Состав треско-
вого печеночного жира характеризуется высоким содержанием нео-
25
1. Основное жировое сырье. Общая характеристика
Таблица 7 Жирнокислотный состав жиров морских животных и рыб (массовая доля жирных кислот, % суммы кислот)
Жирная кислота Треска атланти- ческая Печень трес- ки атланти- ческой Лососевые тихоокеан- ские Усатые киты Кашалоты Тюлени
Насыщенные:
с 10:0 — — — 0,3-1,2 До 11,9 —
С ,20 До 0,1 — — До 1,2 2,3-28,4 0,4-1,0
Сцо — — — До 0,2 До 0,6 —
С,4:0 0,4-4,5 1,7-4,8 2,2-6,2 4,9-15,6 5,1-10,9 3,2-5,2
С 16.0 17,7-33,4 8,5-18,8 — 5,2-17,3 4,6-11,6 0,7-1,8
^18:0 1,8-5,3 1,2-4,5 10,2-17,0 0,6-4,6 0,2-1,7 6,5-12,6
с 200 Мононенасы- щенныс: — — До 2,6 0,2-0,8 0,4-3,2
С14:1 Следы — До 0,4 0,2-5,9 3,1-20,4 0,7-1,8
C16.l W 1,1-8,5 6,8-12,2 4,1-9,2 3,6-21,3 8,6-22,7 10,8-17,6
С18:, (°>9) 7,8-32,4 17,1-31,4 17,9-29,1 14,2-38,2 11,2-28,2 21,8-41,7
С2О1 (%) 0,5-3,5 8,8-29,8 4,0-17,0 1,9-23,5 3,0-15,7 8,9-20,2
^22:1 С*0!]) 0,2-5,6 0,8-13,3 3,5-12,8 0,3-9,2 0,7-7,2 1,6-7,3
Полиненасы-
щенные:
С 16:2 0,1-0,6 — До 1,2 0,1-3,3 До 2,0 0,5-1,2
С18:2 <4) 0,3-2,5 0,8-2,2 0,8-2,0 0,5-5,1 0,1-1,2 0,8-2,7
С18.3 (®з) 0,1-0,8 0,3-1,1 0,6-1,1 До 3,1 0,1-0,6 0,2-1,2 '
^18:4 (Шз) 0,1-1,7 0,5-2,6 1,3-2,9 0,2-1,9 0,1-0,6
^20:4 (^б) 0,7-3,5 0,4-3,5 — 0,5-5,3 1,6-2,9 '0,7-1,4
^20:4 (®3) 0,2-0,6 0,1-0,9 Следы —
^20:5 («9 11,6-19,0 5,0-15,1 4,8-13,5 3,1-18,7 0,6-1,2 0,4-1,2
С22:5 (“б) — — 0,5-3,1 1,0-5,6 - 2,6-7,9
^22:5 ((Оз) — 0,8-3,0 — — 1,2-5,7
^22:6 W 7,8-39,6 7,6-19,2 5,7-18,9 2,3-9,3 До 2,1 1,5-15,4
26
1.3. Жиры морских животных и рыб
мыляемых липидов, присутствием жирорастворимых витаминов A, D
и Е. Содержание витамина А в тресковом печеночном жире составля-
ет 3-6 мг% (30-60 мг/кг), витамина Е — до 26 мг % (260 мг/кг), вита-
мина D - 100-150 мг% (1000-1500 мг/кг).
В жирах морских рыб и морских млекопитающих обнаружены та-
кие кислоты как пентадекановая (С150), пентадеценовая (С151), гекса-
декатриеновая (С163), маргариновая (С17.о), нонадециновая (С19.0), но-
надеценовая (С191), тетракозеновая (С241). Определенный интерес
представляют рыбные жиры, их частично используют для пищевых
целей, однако эффективность их переработки связана с освоением но-
вых специальных технологий. Особенностью рыбных жиров является
присутствие большого количества кислот с тремя и более двойными
связями из-за чего они легко окисляются.
Из-за наличия высоконенасыщенных жирных кислот и продук-
тов их окисления жиры имеют специфический запах, что в значитель-
ной мере затрудняет переработку этого вида сырья.
2. НЕЖИРОВЫЕ ПРИМЕСИ
И СОПУТСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Растительные масла, извлекаемые из масличного сырья, различают
по химическому составу, представленному в основном триацилглице-
ринами (ТАГ, триглицеридами), сопутствующими веществами и нежи-
ровыми примесями. На степень различия влияют природа исходного
жирового сырья и способ извлечения продукции. Масла, полученные
холодным и горячим прессованием, методом экстракции из одного и
того же сырья резко отличаются друг от друга не только по составу, но и
по внешнему виду. Это обусловлено тем, что в процессе извлечения ис-
ходный материал, а также масло в условиях технологических приемов
извлечения, подвергается тепловому и механическому воздействию,
действию кислорода воздуха и воды, что приводит к изменению соста-
ва триацилглицеринов и веществ им сопутствующих.
Так, возможен гидролиз триацилглицеринов с образованием моно-,
диацилглицеринов и жирных кислот. При взаимодействии с кислородом
воздуха накапливаются продукты окисления и полимеризации.
Таким образом, состав извлекаемых масел и жиров может коле-
баться в достаточно широких пределах, что отражается на показате-
лях качества и их свойствах.
Сопутствующие вещества, как и триацилглицерины, являются
составными частями растительных клеток, извлекаются из маслично-
го сырья вместе с триацилглицеринами за счет их высокой раствори-
мости в них.
Примеси, содержащиеся в нерафинированных маслах и жирах, —
это механические включения в виде частиц растительных и животных
тканей (кусочков мезги, жмыха, шрота и др.), влага, попадающая в
масло в процессе подготовки материала к извлечению липидов, ядо-
химикаты и другие несвойственные жирам вещества, а также продук-
ты их превращения. Присутствие последних в маслах и жирах объяс-
28
2.1. Фосфолипиды
няется тем, что в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и бо-
лезнями растений используют различные ядохимикаты (пестициды,
гербициды). Некоторые из них усваиваются растениями, накаплива-
ются в жировых тканях и извлекаются вместе с маслом или жиром.
Установлено отрицательное влияние ядохимикатов на организм че-
ловека, поэтому остаточное содержание таких веществ в маслах и жи-
рах строго регламентируется в СанПиН 2.3.2.1078-01.
Сопутствующие вещества и триацилглицерины являются структур-
ными составляющими растительных и животных клеток и играют важ-
ную роль в процессе их жизнедеятельности. Сопутствующие вещества
присутствуют в маслах и жирах в небольших количествах, однако они
существенно влияют на их свойства. Например, фосфолипиды, стерины,
токоферолы и другие вещества повышают физиологическую ценность
масла, а свободные жирные кислоты и госсипол снижают его качество.
Сопутствующие вещества растительных масел условно разделя-
ют на две группы:
1) вещества, образующиеся и накапливающиеся в семенах в про-
цессе их созревания и переходящие в масло при его извлечении;
2) вещества, образующиеся в семенах и масле в результате небла-
гоприятных условий хранения, под воздействием технологических
факторов (высокая температура, влага, кислород воздуха) на матери-
ал при извлечении масла или его переработке.
К первой группе относят фосфорсодержащие вещества (фосфо-
липиды), пигменты (каротин, ксантофилл, госсипол, хлорофилл и
др.), воски (восковые вещества), жирорастворимые витамины (А, Е,
D, К), стеролы (стероиды), вещества, определяющие вкус и запах,
свободные жирные кислоты, соединения типа гликолипидов, гликоп-
ротеины, фосфопротеиды и др.
Вторая группа включает продукты окислительной порчи (оксисое-
динения, альдегиды, кетоны, низкомолекулярные жирные кислоты и
др.), продукты термического и гидролитического превращения ТАГ и
сопутствующих веществ (жирные кислоты, продукты полимеризации).
2.1. ФОСФОЛИПИДЫ
Важнейшая группа сопутствующих веществ — фосфолипиды.
Они представляют собой наиболее сложную и ценную группу поляр-
29
2.1. Фосфолипиды
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
ных липидов. В масличных семенах они локализованы преимуще-
ственно в нежировой фазе в свободном и связанном с белками и угле-
водами состоянии. В зависимости от способов и режимов получения
растительных масел степень извлечения фосфолипидов из маслично-
го сырья составляет от 20 до 90%.
В состав фосфолипидов растительного происхождения входят
глицерофосфолипиды. К ним относят сложные эфиры глицерина,
жирных кислот и фосфорной кислоты:
где R, и R2 — углеводородные остатки насыщенных или ненасыщенных
жирных кислот; для азотсодержащих фосфолипидов X — остаток аминос-
пирта (этаноламин, холин) или остаток аминокислоты (серин); для поли-
олсодержащих фосфолипидов X — остаток глицерола или инозитола.
Все фосфолипиды являются фофатидиловыми эфирами, при этом
кислотный остаток (без заместителя X) называют фосфатидилом:
Основные группы фосфолипидов, содержащиеся в растительных
маслах, приведены в табл. 8.
Таблица 8
Основные группы фосфолипидов
Структурный компонент (X) Наименование фосфолипида Сокращенное обозначение
-н+ Фосфатидная кислота ФК
-CH2-CH(NH2)-COOH — серин Фосфатидилсерин ФС
Окончание табл. 8
Структурный компонент (X) Наименование фосфолипида Сокращенное обозначение
-CH2NH2 — моноэтаноламин Фосфатидилэтаноламин ФЭА
_CH2_CH2N(OH)-(CH3)3 - холин Фосфатидилхолин ФХ
гм -СНОН-СН,ОН - глицерин Фосфатидилглицерин ФГ
н“ ОН J- к н /ОН н\| С он 01x1 ~инозитол н>|- Г он н Н Фосфатидилинозитол ФИ
Атом водорода фосфатной группировки фосфатидных эфиров со
храняет кислотный характер и может взаимодействовать с амино
спиртами, этаноламином и серином
с образованием внутренних солей, например фосфатидилэтанолами
на (аналогично и фосфатидилсерина):
H2C-O-COR!
r2oco-ch о
h2c-o-p-o-ch2-ch2nh2 "
Н2с- O-COR!
\—- r2oco-ch о
н2с-о—p-o-ch2-ch2nh3
о
Внутреннюю соль образует и фосфатидилхолин.
31
30
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
Н2с-о- COR,
I
r2oco-ch о
Н2с-О-Р -O-CH2-CH2N+(CH3)3
А-——' '
Благодаря кислотному характеру фосфатной группировки, ФЭА
может взаимодействовать с катионами металлов, преимущественно
одновалентных (натрий, калий):
Н2С—О—CORj
R2OCO~CH О
н2с—о—р -o-ch2-ch2nh2
I
ONa(K)
В маслах присутствуют также соли фосфатидных и полифосфа-
тидных кислот, в основном поливалентных металлов (магния, железа,
кальция и др):
R] СОО —СН2 CH2-OOCR!
r2coo-ch о о ch-oocr2
Н2С—О—Р -O-Ca(Mg)-O-р-0 -сн2
ОН ОН
Фосфатидные кислоты способны образовывать эфиры с алифати-
ческими спиртами и стеринами (п = 20-30):
Н2С—О-COR,
r2coo—<рн О
Н2С-О-Р -О-(СН2)П-СН3
ОН
Многообразие состава и структур фосфолипидов определяет их
свойства и поведение в растительных маслах и жирах.
Массовая доля фосфолипидов в различных маслах и жирах пред-
ставлена в табл. 9.
Как следует из структуры, молекула фосфолипидов дифильна.
Одна часть — головка молекулы — полярна. Полярная часть молеку-
32
2.1. Фосфолипиды
Таблица 9
Массовая доля фосфолипидов в различных маслах
и жирах
Масло, жир Массовая доля фосфолипидов в пересчете на стеароолеоленитин, %
Соевое экстракционное 1,0-6,0
Подсолнечное:
прессовое 0,3-0,7
экстракционное 0,7-1,2
Хлопковое:
прессовое 0,8-1,6
экстракционное 1,4-2,8
Рапсовое:
прессовое 0,4-0,7
экстракционное 0,7-1,3
Кукурузное прессовое 0,5-3,0
Арахисовое 0,2-0,4
Льняное 0,6-1,3
Оливковое До 0,1
Пальмовое 0,05-0,1
Свиной топленый жир До 0,05
Молочный жир До 0,3
Рыбьи жиры До 0,3
лы, включающая глицерин, остатки карбоксильных групп жирных
кислот фосфатидной группировки и др., является гидрофильной.
Другая часть — ее хвост — неполярна, состоит из алифатических це-
пей жирных кислот и является гидрофобной.
Полярные группировки фосфолипидов могут связываться с по-
лярными группировками молекул белков, углеводов и диполями мо-
лекул воды. В масле фосфолипиды могут быть в состоянии истинной
растворимости в виде индивидуальных молекул или в виде различ-
ных ассоциатов и мицелл.
2 Зак 346I
33
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
Равновесие в системе масло—фосфолипиды зависит от многих
факторов. Неустойчивость в системе обычно приводит к самопроиз-
вольному коагулированию и образованию объемных осадков. Фосфо-
липиды чувствительны к воде, их способность гидратироваться в при-
сутствии воды и выпадать в осадок положена в основу технологичес-
кого процесса извлечения их из масел.
2.2. ПИГМЕНТЫ (КАРОТИНОИДЫ, ГОССИПОЛ,
ХЛОРОФИЛЛЫ)
При получении растительных масел в них из масличного сырья
переходят различные красящие вещества (пигменты — каротиноиды,
хлорофиллы и специфичный для хлопкового масла госсипол), кото-
рые придают маслу ту или иную окраску. Данная группа веществ при-
сутствует в масличных семенах и в зависимости от качества семян, ре-
жимов извлечения масла переходит в него. В определенных условиях
могут образовываться специфические соединения, окрашивающие
масла. Это продукты взаимодействия аминосодержащих липидов
(например, фосфолипидов) с сахарами — меланофосфолипиды, а так-
же продукты глубокого окисления липидов. Все они образуют так на-
зываемые коричневые пигменты.
2.2.1. Каротиноиды
Это высоконепредельные углеводороды, представленные каро-
тинами и их кислородсодержащими производными, например,
ксантофиллами. Их соотношение определяет цвет большинства ма-
сел (от желтого до красного). Каротин представлен в основном изо-
мером 0-каротином, содержание которого зависит от природы масел
(табл. 10).
Больше всего его в нерафинированном пальмовом масле
(600-800 мг/кг), в традиционных для России подсолнечном, рапсо-
вом и соевом маслах (не более 40 мг/кг), тогда как в молочном жире
его менее 20 мг/кг. При этом в экстракционных маслах содержание
каротиноидов выше, чем в прессовых. В живом организме 0-каротин
превращается в витамин А.
Ксантофиллам свойственен желтый оттенок окраски.
34
2.3. Воски
Таблица 10
Содержание каротионоидов и хлорофиллов в маслах
и жирах, мг/кг
Масло, жир | Каротиноиды | Хлорофиллы
Соевое масло 25-40 1-2
Пальмовое масло 600-800 —
Рапсовое масло (Канола) 25-70 5-20
Молочный жир До 20 —
Говяжий топленый жир 1,0-2,0 —
Свиной топленый жир До 1,8 —
2.2.2. Хлорофиллы
Данная группа пигментов обуславливает зеленую окраску. Хлоро-
филлы присутствуют в рапсовом, оливковом, виноградном, конопля-
ном маслах. Их содержание в рапсовом масле составляет 5-20 мг/кг.
Под действием минеральных кислот хлорофиллы превращаются
в феофитины, далее — в феофорбиды. Все они адсорбируются на от-
бельных землях и активированном угле.
Зеленый цвет масел маскируется красными пигментами. Желтый
(оранжевый) цвет смеси каротиноидов и зеленый цвет хлорофиллов
определяет цвет масел в зависимости от их соотношения.
2.2.3. Госсипол
Госсипол и его измененные формы придают маслу цвет от желтого
До темно-красного. Госсиполовые железки содержатся в семенах хлоп-
чатника и, легко растворяясь, переходят в масло. Госсипол относится к
группе токсичных веществ и его содержание в масле ограничено. В не-
рафинированных маслах его не должно быть больше 0,02-2,00%.
2.3. ВОСКИ
Воски — это сложные эфиры одноосновных карбоновых кислот и
одноатомных высокомолекулярных спиртов:
35
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
о
В структурной формуле R( — углеводородный радикал алифатичес-
кого спирта; R2 — углеводородный радикал жирной кислоты.
К группе восковых веществ относят также высокоплавкие спир-
ты, жирные кислоты и другие высокоплавкие соединения.
Воски содержатся в основном в защитной оболочке семян и пере-
ходят в масло при его извлечении. Количество их в маслах невелико,
но даже при незначительном содержании в охлажденных маслах они
кристаллизуются, что вызывает помутнение продукции. Довольно
много восковых веществ в подсолнечном, кукурузном и оливковом
маслах (табл. И).
Таблица 11
Содержание восковых веществ в маслах, мг/кг
Масло | Содержание восковых веществ
Подсолнечное масло:
из обрушенных семян 200-500
из необрушенных семян До 3000
Кукурузное масло До 10000
Оливковое масло 600-1400
Виноградное масло 1000-2500
2.4. ЖИРОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ
Витамины — это органические соединения различной хими-
ческой природы, необходимые для осуществления жизненно важ-
ных биохимических и физиологических процессов в живых орга-
низмах. В маслах и жирах содержатся жирорастворимые витами-
ны (липовитамины) D, Е и К, а животные жиры содержат и вита-
мин А.
Суточное потребление витаминов согласно «Нормам физиологи-
ческой потребности в пищевых веществах и энергии» составляет: ви-
тамин А (в пересчете на ретиноловый эквивалент) — 900 мкг
36
И
2.4. Жирорастворимые витамины
(3000 ME); витамин D — 2,5 мкг (100 ME); витамин Е (в пересчете на
токофероловый эквивалент) — 9 мг.
2.4.1* Витамин А
Витамин А (ретинол) — витамин роста. Его недостаток приводит
к снижению остроты зрения, сопротивляемости организма инфекци-
онным заболеваниям, нарушению половой функции. Витамин А - по-
линенасыщенный сопряженный дитерпеновый спирт. Он легко окис-
ляется и теряет при этом свою активность.
В растениях витамин А не обнаружен, встречается в тканях жи-
вотных, особенного богат им жир печени морских животных и рыб.
В организме животных витамин А образуется из каротина (провита-
мина А) под действием фермента липоксигеназы.
2.4.2. Витамины группы D
Витамины группы D регулируют в организме обмен кальция и
фосфора, оказывают антирахитное действие.
В растительных маслах содержатся провитамины группы D. Вы-
соким количеством витамина D отличается жир печени морских жи-
вотных и рыб, летнее сливочное масло.
Превращение провитаминов D в витамины происходит под дей-
ствием солнечных лучей.
2.4.3. Витамин Е
Витамин Е (токоферолы, токотриенолы) представляет собой
высокомолекулярные спирты — антиоксиданты, которые защищают
масло от окислительной порчи. Он обладает свойством обеспечи-
вать нормальное развитие эмбриона, нормальную работу эндокрин-
ной системы, способствует укреплению мышечной системы и не-
рвных клеток.
Биологическая активность изомеров токоферола максимальная у
а-токоферола, а антиоксидантное действие в изомерном ряду самое
высокое у 6-токоферола.
Содержание и фракционный состав токоферолов растительных
масел представлен в табл. 12.
37
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
СМ
Д'
S
ю
ь
Содержание токоферолов и токотриенолов в растительных маслах, мг/кг
Растительное а-Токофе- в-Токофе- у-Токофе- d-Токофе- а-Токо* в-Токо- у-Токо- д-Токо- _ 1 л Всего масло рол рол рол рол триенол триенол триенол триенол Арахисовое масло 49-373 До 41 88-389 До 22 — — — — 170-1300 Горчичное масло 75-138 — 308-494 До 31 — — — — 446-663 Кокосовое масло До 17 До И До 14 - До 44 — — — До 50 Кукурузное масло 25-573 До 356 268-2468 23-75 До 239 До 52 До 450 До 20 330-3720 Льняное масло 5-10 — 430-575 4-8 _ _ _ _ 440-588 Оливковое масло 75-138 — 308-494 До 31 — — — — 446-663 Пальмовое масло 4-193 До 234 До 526 До 123 4-336 - 14-710 До 377 150-1500 Пальмоядровое масло До 44 До 248 До 257 — — — До 60 — До 260 Подсолнечное масло 403-935 До 45 До 34 До 7,0 — — — — 440-1520 Рапсовое масло низкоэруковое 100-386 До 140 189-753 До 22 — — — — 430-2680 Соевое масло 9-352 До 36 89-2307 154-932 До 69 - До 103 - 600-3370 Хлопковое масло 136-674 До 29 138-746 До 21 - - - - 380-120
38
2.5. Стеролы
2.4.4. Витамин К
Незначительные количества витамина К содержатся в конопля-
ном, подсолнечном, соевом, сурепном и льняном маслах.
Витамин отличается антигеморрагическим эффектом.
2.5. СТЕРОЛЫ
Стеролы (стериды, стерины) — полициклические спирты, относя-
щиеся к группе неомыляемых липидов:
Стеролы отличаются структурой углеводородного радикала (R) и
характером ее разветвления. По происхождению стерины делятся на
зоостерины, содержащиеся в животных жирах, фитостерины, присут-
ствующие в растительных маслах и жирах, микостерины, находящие-
ся в плесневых грибах и дрожжах.
Стеролы являются постоянной составной частью каждого при-
родного жира. В растительных маслах стерины содержатся не только
в свободном состоянии, но и в виде жирных эфиров — стеридов.
Содержание и фракционный состав стеролов растительных масел
представлены в табл. 13.
2.6. ВЕЩЕСТВА, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВКУС И ЗАПАХ
Вкус и запах масла определяется органолептически. Основная
особенность этих веществ — летучесть и наличие в молекулах специ-
фических функциональных групп. Они присутствуют в маслах в не-
значительных количествах и представлены большим числом веществ
различной природы и состава. Это углеводороды, альдегиды, спирты,
39
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
40
2.7. Соединения типа гликолипидов, гликопротеидов, фосфопротеидов
кетоны, низкомолекулярные эфиры, жирные кислоты и др. Основны-
ми носителями вкуса и запаха являются метилкетоны, алифатические
углеводороды и другие малоизученные соединения.
2.7. СОЕДИНЕНИЯ ТИПА ГЛИКОЛИПИДОВ,
ГЛИКОПРОТЕИДОВ, ФОСФОПРОТЕИДОВ
Соединения гликолипидов, гликопротеидов и фосфопротеидов в
растительных маслах содержатся в незначительных количествах и за-
метного влияния на их качество не оказывают.
Следует отметить тиоглюкозиды и другие серосодержащие веще-
ства, присутствующие в маслах семейства крестоцветных (рапс, ры-
жик, горчица). Благодаря низкой растворимости в масле, в него пере-
ходит незначительное количество данных веществ. Присутствие их
отрицательно сказывается на технологии переработки такого масла,
как рапсовое. В смеси прессового и экстракционного масла из обыч-
ных семян рапса содержание серы может составлять 20-60 мг/кг, а в
масле из низкоглюкозидного сорта рапса Канола — до 12 мг/кг.
2.8. СВОБОДНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
Масла, извлекаемые из зрелых и здоровых семян, всегда содержат
некоторое количество свободных жирных кислот, состав которых не
отличается от состава жирных кислот триацилглицеринов. Образу-
ются они, в основном, в результате гидролиза триацилглицеринов в
процессе извлечения масла из сырья и при неблагоприятном хране-
нии сырья и масел.
2.9. ПРОДУКТЫ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ПОРЧИ МАСЕЛ
И ЖИРОВ
Растительные масла и животные жиры в процессе их получения,
переработки и хранения могут подвергаться различным химическим
воздействиям, влияющим на их пищевую ценность и качественные
показатели.
41
2. Нежировые примеси и сопутствующие вещества
Растительные масла и жиры легко окисляются, так как представ-
ляют собой сложную органическую систему с большим числом ком-
понентов, которые участвуют во всех стадиях окисления — стадии за-
рождения, продолжения и обрыва цепей.
Процесс окисления углеводорода RH молекулярным кислородом
в присутствии ингибитора InH идет следующим образом:
RH + О2 —► RO2* + НО2* А
2RH + О2 —>• 2RO2* + Н2О2 /
ROOH + Me > RO2* + Молекулярные + О2 продукты ROOH "I , 2ROOH -4- nRO2* + Молекулярные ROOH + RHj °2 продукты , RH + RO2* -4* RO2* + ROOH Инициирование и развет- вление цепей — зарождение активных центров реакции, скорость W, Продолжение цепей
2 RO * —кб > Молекулярные ' 2 продукты InH + RO2* ROOH + In* Tn * 4- D ГЛ * ^8 v X in i\vj2 । Молекулярные 2In* J продукты In* + RH -4+ InH + RO2* "I + o2 In* + ROOH InH + RO2* Квадратичный обрыв цепей Линейный обрыв цепей Продолжение цепей на радикале ингибитора
Молеку- X InH + ROOH —In* + RO2*+ лярные + о? 2 продукты J Разветвление цепей с участием ингибитора Побочный расход
InH + ROOH 1 + o2 продукты разветвляющего агента — гидроперекисей и ингиби- тора
где RH — окисляемое вещество; ROOH — гидроперекись; InH — инги-
битор; RO2* — перекисный радикал; In* — радикал ингибитора.
Л9
2.9. Продукты окислительной порчи масел и жиров
На первой стадии окисления образуются гидроперекиси, являю-
щиеся первичными продуктами этой цепочки, далее они превращают-
ся в альдегиды, спирты, кетоны, кислоты — вторичные продукты
окисления.
Как видно из схемы, окислительная стабильность растительных
масел и жиров обусловлена реакционной способностью окисляюще-
гося вещества RH (жирно-кислотным составом), наличием ингибито-
ра InH (природного а-токоферола и других антиоксидантов, присут-
ствующих в растительных маслах) и инициаторов окисления W. (пе-
рекисей, вторичных продуктов окисления, металлов переменной ва-_
лентности и др.). Наличие последних приводит к возрастанию скоро-
сти окисления растительных масел, что снижает их пищевую и биоло-
гическую ценность.
Одновременно с окислением при температуре окружающей среды
или в присутствии кислорода при повышенных температурах сильно
ненасыщенные жирные кислоты подвергаются полимеризации.
В ряде случаев происходит сополимеризация полиненасыщенных
жирных кислот.
Мероприятия по предотвращению окислительных процессов в
растительных маслах при проведении технологического процесса и
при хранении будут рассмотрены при описании отдельных процес-
сов.
3. ТРАНСПОРТИРОВКА И ПРИЕМ
ЖИРОВОГО СЫРЬЯ
На жироперерабатывающие предприятия поступает различное
жировое сырье. Основное количество его прибывает в железнодорож-
ных цистернах, а также в контейнерах и автомобильных цистернах.
Все жировое сырье на предприятиях хранят в баках (жирохрани-
лищах вместимостью 100-2000 м3) раздельно по виду и сорту. Смеше-
ние различных жиров не допускается. Баки имеют трубопроводы для
забора жира из нижней, средней и верхней части, шарнирные трубы
для забора верхних слоев, а также змеевики для разогрева твердых ма-
сел и жиров.
Жиры в бочках хранят на специальных складах под навесом.
Предприятия имеют маслосливное хозяйство, которое предназначено
для приема, хранения, отпуска масел и жиров и сохранения их каче-
ства при минимальных потерях.
Маслосливное хозяйство включает в себя сливно-наливные уст-
ройства для железнодорожных цистерн, устройство для приема ма-
сел и жиров, поступающих в автоцистернах, бочках и контейнерах.
В районах с устойчиво низкой температурой сливо-наливные уст-
ройства имеют дополнительное оборудование для разогрева твер-
дых масел и жиров.
Для быстрого слива и налива вдоль железнодорожного полотна
сооружается эстакада. На ней устанавливают подъемные приспособ-
ления для спуска в цистерну сливных и разогревающих устройств.
Под эстакадой расположены трубопроводы для подачи горячей воды
или пара к разогревающим устройствам, для подвода сжатого воздуха.
Доставляемые в цистернах жидкие жиры сливают самотеком в
приемную коробку, находящуюся ниже уровня рельс. При отсутствии
нижнего сливного устройства жидкие жиры из цистерн сливают при
помощи сифонной трубы.
44
2.9. Продукты окислительной порчи масел и жиров
При приемке, в процессе хранения или передачи масел и жиров
отбирают пробы, определяют качественные показатели, результаты
определений заносят в журнал.
В табл. 14 приведены температурные режимы хранения и транс-
портирования растительных масел и'животных жиров.
Таблица 14
Температурные режимы хранения, транспортирования, налива и слива
растительных масел н животных жиров, °C
Масло, жир Хранение и наливная доставка Палив и слив
Минимальная Максимальная Минимальная | Максимальная
Арахисовое масло Окружающей среды Окружающей среды 20 25
Горчичное масло То же То же 15 20
Кокосовое масло 27 32 40 45
Кукурузное масло Окружающей среды Окружающей среды 15 20
Льняное масло То же То же 15 20
Оливковое масло » » » » 15 20
Пальмовое масло 32 40 50 55
Пальмовый олеин 25 30 32 35
Пальмовый стеарин 40 45 60 70
Пальмоядровое масло 27 32 40 45
Подсолнечное масло Окружающей среды Окружающей среды 15 20
Рапсовое масло То же То же 15 20
Соевое масло » » » » 20 20
Хлопковое масло » » » » 20 25
Жиры рыб 20 25 25 30
Свиной жир 40 45 50 55
Говяжий жир 45 55 55 65
4. ЦЕЛЬ РАФИНАЦИИ И ОСНОВНЫЕ
МОДУЛИ
Природные масла и жиры представляют собой сложную много-
компонентную систему, состоящую в основном из триацилглицери-
нов различного состава, строения и степени непредельности, из раз-
нообразных сопутствующих веществ, молекулярно- и коллоиднора-
створимых в триацилглицеринах. Степень растворимости определя-
ется составом и структурой этих веществ, часть которых является по-
верхностно-активными веществами, стабилизирующими их коллоид-
ную растворимость.
Количество сопутствующих веществ невелико, но они определя-
ют качество масел и жиров, в значительной мере влияют на их техно-
логические свойства. Так, некоторые сопутствующие вещества и при-
меси снижают качество и пищевую ценность жиров, их содержание
регламентируется допустимыми нормами. Свободные жирные кисло-
ты снижают пищевые достоинства масел, высокое их количество в
маслах, употребляемых в пищу, может явиться одной из причин забо-
леваний гастритом желудка. В процессе получения, хранения и транс-
портирования масла входят в контакт с поверхностью металлических
аппаратов, сосудов, трубопроводов и т.п. При этом жирные кислоты
взаимодействуют с металлом с образованием железистых мыл. Кати-
оны металлов переменной валентности катализируют цепную реак-
цию окисления масел, что отрицательно сказывается на качестве ма-
сел пищевого назначения, сокращаются сроки хранения.
Фосфолипиды, растворенные в свежевыработанном масле, при
хранении поглощая влагу коагулируют, образуют осадки, ухудшая то-
варный вид продукта. Кроме того, фосфолипиды действуют как эмуль-
гаторы, способствуя образованию и стабилизации эмульсий типа «вода
в масле», что усложняет рафинацию масел. Фосфолипиды избиратель-
но сорбируются на поверхности твердых сорбентов, применяемых на
46
4.1. Цель рафинации
стадиях отбелки при рафинации, сорбируются на поверхности твердых
катализаторов, что приводит к повышенному их расходованию и
затрудняет отделение от масла или саломаса на стадии фильтрации.
Пигменты ухудшают товарный вид отдельных масел и жиров.
Окраска масел нежелательна в тех случаях, когда при использовании
масел, саломасов для производства маргариновой продукции в них
вводят специальные окрашивающие добавки (например p-каротин —
для придания маргарину окраски свойственной сливочному маслу).
Ароматические вещества придают большинству видов масел специ-
фический запах; при использовании масел для получения маргарино-
вой продукции их присутствие вообще недопустимо, так как в марга-
рины вводят специальные ароматизаторы.
4.1. ЦЕЛЬ РАФИНАЦИИ
Для повышения пищевого достоинства и технологических
свойств масел и жиров их подвергают различной степени очистки —
рафинации. Это ряд важнейших технологических процессов обработ-
ки жиров (масел) с целью удаления из них примесей и тех сопутству-
ющих веществ, которые снижают качество и технологические свой-
ства продукта.
В результате рафинации улучшаются качественные показатели
масел. Так, нерафинированные соевое, рапсовое, кукурузное и другие
масла из-за неудовлетворительного вкуса и запаха в пищу вообще не-
пригодны, но после рафинации они становятся пищевыми продукта-
ми. Нерафинированное («черное») хлопковое масло (токсичное из-за
присутствия госсипола и его производных) настолько улучшается по
качественным показателям после рафинации, что становится одним
из лучших пищевых масел.
Потребителями рафинированных жиров являются многие пище-
вые отрасли: масложировая, хлебопекарная, кондитерская, консерв-
ная, пищеконцентратная и др. Рафинированные жиры также исполь-
зуют для технических целей (олифоварение, машиностроение, хими-
ческая, текстильная промышленности и др.).
Рафинация представляет собой сложный комплекс различных
физических и химических процессов, посредством которых можно
избирательно воздействовать на сопутствующие вещества, ослаблять
47
4. Цель рафинации и основные модули
4.2. Основные модули рафинации
их связи с ТАГ и выводить из состава масла. Характер и последова-
тельность процессов определяются, с одной стороны, природой масел
и их качеством, с другой — требуемой глубиной очистки.
В связи с этим большое внимание уделяется выбору таких усло-
вий проведения отдельных этапов рафинации, при которых ТАГ мак-
симально предохраняются от неблагоприятного воздействия влаги,
кислорода воздуха, температуры и химических агентов. Кроме того,
цель рафинации — максимальное выведение из масла наиболее цен-
ных сопутствующих веществ с сохранением их свойств для использо-
вания в качестве самостоятельных продуктов. К ним относятся, на-
пример, фосфолипиды, свободные жирные кислоты, восковые веще-
ства. Они широко применяются для пищевых и технических целей.
Так, в пищевой промышленности используют фосфолипиды, в косме-
тической — фосфолипиды и восковые вещества, для технических це-
лей — фосфолипиды и свободные жирные кислоты. В результате ра-
финации из масел должны быть удалены ядохимикаты. Их содержа-
ние не может превышать предельно допустимые концентрации
(ПДК) — см. Приложение.
К рафинированным маслам в зависимости от целевого назначе-
ния предъявляют ряд основных требований. Масла и жиры, идущие
непосредственно на пищевые цели, должны рафинироваться по пол-
ному циклу, который включает: выведение фосфорсодержащих и вос-
коподобных веществ, удаление свободных жирных кислот, красящих
и одорирующих веществ.
Масла, используемые для различных технических целей или
направляемые на гидрогенизацию, подвергают более короткому
циклу рафинации. В этом случае исключается удаление одорирую-
щих веществ.
В настоящее время рафинация стала основным звеном в сложной
схеме получения и переработки растительных масел и жиров. '
4.2. ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ РАФИНАЦИИ
Различное качество масел и жиров, поступающих на рафинацию,
а также разнообразные требования, предъявляемые к рафинирован-
ным жирам, указывают на то, что в каждом отдельном случае необхо-
димо применять определенные методы рафинации или их сочетания.
[давным фактором является способность используемых реагентов
или методов избирательно воздействовать на отдельные сопутствую-
щие вещества, разрушая или ослабляя их связи между собой и ТАГ. В
результате этого нарушается равновесие в коллоидной системе ТАГ-
сопутствующие вещества, снижается их растворимость в маслах, что
позволяет выделить эти вещества в виде отдельной фазы.
Например, фосфолипиды выделяют при обработке масел водой
или водными растворами электролитов. Этот прием называют гидра-
тацией. Свободные жирные кислоты могут быть удалены в виде со-
лей (мыл) при взаимодействии с гидрооксидом натрия. Этот процесс
носит название нейтрализации. Красящие вещества извлекают адсор-
бционной очисткой — отбеливанием, одорирующие вещества, про-
дукты окисления жиров и ядохимикаты — дезодорацией. Однако воз-
действие этих процессов не является полностью избирательным. Так,
при гидратации наблюдается некоторое снижение содержания сво-
бодных жирных кислот в масле и частичное его осветление; при нейт-
рализации достигается также некоторое осветление масел и т. и.
Таким образом, многообразие состава и свойств масел, жиров и
сопутствующих веществ определяет и многостадийность способов и
приемов удаления или извлечения их с целью достижения необходи-
мой степени очистки.
Для правильного построения технологических схем рафинации,
выбора оптимальных параметров ведения технологических процессов
схему рафинации следует представить как состоящую из отдельных
последовательно осуществляемых модулей, отличающихся по целе-
вому назначению использованных для этого приемов.
Модуль 1 — гидратация (схема 1). Назначение - максимально
извлечь из масел фосфолипиды и другие гидрофильные вещества. На
гидратацию поступает нерафинированное масло, прошедшее первич-
ную очистку. После завершения процесса получают гидратированное
масло и фосфатидный концентрат.
Модуль 2 — нейтрализация или щелочная рафинация (схема 2).
Назначение — максимально извлечь свободные жирные кислоты.
Процесс включает в себя также промывку и.высушивание нейтрали-
зованных масел и жиров. На нейтрализацию поступают гидратиро-
ванные масла, масла без предварительной гидратации и саломасы.
После завершения процесса получают рафинированное масло и отхо-
ды — соапстоки, промывные воды.
48
49
4. Цель рафинации и основные модули
Схема 1, Модуль 1 — гидратация
Схема 2. Модуль 2 -- нейтрализация или щелочная рафинация
Модуль 3 — адсорбционная очистка (отбеливание) (схема 3).
Назначение — извлечение из масел пигментов, а также остатков фос-
фатидов и мыла после щелочной рафинации. Отбеливание проводят
специальными адсорбентами, в результате получают рафинирован-
ное отбеленное масло и отходы — отработанный адсорбент.
Модуль 4 — вымораживание (винтеризация) (схема 4). Назначе-
ние — удаление из рафинированных масел воскоподобных веществ.
Получают рафинированное масло и отходы — восковые вещества. Ис-
пользуют в основном этот модуль для очистки подсолнечного и куку-
рузного масла. На некоторых предприятиях винтеризации подверга-
ют нерафинированные или гидратированные масла для последующей
реализации в фасованном виде.
50
4.2. Основные модули рафинации
Схема 3. Модуль 3 — адсорбционная очистка (отбеливание)
Схема 4. Модуль 4 — вымораживание (винтеризация)
Модуль 5 — дезодорация (схема 5). Назначение — удаление из ма-
сел и жиров одорирующих веществ, определяющих вкус и запах. В сов-
мещенном процессе бесщелочной рафинации (физической рафина-
ции) обеспечивается также и дистилляционное удаление свободных
жирных кислот. Получают рафинированное дезодорированное масло
(жиры) и отходы — продукты отгонки (жировые погоны).
Блок-схемы. При рафинации масел, направляемых на гидрогени-
зацию для получения пищевых саломасов (например, подсолнечного
нерафинированного масла) блок-схема рафинации будет состоять из
модулей, представленных на схеме 6.
Полученное рафинированное масло отвечает требованиям к каче-
ству масел, применяемых при выработке пищевого саломаса.
51
4. Цель рафинации и основные модули
Схема 5. Модуль 5 — дезодорация
В случае рафинации подсолнечного и кукурузного масла с целью
получения салатного масла, реализуемого через торговую сеть в по-
требительской расфасовке, в блок-схему (см. схему 7) добавляется
модуль 4 — вымораживание.
При рафинации масел для производства маргариновой продук-
ции (майонезов, маргаринов, кулинарных жиров и др.) блок-схема
(см. схему 8) строится по полному циклу:
Рафинация гидрированных и переэтерифицированных жиров
осуществляется по блок-схеме (см. схему 9).
Аналогично строятся и другие блок-схемы с учетом природы и ка-
чества исходных жиров, а также требований потребителя к получае-
мым рафинированным жирам.
Соответствующие блок-схемы подбирают с учетом достижения
высоких экономических показателей рафинации и качества получае-
мого продукта.
В последние годы все шире используют дистилляционный способ
рафинации (физическая рафинация), предусматривающий предвари-
тельную обработку масел и жиров с целью возможно более полного
удаления фосфолипидов (супер-гидратация), отбеливание, вымора-
живание (для подсолнечного, кукурузного масла). Удаление свобод-
52
4.2. Основные модули рафинации
53
4. Цель рафинации и основные модули
ных жирных кислот совмещают с дезодорацией, то есть их удаляют
дистилляцией. Для растительных масел (например, подсолнечного)
применяют блок-схему, показанную на схеме 10.
Для пищевого саломаса блок-схема (схема 11) включает деметал-
лизацию путем совмещения предварительной кислотной обработки
саломаса с последующей адсорбционной очисткой.
5. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ
И МЕТОДОВ РАФИНАЦИИ
К процессам, проводимым на отдельных стадиях (модулях) рафи-
нации масел и жиров, относят следующие:
♦ гидромеханические, скорость которых определяется законами
гидродинамики; сюда входит разделение суспензий и жидких неодно-
родных сред в гравитационном поле или в поле центробежных сил, а
также фильтрование;
♦ физико-химические, которые протекают со скоростью, опреде-
ляемой химической кинетикой и условиями массопереноса реагиру-
ющих веществ, физическим воздействием на систему; к ним относят
нейтрализацию, вымораживание, гидратацию и т. п.;
♦ массообменные, связанные с переносом одного или нескольких
компонентов исходной смеси из одной фазы в другую; эта группа
включает адсорбцию, экстракцию из растворов, дистилляцию и др.
По способу организации процессы рафинации делят на периоди-
ческие и непрерывные.
Такая классификация в известной мере условная, но дает пред-
ставление о сущности протекающих процессов и области применяе-
мых методов рафинации. Использование каждого из перечисленных
методов без учета их взаимосвязи может привести к неправильному
построению схемы рафинации в целом. Поэтому обязанностью техно-
лога является четкое знание основных принципов каждого метода, его
потенциальных возможностей, а также наиболее рациональное соче-
тание модулей для достижения необходимой степени очистки масла.
Классификация методов рафинации жиров приведена в табл. 15.
Гидродинамические процессы используются на отдельных стади-
ях рафинации для разделения фаз, образующихся в результате воз-
действия на масло различных факторов. Самостоятельное значение
эти процессы имеют в случае первичной очистки масла на маслозаво-
55
5. Классификация процессов и методов рафинации
Таблица 15
Классификация методов рафинации жиров
Процессы 1 Методы рафинации | Основное назначение
Г идромеханическис Отстаивание Центрифугирование Фильтрование Разделение образовавшихся фаз Первичная очистка Первичная очистка
Физико-химические Г идратация Вымораживание Нейтрализация Промывка Извлечение фосфолипидов и других гидрофильных веществ Извлечение высокоплавких веществ Удаление свободных жирных кислот Удаление мыла и других водорастворимых веществ
Массообменные Высушивание Адсорбционная очистка Дезодорация Дистилляционная рафинация Удаление влаги Удаление пигментов н других окрашенных веществ Удаление одорирующих веществ Удаление свободных жирных кислот и одорирующих веществ
дах при выпуске товарной продукции. На отдельных стадиях рафина-
ции гидродинамические процессы применяют для разделения фаз:
♦ жидкость-жидкость — при проведении гидратации (гидратиро-
ванное масло—фосфолипидная эмульсия), при нейтрализации (нейт-
рализованное масло—соапсток), при промывке (промытое масло-
промывная вода);
♦ жидкость-твердое вещество на стадии адсорбционной очистки (от-
беленное масло-отработанная отбельная земля), на стадии выморажива-
ния (вымороженное масло—отработанный фильтровальный порошок).
5.1. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
5.1.1. Разделение фаз — отстаивание
Отстаивание представляет собой в широком смысле процесс раз-
деления фаз различной плотности под действием гравитационного
56
5.1. Гидромеханические методы
поля (силы тяжести), в частном случае — отделение твердой фазы от
жидкой.
Скорость осаждения условно шарообразной частицы по закону
Стокса равна:
o = «/2g(pT~ р)/18ц,
где v — скорость осаждения, м/с; d — диаметр частицы, м; g — ускоре-
ние свободного падения (9,81 м/с2); рт — плотность частицы, кг/м3;
р — плотность сплошной фазы, кг/м3; ц — динамическая вязкость
сплошной фазы, Па с.
В нерафинированном масле могут находиться примеси и сопут-
ствующие вещества в твердом или жидком состоянии в виде частиц
различной дисперсности, крупных конгломератов и тонкодисперс-
ных взвесей.
Процесс оседания частиц длителен в основном из-за высокой вяз-
кости масел. Для повышения скорости осаждения обычно повышают
температуру, однако это может привести к растворению части дис-
персной фазы.
Отстаивание широко применяют на стадиях первичной очистки
масла как самостоятельную операцию для отделения взвешенных и
частично коагулированных веществ. При рафинации отстаивание ис-
пользуют как вспомогательную операцию — чаще всего в периодичес-
ких схемах непосредственно в аппаратах, где осуществляется кон-
кретная стадия обработки. Осаждение длительное время идет по всей
высоте слоя масла, отстоявшееся масло сливается или передается в
другой аппарат, а осевший осадок — в емкости для хранения. Отстаи-
вание широко применяют в системе первичной очистки жиросодер-
жащих вод (жироловушки, барометрические колодцы).
Созданы отстойники непрерывного действия, в которых процесс
интенсифицирован в результате осаждения частиц в тонком слое.
Схема работы тарельчатого отстойника показана на рис. 1. Внутри
вертикального цилиндрического аппарата с коническим днищем и
крышкой находится пакет конических тарелок, которые делят про-
странство аппарата на ряд камер ап б.
Каждая камера ограничена сверху и снизу тарелками 1 с кольце-
вым бортом, действующими как самостоятельный отстойник. Коли-
чество тарелок определяет производительность аппарата. Для эффек-
тивной работы тарелки установлены под углом наклона 35-45°, тол-
57
5. Классификация процессов и методов рафинации
Рис. 1. Принципиальная схема действия та-
рельчатого отстойника:
1 — тарелки с кольцевым бортом; 2 — отверстия; 3 — окна;
4 — центральная труба; 5 — смотровой фонарь; 6 — отвод-
иая труба
щина слоя масла здесь составляет 30-
50 мм. Принцип действия отстойника
заключается в следующем. Суспензия не-
прерывно подается по центральной трубе
4 и через окна 3 поступает в камеры б.
Масло движется в отстойной камере б,
огибая край верхней тарелки, и поступа-
ет в камеру а. Благодаря малой скорости
движения основное количество тяжелой
фазы оседает на наружную плоскость та-
релок 1, сползает и накапливается в ниж-
ней части отстойника, а осветленное мас-
ло через отверстия 2, расположенные под
верхними тарелками в камере а, выво-
дится в отдельную для каждой камеры
отводную трубу 6. Все трубы объединены
в общий коллектор. На каждой из них ус-
тановлен смотровой фонарь 5, что позво-
ляет наблюдать за маслом, вытекающим
из камер. В случае поступления из какой-нибудь камеры мутного мас-
ла ее отключают или регулируют количество выходящего масла, а
значит и его скорость движения в камере. Осадок периодически или
непрерывно выводится через патрубок, расположенный в днище ап-
парата. Наружная поверхность конусных тарелок хорошо отполиро-
вана. В зависимости от размеров производительность отстойников
колеблется от 25 до 75 т масла в сутки. Их используют в схемах гидра-
тации (и реже — нейтрализации) хлопкового масла.
В Кубанском государственном технологическом университете
разработана конструкция статического сепаратора (непрерывно дей-
ствующего тонкостенного отстойника), который применяют для раз-
деления фаз на стадиях гидратации, нейтрализации, промывки, вымо-
раживания (рис. 2).
58
5.1. Гидромеханические Методы
рис. 2. Схема тонкостенного пластинча-
того отстойника:
/ — входное распределительное устройство; 2 —
зона разделения осадка; 3 — выходное распредели-
тельное устройство; 4 — бункер для сбора осадка;
5 — распределительный модуль
Статический сепаратор работает
следующим образом. Разделяемая
смесь непрерывно подается во вход-
ное распределительное устройство 1, посредством которого поток
жидкости равномерно распределяется по всему сечению модуля 5 (по
тонкослойным элементам). Здесь дисперсная фаза под воздействием
гравитационных сил оседает на пластину и по мере накопления спол-
зает по ней в бункер для сбора осадка 4, откуда непрерывно или пери-
одически выводится. Осветленное масло движется по тонкослойному
элементу и, пройдя выходное распределительное устройство 3, выво-
дится из сепаратора.
Распределительный модуль 5 состоит из каркаса, в котором жест-
ко закреплены металлические пластины под углом 30-60° к горизон-
тальной плоскости на расстоянии друг от друга 10-30 мм. Простран-
ство, ограниченное пластинами, представляет собой тонкослойный
элемент.
Эффективность работы статического сепаратора определяется
расстоянием между пластинами d, высотой осаждения осадка h и уг-
лом наклона пластин q. Эти величины связаны между собой соотно-
шением h = d/cosq. Угол наклона пластин определяет скорость выве-
дения осадка из зоны и непосредственно влияет на остаточное содер-
жание осадка в очищенном масле. В то же время, увеличение угла на-
клона, как видно из формулы, приводит к увеличению высоты осаж-
дения, что может отрицательно сказываться на качестве очищенного
масла. Только оптимальная величина угла наклона и высоты осажде-
ния позволяет получить наилучшие качественные характеристики
очищенных масел. Это соотношение зависит от вида очищаемого мас-
ла, используемых реагентов, технологических режимов.
Преимущество статического сепаратора — высокая эффектив-
ность разделения при простоте конструкции. Аппарат позволяет от-
делять вязкие крупнодисперсные осадки, удаление которых на цент-
робежных сепараторах и центрифугах затруднено.
59
5. Классификация процессов и методов рафинации
5.1.2. Разделение фаз — центрифугирование
Отстаивание в гравитационном поле — малоэффективно, осуще-
ствляется в громоздкой аппаратуре, возможности его интенсифика-
ции ограничены. Значительно эффективнее происходит разделение
фаз в центробежном поле.
Аппараты, в которых неоднородные смеси (суспензии, эмульсии
и др.) разделяют под действием центробежных сил, называются цент-
рифугами или сепараторами.
Сравнить скорости осаждения частиц в центробежном и гравита-
ционном полях можно, анализируя уравнения движущих сил. Сила,
действующая на частицу:
(/ = m<o2/R (в центробежном поле);
С = mg (в гравитационном поле),
где С , Сг — сила, Н; т - масса частиц, кг; g — ускорение свободного
падения, м/с2; ar/R — центробежное ускорение, м/с2 (R — радиус вра-
щения, м; со - окружная скорость вращения, м/с).
Соответственно этому скорости осаждения частиц равны:
г/ = (Р (|Зт — Р)со2/(18р7?) (в центробежном поле);
г/ = (Р (Рт — p)g/(18p) (в гравитационном поле),
где d — диаметр частиц, м; (рт - р) — разность плотностей разделения
фаз, кг/м3; п — динамическая вязкость сплошной фазы, Па • с.
Отношения С /Сг и показывают, во сколько раз увеличивает-
ся сила, действующая на частицу, или скорость ее осаждения в цент-
робежном поле по сравнению с гравитационным.
Подставив соответствующие значения, получим: х
CJC-vJv-^/Rg.
Отношение центробежного ускорения к ускорению свободного
падения называют фактором разделения:
Фр = о>2Ж
где со = 2лФи (п — частота вращения, с ’).
Подставив значение окружной скорости вращения, получим:
60
5.1. Гидромеханические методы
<Dp = (2jdln)2/Rg = 4Rn2.
фактор разделения пропорционален квадрату частоты вращения
и радиусу вращения. Фактор разделения — важная характеристика
конструкции центробежных машин, так как при прочих равных усло-
виях разделяющее действие центрифуги возрастает пропорциональ-
но величине Фр.
Важнейшей особенностью центрифуг, используемых в промыш-
ленности, является разделение фаз в тонком слое. Расстояние между
коническими плоскостями тарелок составляет от долей миллиметров
до 1-2 мм, что значительно сокращает время отстоя.
Центробежная сила Р (рис. 3) вертикальная к оси вращения, дей-
ствующая на тяжелую фазу (условно точку) на внутренней поверхно-
сти конической тарелки разделяется на вертикальную Рв к этой по-
верхности и касательную Рк силы. Именно касательная составляющая
перемещает тяжелую частицу вниз и далее через отверстие на перифе-
рию, откуда вытесняется из центрифуги под напором поступающей на
разделение смеси.
Рис. 3. Схема действия сил при разде-
лении фаз в центробежном поле:
1 — ось вращения; 2 - конические тарелки;
3 — условная точка
В промышленности в зависимости от фактора разделения разли-
чают нормальные и скоростные центрифуги (сверхцентрифуги). Нор-
мальные центрифуги (Фр < 3500) применяют главным образом для
разделения различных суспензий (за исключением тех, которые име-
ют очень малую концентрацию дисперсной фазы). Сверхцентрифуги
(Фр > 3500) служат для разделения эмульсий и тонкодисперсных сус-
пензий.
Существенный признак конструкции центрифуг — способ вы-
грузки из них осадка, который может проходить периодически или
непрерывно под действием центробежной силы.
61
5. Классификация процессов и методов рафинации
По назначению центробежные машины бывают осадительно-ос-
ветляющие (^тарификаторы) — для разделения суспензий (рис. 4, а)
и разделяющие (пурификаторы) — для разделения жидкостей, незна-
чительно различающихся по плотностям (рис. 4, б).
Рис. 4. Принципиальная схема разделения фаз в барабане сепаратора:
а — разделение суспензии жидкость-твердое вещество (осаждение); б — разделение фаз
жидкость-жидкость (разделение)
Принцип действия разделяющего барабана сепаратора показан на
рис. 5. Разделяемая жидкость вводится по центральной полой трубе 4
и проходя под нижней сплошной распределительной тарелкой 8, рав-
номерно поступает в чашу вращающегося барабана 2, внутри которо-
го находится пакет конических тарелок 7, насажанных на тарелкодер-
Рис. 5. Принципиальная схема
действия разделяющего бараба-
на сепаратора
62
5.1. Гидромеханические методы
жатель 1. Осаждение (разделение) происходит в тонком слое между
тарелками. Под действием центробежной силы более тяжелая жид-
кость по внутренней поверхности конических тарелок перемещается
к периферии барабана 2, по мере накопления поднимается вверх и не-
прерывно над верхней разделительной тарелкой выходит из сепарато-
ра через канал 3. Масло, как более легкая фракция, под действием
вновь поступающей на разделение жидкости продвигается ближе к
осевой части сепаратора и выводится через канал 5.
В современных конструкциях разделяющих сепараторов на ли-
нии выхода легкой и тяжелой фракций на валу установлены турбинки
и другие устройства, которые под давлением транспортируют каждую
фракцию к выходу. В таких машинах можно регулировать степень
разделения и качество фракций. Для этого на линии выхода легкой
фракции большинства центрифуг устанавливают специальное регу-
лирующее запорное устройство, которым можно создавать противо-
давление на выходе. При этом с увеличением давления улучшается
степень отделения тяжелой фракции. Подбирая оптимальное проти-
водавление, можно обеспечить высокую степень разделения, т. е.
практически освободить легкую фракцию от тяжелой, и наоборот. Та-
кие сепараторы работают в герметических условиях.
Разделяемые реальные жидкости (масло—фосфолипидная эмуль-
сия, масло—соапсток) всегда содержат некоторое количество твердых
включений, которые образуют фазу, накапливающуюся в шламовом
объеме барабана сепаратора, резко ухудшающую эффект разделения
и вызывающую увеличение потерь жира и снижение производитель-
ности из-за простоев в работе, поскольку необходимо разбирать и
очищать тарелки сепаратора и его барабан.
Для устранения этих недостатков созданы конструкции самораз-
гружающиеся сепараторы с высоким фактором разделения. Они обо-
рудованы специальным автоматическим устройством с программным
управлением для удаления накопившегося твердого осадка без оста-
новки сепаратора.
На рис. 6 представлен общий вид последней модели саморазгру-
жающегося сепаратора РХ-90 фирмы Tetra Laval, на рис. 7 — устрой-
ство его разделительного барабана.
Разделяемая смесь (например, нейтрализованное масло — соап-
сток) подается насосом в полый вал 2, поднимается с вращательным
Движением и попадает под распределительную тарелку 10, равномер-
63
5. Классификация процессов и методов рафинации
Рис. 6. Саморазгружающейся сепаратор РХ-90 фирмы Tetra
Laval:
1 - поступление смеси на разделение; 2 — опоры; 3 — сборник шлама; 4 —
основание и крышка корпуса; 5 - пакет тарелок; 6 — устройство принуди-
тельного вывода легкой и тяжелой фазы; 7 — устройство автоматического ре-
гулирования; 8 — вывод тяжелой фазы; 9 — вывод легкой фазы; 10 — шламо-
вый объем, отверстия, щель для вывода шлама; 11 — привод центрифуги; 12 —
устройство подачи гидравлической и буферной воды
64
5.1. Гидромеханические методы
Рис. 7. Схема работы саморазгружающегося сепарато-
ра РХ—90 фирмы Tetra Laval:
1 — полый вал привода сепаратора; 2 — поступление смеси на разделе-
ние; 3 — подача воды на гидравлическую систему; 4 — пружина воз-
врата подвижного днища; 5 — опорная плита; 6 — подвижное днище
затвора шламового канала; 7 — днище барабана центрифуги; 8 — коль-
цевой канал выброса шлама (открыт); 9 — канал поступления воды
для создания буфера и промывки шламового объема: 10 — распреде-
лительная глухая тарелка; 11 — тарелкодержатель; 12 — устройство
принудительного вывода легко фазы; 13 — фрагмент крышки защит-
ного кожуха; 14 — вывод тяжелой фазы; 15 - устройство принуди-
тельного вывода тяжелой фазы; 16 — вывод легкой фазы; 17 — крышка
барабана центрифуги; 18 — глухая разделительная тарелка; 19 — пакет
тарелок; 20 — накидная гайка соединения днища и крышки барабана;
21 — зона осаждения шлама; 22 — рабочая зона (объем) гидравличес-
кой жидкости
3 Зак 3461
65
5. Классификация процессов и методов рафинации
но распределяется между пакетом конических тарелок 19. Происхо-
дит разделение фаз. Легкая фаза (масло) освобождается от соапстока
под действием непрерывно поступающей на разделение смеси, пере-
мещается к оси вращения, попадает в механизм принудительного вы-
ведения 12 и через патрубок 16 выгружается из сепаратора. Тяжелая
фаза движется к периферии барабана и над глухой разделительной
тарелкой 18 направляется к механизму принудительного вывода тя-
желой фазы 15, через патрубок 14 выводится из сепаратора. Твердая
фаза и вязкие включения накапливаются в шламовом объеме бараба-
на в зоне между крышкой 17 и днищем 7 барабана.
По мере накопления шлама возможно ухудшение работы сепара-
тора, поэтому он периодически (по программе) выводится из бараба-
на. Для этого в объем между подвижным днищем затвора шламового
объема 6 и днищем барабана 7 по каналу 3 подается гидравлическая
жидкость (вода) под давлением 0,15-0,25 МПа. В результате подвиж-
ное днище 6 опускается и образуется кольцевая щель 8, через которую
шлам под давлением выбрасывается между крышкой 17 и днищем ба-
рабана 7. Одновременно для полноты выведения шлама и создания
препятствия выходу со шламом разделенных фаз по разделительному
каналу из полого вала 1 и по каналу 9 под давлением поступает буфер-
ная вода, которая устремляется в шламовый объем. Часть буферной
воды промывает внутреннюю полость барабана и выходит со смытым
шламом. Основной поток воды создает буфер, препятствующий выхо-
ду со шламом тяжелой фазы. Процесс выгрузки шлама длится доли
секунды, давление гидравлической жидкости снижается под действи-
ем пружин возврата 4, подвижное днище 6 поднимается вверх и плот-
но закрывает разгрузочную щель 8. Герметичность щели обеспечивает
уплотнительное резиновое кольцо. Одновременно прекращается по-
дача буферной воды. Очищенный сепаратор без остановки продолжа-
ет работу в нормальном режиме. Этот процесс осуществляется авто-
матически программным устройством.
Фирма Tetra Laval является ведущей в мире по созданию центри-
фуг различного назначения. В масложировой промышленности ис-
пользуют всевозможные типоразмерные сепараторы: герметичные
или полугерметичные. В них разделенные фазы выводятся раздельно
специальными турбинками.
На рис. 8 представлен общий вид саморазгружающегося сепара-
тора фирмы «Вестфалия». Смесь, подаваемая для разделения, посту-
66
5.1. Гидромеханические методы
Рис. 8. Саморазгружающейся сепаратор фирмы «Вестфалия»:
1 — двигатель сепаратора; 2 — герметичный защитный кожух сепаратора; 3 — вывод тяжелой
фазы; 4 — барабан сепаратора (крышка, днище, накидная гайка); 5 — линия подачи воды для про-
мывки шламового объема и создания буфера; 6 — вывод легкой фазы; 7 — клапан регулировки
противодавления; 8 — патрубок подачи смеси на разделение; 9 — капал движения тяжелой фазы;
— регулирующее устройство; 11 — турбинка принудительного вывода тяжелой фазы; 12 — тур-
бинка принудительного вывода легкой фазы; 13 — канал поступления разделяемой смеси в бара-
бан; 14 — тарелка-держатель; 15 — фиксатор центровки подающей трубы — капал поступления
смеси; 16 — глухая разделительная тарелка; 17 — пакет тарелок; 18 — глухая распределительная
тарелка; 19 — шламовый объем барабана, шламовыводящая щель; 20 — подвижное и неподвижное
Днище механизма гидравлического открытия шламовой щели; 21 — вал центрифуги; 22 — канал
слива шлама; 23 — редуктор; 24 — картер привода
67
5. Классификация процессов и методов рафинации
пает сверху через патрубок 8. Вывод разделенных фаз (легкой и тяже-
лой) осуществляется турбинами 11 и 12. Сепаратор изготовляется в
герметичном и полугерметичном исполнении, что позволяет регули-
ровать качество разделения путем создания противодавления на ли-
нии выхода легкой фазы 6. Схема вывода шлама принципиально не
отличается от таковой для сепаратора РХ-90 и проводится путем раз-
дельной подачи воды в систему гидравлического открытия и закры-
тия выпускной щели 19, 20, а буферная вода подается сверху путем
открытия водяного крана на линии 5.
Один из типов сепараторов — горизонтальный (рис. 9). Он пред-
назначен для разделения смеси на гидратированное масло—фосфа-
тидная эмульсия, нейтрализованной масло—соапсток, масло—про-
Рис. 9. Центробежный горизонтальный сепаратор (супер-
декантор):
1 — шкив привода шнека; 2 — редуктор; 3 — шкив привода барабана;
4, 11 — подшипники вала барабана; 5 — корпус; 6 — шпек — конвейер; 7 —
разделительная камера; 8 — ввод смеси в камеру; 9 — барабан центрифуги;
10 — регулирующая шайба (кольцо); 12 — вал подачи суспензии; 13 — вы-
ходной патрубок тяжелой фазы; 14 — выходной патрубок легкой фазы;
15 — турбинка принудительного вывода легкой фазы
мывная вода. В корпусе сепаратора 5 вращается конический барабан
9, установленный на подшипниках 4, 11. Внутри барабана находится
транспортный шнек 6, вращающийся в том же направлении, что и ба-
рабан, но с меньшей скоростью, что позволяет транспортировать тя-
желую фазу к выходному патрубку 13. Смесь через полый вал 12 и
через отверстия поступает в разделительную камеру 8. Под действием
центробежных сил тяжелая фракция устремляется к внутренней
стенке вращающегося барабана 9 и шнеком перемешается к выходно-
му патрубку 13. Легкая фракция распределяется в разделительной
зоне и с вновь поступающей смесью перемещается в противополож-
68
5.1. Гидромеханические методы
ную тяжелой фракции сторону. Ее уровень в корпусе барабана под-
держивается кольцевой шайбой 10 и при помощи турбины насоса 15
выводится из сепаратора через патрубок 14.
Горизонтальная центрифуга отличается простотой обслужива-
ния, легко регулируемой степенью разделения фаз. В случае образо-
вания шлама он выводится с твердой фазой. Основной недостаток —
более низкий фактор разделения по сравнению с сепараторами та-
рельчатого типа.
Горизонтальные центрифуги используют на стадии гидратации,
нейтрализации и промывки масел. В зависимости от назначения и ус-
ловий работы они бывают герметичными и полугерметичными. В раз-
личных схемах рафинации применяют сепараторы, производитель-
ность которых колеблется от 80 до 300 т/сут и более (сепараторы фир-
мы Tetra Laval — до 750 т/сут) при частоте вращения барабана до
6500 мин1.
5.1.3. Разделение фаз — фильтрование
Этот способ разделения суспензий основан на транспортирова-
нии жидкости через пористую перегородку за счет перепада давлений
до перегородки и после нее. На фильтре остаются частицы, размер ко-
торых больше пор перегородки.
Фактически фильтрование осуществляется через слой осадка, ко-
торый со временем накапливается на перегородке.
Удельная скорость фильтрования, отнесенная к единице поверх-
ности, м3/с:
v = AV/Sdx.
ул '
Основное дифференциальное уравнение фильтрования:
ДЕ/5(/т = Ар/п (7?о< + Яфп),
где V— объем фильтрата, м3; S — поверхность фильтрования, м2; т — про-
должительность фильтрования, с; Ар — разность давлений, Н/м2; ц —
динамическая вязкость фаз суспензии, Па • с; Яж — сопротивление слоя
осадка, м 7?ф11 — сопротивление фильтровальной перегородки, м
Это уравнение — частный случай общего закона, согласно которо-
му скорость любого процесса прямо пропорциональна движущей
силе и обратно пропорциональна сопротивлению. В данном случае
69
5. Классификация процессов и методов рафинации
разность давлений (напор) представляет собой движущую силу, а об-
щее сопротивление складывается из сопротивлений осадка и филь-
тровальной перегородки.
Осадки, полученные при разделении суспензий, классифицируют
на несжимаемые и сжимаемые. У первых пористость не уменьшается
при повышении разности давлений, у вторых — снижается, а их гид-
равлическое сопротивление потоку жидкой фазы возрастает с увели-
чением разности давлений.
Повысить скорость фильтрования можно увеличением давления,
но эта возможность ограничена как конструкцией фильтра, так и ве-
роятным ухудшением качества фильтрата из-за проскока отделяемых
частиц. Увеличение скорости фильтрования в результате снижения
вязкости масла так же ограничено допустимыми температурными
пределами самого процесса. Поэтому иногда для разделения суспен-
зий методом фильтрования в масло вводят вспомогательные слабо-
сжимаемые фильтрующие вещества (порошкообразные добавки),
благодаря чему создаются условия сохранения пористости осадка.
В масложировой промышленности процесс фильтрования осуще-
ствляется периодически и непрерывно. В качестве перегородок ис-
пользуют фильтровальные ткани — хлопчатобумажные (бельтинг,
диагональ) или смешанные (хлопко-лавсанные). В некоторых конст-
рукциях фильтров в качестве перегородки служит металлическая сет-
ка и фильтрование осуществляется через слой предварительно нане-
сенного на нее осадка.
Для периодического фильтрования наиболее широко используют
фильтр-прессы с вертикальным расположением перегородок. Одна из
моделей приведена на рис. 10. Фильтр-пресс (рис.10, а) состоит из 30-
40 вертикально расположенных чередующихся рифленых плит / и пус-
тотелых рам II (рис. 10, б), образующих самостоятельную фильтрую-
щую ячейку III. Каждая рама обертывается фильтровальной тканью 8.
Плиты и рамы имеют боковые приливы 6 с отверстиями, точно совпа-
дающими при сборке и образующими канал-коллектор 9, по которому
фильтруемая жидкость подается в раму фильтр-пресса. Плиты и рамы
подвешиваются с помощью лап 3 на двух горизонтальных балках 4.
Плита в нижней части имеет кран 5 для слива жидкости, рама — канал
7, по которому фильтруемая жидкость поступает внутрь рамы.
Масло поступает в фильтр-пресс через сквозной канал 7 внутрь
рамы II и заполняет ее. Под давлением масло фильтруется через ткань
70
5.1. Гидромеханические методы
Рис. 10. Фильтр-пресс:
а — общин вид: 1 — опорная плита и станина; 2 — опорные балки; 3 — подвижная зажимная плита;
4 — гидравлическое зажимное устройство; 5 — шкаф гидравлического механизма; 6 — желоб -сбор-
ник фильтрата; 7 — поддон для осадка; 8 — пакет фильтровальных плит и рам;
б — элементы фильтр—пресса: / — рифленая плита; II — рама; III — фильтрующая ячейка;
1 — выступающий борт плиты; 2 — рифленая поверхность плиты; 3 — опорные лапы; 4 — опорные
балки; 5 — сливной канал для фильтрата с краном; 6 — приливы с отверстием; 7 — канал поступле-
ния суспензии в полость рамы; 8 — фильтровальная перегородка (ткань); 9 — коллектор подачи
суспензии
8, стекает вниз по рифленой поверхности плит I и через отверстие 5
сливается в сборный желоб.
В начальный период, когда на ткани еще не образовался фильтру-
ющий слой осадка, фильтрат вытекает мутным, его собирают отдель-
но и возвращают на повторное фильтрование. Давление при нормаль-
ной работе фильтр-пресса не должно превышать 0,15-0,25 кПа. Когда
давление фильтрования значительно возрастает, а скорость суще-
ственно снижается, процесс прекращают, осадок частично обезжири-
71
5. Классификация процессов и методов рафинации
Рис. 11. Структура фильтрую-
щей системы
вают, продувая паром, сжатым воздухом или инертным газом, а затем
фильтр-пресс разбирают, осадок с поверхности фильтровальных сал-
феток счищают, при необходимости салфетку заменяют. Фильтр-
пресс вновь собирают.
Недостатком периодического фильтрования является низкая
производительность и трудоемкость обслуживания.
Известны различные конструкции фильтров с механизированной
и автоматизированной выгрузкой осадка. Для непрерывной работы
обычно устанавливают не менее двух фильтров, которые функциони-
руют поочередно и обеспечивают непрерывную работу.
По характеру применяемых фильтрующих элементов современ-
ные фильтры можно разделить на дисковые, листовые, патронные и
другие. В качестве фильтрующей перегородки используют несколько
слоев металлической сетки (при этом верхний слой — с сечением 0,2 х
х 0,2 мм).
Перед фильтрованием для созда-
ния лучшего дренажа на фильтрую-
щие элементы наносят специальный
слой из инертного материала или со-
здают слой из фильтруемой суспен-
зии (рис. 11).
В современных схемах рафина-
ции используют дисковые фильтры
«фунда», вертикальные и горизон-
тальные пластинчатые фильтры
«Ниагара», поставляемые фирмой
«Амафильтр».
Фильтр «Фунда» (рис. 12) пред-
ставляет собой вертикальный сталь-
ной сварной аппарат с цилиндричес-
ким корпусом 1 и дном 4 в виде усе-
ченного конуса. Фильтр закрывается
сферической крышкой 10, соединяющейся с корпусом при помощи
фланцев на болтах. По центру аппарата проходит вертикальный по-
лый вал 2, на котором закреплено 40 фильтрующих дисков 3.
Фильтруемая суспензия с содержащимся в ней адсорбентом пода-
ется в фильтр через патрубок 8, расположенный в конусной части ап-
парата. Воздух удаляется из аппарата по мере его заполнения маслом
72
5.1. Гидромеханические методы
рис. 12. Дисковый фильтр с механи-
ческой выгрузкой осадка:
1 _ цилиндрический корпус; 2 — полый вал; 3 —
пакет фильтрующих дисков; 4 — коническое
днище; 5 — патрубок выхода фильтрата; 6 — слив
суспензии; 7 — конический патрубок выхода
осадка; 8 - патрубок подачи суспензии; 9 — во-
рошитель осадка; 10 - сферическая крышка;
11 — двигатель; 12 — патрубок подачи острого
пара на продувку; 13 - привод вала; 14 - ваку-
умный патрубок; 13 — патрубок подачи сжатого
воздуха (инертного газа) на продувку
через патрубок 14, соединенный с
вакуумной системой. По заполне-
нии аппарата маслом запорное ус-
тройство на патрубке 14 перекры-
вает канал, и продолжающее по-
ступать масло начинает просачи-
ваться через фильтрующую по-
верхность дисков 3, давление в
фильтре постепенно возрастает в
зависимости от сопротивления
осадка на фильтрующей поверхно-
сти. Фильтрующей частью являет-
ся только верхняя горизонтальная
поверхность дисков 3.
Фильтрованное масло проходит в полость диска и через отвер-
стие в вале 2 выводится через патрубок 5. Масляная суспензия пода-
ется непрерывно при температуре 90-100°С. Первые мутные порции
фильтрата возвращают на повторную обработку.
Постепенно на фильтрующих дисках откладывается слой отделя-
ющейся отбельной глины и давление фильтрования возрастает. Когда
это давление достигает 0,35 МПа, процесс прекращают, включают па
это время резервный фильтр и приступают к выгрузке осадка. Опера-
ция выполняется в несколько стадий. Сначала масло, находящееся в
фильтре, сливают через патрубок 6 и насосом подают во второй рабо-
тающий фильтр или в отбельный аппарат. После слива суспензии из
фильтра осадок, находящейся на поверхности фильтра, через патру-
бок 13 продувают сжатым воздухом, инертным газом, паром для сни-
жения жирности. Отжимаемое масло через патрубок 6 поступает в на-
73
5. Классификация процессов и методов рафинации
сос и возвращается в отбельный аппарат. Для более полного обезжи-
ривания осадка через патрубок 12 в перфорированное кольцо подают
острый водяной пар при давлении 0,8 МПа. Смесь отжатого масла с
водяным конденсатом выводится из фильтра через патрубок 5 в сбор-
ный резервуар для технического масла. Затем обезжиренный осадок
на дисках продувается воздухом для высушивания.
После продувки в отработанной отбельной глине остается в сред-
нем 15-25% масла, масса приобретает подвижную сыпучую структуру.
Для выгрузки осадка включают электродвигатель 11, который че-
рез клиноременный привод 13 вращает вал 2 с закрепленными на нем
фильтрующими дисками 3. Частота вращения вала — 300 мин
Под действием центробежной силы осадок сбрасывается с по-
верхности дисков в коническую часть фильтра. К нижней части поло-
го вала прикреплено три ворошителя 9, предотвращающих зависание
выгружаемого осадка. Сбрасываемый с дисков осадок отработанной
отбельной глины выгружается через разгрузочный патрубок 7, пере-
крываемый задвижкой с пневматическим приводом. После выгрузки
осадка фильтр готов к следующему циклу работы.
В России создана конструкция дискового фильтра с горизонталь-
ным расположением фильтрующих элементов с механизированной
выгрузкой осадка (ФГДС). Фильтрование осуществляется через
ткань, закрепленную на сетках диска. Эти фильтры используют чаще
всего для первичной очистки масла, реже — в модуле отбеливания.
В листовых (пластинчатых) фильтрах «Ниагара» фильтрующими
элементами служат вертикально расположенные пластины, из кото-
рых фильтрат собирается в один коллектор. Имеется несколько кон-
струкций таких фильтров. Фильтровальные пластины всегда распо-
ложены вертикально, а корпуса могут быть горизонтальные (горизон-
тальные фильтры) и вертикальные (вертикальные фильтры).
Процесс фильтрования проходит аналогично описанному выше.
Вертикальные пластинчатые фильтры устанавливают обычно в линиях
адсорбционной рафинации, горизонтальные — в линиях винтеризации.
Фильтровальный элемент этих фильтров — прямоугольные плас-
тины с натянутой трехрядной металлической сеткой. Внешняя сетка
сечением 0,2 х 0,2 мм наиболее мелкая, нижние — более грубые и слу-
жат опорой наружной фильтровальной сетки.
Работают вертикальные листовые фильтры фирмы «Ама-
фильтр» (представленные на рис. 13, а) следующим образом. Сус-
74
5.1. Гидромеханические методы
б
Рис. 13. Вертикальный пластинча-
тый фильтр:
а — в сборе: 1 — корпус фильтра; 2 — крышка
фильтра; 3 — пакет фильтровальных пластин;
4 — вибратор; 5 — запорное устройство с приво-
дом для выгрузки осадка; 6 — ввод суспензии
масла в фильтр; 7 — выход фильтрата;
б — пакет фильтровальных пластин: 1 — пакет
пластин; 2 — сборный коллектор
пензия масло—адсорбент поднимается снизу вверх, заполняя корпус
фильтра. Об окончании заполнения судят по появлению масла на
линии перелива. Нанесение фильтровального слоя проводят путем
циркуляции подаваемой суспензии из аппарата. При этом мутное
масло возвращается в отбельный аппарат. Появление прозрачного
масла указывает на начало выхода фильтрата, который направляют
в емкость фильтрованного масла.
По мере накопления осадка давление на фильтре увеличивается,
снижается производительность. Фильтрация осуществляется под
давлением не более 0,6 МПа. Герметичные фильтры, как правило, ра-
ботают попеременно. Один чистится, другой функционирует.
При очистке фильтра необходимо предварительно слить из него
масло. После этого начинают продувку паром фильтрационного осад-
ка, которую проводят 30 мин до прекращения выделения масла из
сливного канала.
Затем осадок продувают сжатым воздухом 30 мин. После оконча-
ния продувки обезжиренный осадок (лепешка) сбрасывается с фильт-
75
5. Классификация процессов и методов рафинации
Рис. 14. Горизонтальный пластинчатый фильтр в сборе:
1 — корпус фильтра; 2 — тележка с роликами для выдвижения пакета фильтровальных пластин;
3 — пакет фильтровальных пластин; 4 — патрубок подачи пара, сжатого воздуха, инертного газа;
5 — механизм выдвижения крыши и тележки 2 с пакетом пластин; 6 — крышка корпуса; 7 — выход
фильтрата; 8 — ввод суспензии масла в фильтр; 9 — сливные патрубки
ровальных пластин при помощи вибраторов через нижний люк и со-
бирается в бункере отработанного адсорбента, откуда направляется в
хранилище.
Фильтрование на герметичных горизонтальных листовых фильт-
рах фирмы «Амафильтр», применяемых, как правило, в схемах вымо-
раживания (винтеризации) осуществляется следующим образом
(рис. 14). На фильтрационные пластины предварительно намывают
защитное покрытие (дренажный слой). В емкости готовится суспен-
зия фильтровальный порошок—фильтрованное масло. Суспензия пе-
ремешивается в течение 5 мин и подается насосом на герметичные
фильтры. Первые мутные порции масла возвращают в емкость, а за-
тем насосом подают на фильтры. Появление прозрачного масла ука-
зывает на начало выхода фильтрата, который направляют в емкость
фильтрованного масла.
76
5.2. Физико-химические методы рафинации
При очистке фильтра необходимо предварительно слить из него
масло в емкость, продуть фильтрационный осадок сжатым воздухом в
течение 30 мин до прекращения выделения масла из сливного канала.
Затем открывают фильтр, включают вибратор и сбрасывают осадок.
Полный цикл работы фильтра составляет 4-5 ч, из них собствен-
но фильтрование — 3-4 ч. Допустимая толщина слоя осадка на
поверхности фильтровальных элементов — 25-30 мм.
5.2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАФИНАЦИИ
5.2.1. Гидратация фосфолипидов из масел
Гидратация фосфолипидов представляет собой завершающий
этап в технологии производства растительных масел, так как гидрати-
рованные масла устойчивы к хранению и транспортированию. При
гидратации соевого и подсолнечного масла извлекаются фосфолипи-
ды в виде самостоятельного физиологически ценного продукта, ши-
роко используемого в различных отраслях пищевой, медицинской и
комбикормовой промышленности. Для этого гидратации подвергают
только свежевыработанные непосредственно на маслодобывающих
предприятиях масла. Гидратация также является важнейшим этапом
при последующей рафинации и дальнейшей переработке раститель-
ных масел.
Основы процесса гидратации. Как уже было отмечено, фосфо-
липиды составляют наиболее сложную и ценную группу полярных
липидов, сопутствующих триацилглицеринам. Фосфолипиды при-
сутствуют в маслах сравнительно в небольших количествах, но бла-
годаря своей активности существенно влияют на товарный вид мас-
ла и его технологические свойства. Фосфолипиды не устойчивы в
нерафинированном масле, содержащем даже незначительное коли-
чество влаги (0,1-0,2%), и при его хранении частично отделяются,
образуя осадок. На тех стадиях рафинации, где используется вода
или водные растворы, они стабилизируют эмульсии, в результате
чего возникают трудности при разделении фаз. При отбеливании
некоторые фосфолипиды адсорбируются поверхностью порошка,
что приводит к увеличению его расхода. В процессе гидрогенизации
77
5. Классификация процессов и методов рафинации
масел фосфолипиды взаимодействуют с поверхностью катализато-
ра, снижая его активность, и осложняют последующее отделение ка-
тализатора от гидрируемого жира. Все это вызывает необходимость
извлекать фосфолипиды из нерафинированного масла перед его
дальнейшей переработкой.
Учитывая высокие физиологические и пищевые достоинства
фосфолипидов, а так же их широкое применение в различных отрас-
лях промышленности, предусматривается извлечение фосфолипидов
с целью производства самостоятельного продукта из подсолнечного и
соевого масел — так называемых фосфатидных концентратов различ-
ного состава и свойств.
Механизм гидратации фосфолипидов. Как уже отмечалось,
фосфолипиды являются дифильными соединениями, в которых
гидрофобная часть в основном представлена ацильными и другими
группами, а гидрофильная — отрицательно заряженной фосфатной
группой и положительно заряженной аммонийной группой. Именно
заряженные группы играют основную роль во всех видах взаимодей-
ствий, в которых участвуют фосфолипиды. Дифильность и опреде-
ляет особенности их поведения в средах, отличающихся своей по-
лярностью (практически неполярных), к которым можно отнести
сухие масла и другие полярные среды, содержащие воду (например,
увлажненные масла).
В сухих маслах и жирах фосфолипиды присутствуют как в виде
отдельных, так и в виде ассоциированных молекул. Именно благодаря
способности образовывать в сухих маслах ассоциаты и определяется
устойчивая растворимость фосфатидов в сухом масле.
Ассоциаты фосфолипидов в масле представляют собой коллоид-
ные включения, которые своими полярными группировками (голов-
ками) сориентированы внутрь ассоциата, образуя ядра, а липофиль-
ные хвосты (углеводородные радикалы) формируют наружную олео-
фильную оболочку. Ассоциат такой структуры сольватирован сплош-
ной фазой (маслом) и благодаря этому устойчиво растворим в ней.
Простейший вид ассоциата показан на рис. 15 и может быть не
только димером, но и молекулами более высоких порядков.
Присутствующая в сыром масле влага (0,1-0,2%) не приводит к
нарушению равновесия системы масло-фосфолипиды. Это связано с
тем, что в масле одновременно присутствуют эмульсионно-стабили-
зированная фосфолипидами вода (за счет образования на поверхнос-
78
52. Физико-химические методы рафинации
Рис. 15. Структура ассоциата фосфолипидов:
1 — ядровая часть фосфолипидов ассоциатов (головка); 2 — вне-
шний липофильный слой (оболочка); 3 — липофильная среда
(масло)
ти частичек воды адсорбированно насыщенного слоя) и фосфолипи-
ды, которые своими полярными головками ориентированы к воде с
образованием ядра мицеллы, а углеводородными радикалы формиру-
ют наружный гидрофобный слой (рис. 16).
Рис. 16. Структура мицеллы:
f — ядро — частичка воды с ориентированными на по-
верхность полярными группами фосфолипидами; 2 —
внешний липидный слой мицеллы; 3 — масло (липидная
среда)
В зависимости от содержания влаги в масле и температуры такие
системы ассоциатов фосфолипидов и мицеллярные структуры вода-
фосфолипиды могут находиться в различной степени стабильности.
Изложенное позволяет заключить, что фосфолипиды в масле могут
присутствовать в следующем виде.
1. Истинного молекулярного раствора. К ним относятся сложные
соединения фосфатидных кислот со стеролами или алифатическими
спиртами, некоторые из которых содержат одновалентные металлы
(Na+, К+ и др.).
2. Сложных соединений фосфатидных и полифосфатидных кис-
лот в виде солей поливалентных металлов (Са2*\ Mg2+, Cu2+, Fe2+ и др.),
достаточно хорошо растворимых в масле или образующих ассоциаты
низших порядков — димеры.
3. Различных форм ассоциированных фосфолипидов. Структура
этих соединений связана с тем, что в неполярном растворителе фос-
фатиды как дифильные соединения с выраженной полярностью мо-
гут находиться в виде ассоциатов различных форм, состава и структу-
ры и, следовательно, различной степени стабильности.
4. Фосфатидов, которые стабилизируют эмульсионно присут-
ствующую в них воду.
Дифильность молекул фосфолипидов, как уже отмечалось, обус-
лавливает их основные свойства, в том числе и активность взаимодей-
79
5. Классификация процессов и методов рафинации
ствия с водой. Свойство фосфолипидов при взаимодействии с водой
снижать устойчивую растворимость их в масле вплоть до образования
отдельной фазы положено в основу промышленного метода извлече-
ния фосфатидов из масла, получившего название гидратация.
Гидратация фосфолипидов растительных масел предусматривает
введение в них гидратирующего агента (чаще всего воды) при темпе-
ратуре 4565“С при интенсивном контактировании. На практике гид-
ратацию осуществляют не только водой, но и разбавленными водны-
ми растворами солей, кислот, щелочей и др.
Химическое взаимодействие иллюстрируется реакцией на приме-
ре фосфатидилхолина (рис. 5.3).
Н2с--о-COR]
r2oco-ch
н2с-о-р^о
O-CH2-CH2N(CH3)3
Растворяется в масле
О + НОН
Н2С-о- COR]
r2oco-ch
Н2С—О—Р=С) ?н
I I
O-CH2-CH2N(CH3)3
Не растворяется в масле
Рис. 5.3. Гидратация фосфатидилхолина
Считалось, что в результате химического взаимодействия с водой
фосфолипиды переводятся в не растворимый в масле осадок. Однако,
как было показано в исследованиях А. А. Шмидта, такой механизм не
отражает явлений, протекающих в масле при внесении в него воды.
В основу более аргументированного объяснения механизма про-
цесса гидратации, предложенного позднее А. Якубовским и А. Шмид-
том, положена коллоидная природа фосфолипидов, растворенных в
масле. На основании этих работ, а также экспериментальных и теоре-
80
52. Физико-химические методы рафинации
тических разработок кафедры технологии жиров КубГТУ, механизм
гидратации фосфолипидов можно представить следующим образом.
На поверхности капель воды, внесенных при гидратации в масло,
возникает липидный слой из фосфолипидов и триацилглицеринов.
Молекулы фосфолипидов, обладающие большей гидрофильностью,
диффундируют из объема масла к этой поверхности и постепенно вы-
тесняют триацилглицерины, насыщая слой на поверхности капли.
Особое значение при гидратации имеет количество введенной
воды — гидратирующего агента. При малых ее количествах на поверх-
ности капли образуется насыщенный поверхностный слой, состоя-
щий в основном из молекул фосфолипидов, благодаря ориентации их
полярных групп к водной фазе. При этом вода удерживается в объеме
масла. Такая система термодинамически устойчива и не происходит
агрегации и выпадения в осадок фосфолипидов.
С увеличением в системе количества воды при соотношении фос-
фолипиды : вода (1:0,5—1:5) в образовании поверхностных слоев од-
новременно с фосфолипидами участвуют и молекулы триацилглице-
ринов, т. е. образуются смешанные поверхностные слои. Максимум
энергии такого взаимодействия в указанных слоях обнаруживается
при соотношении фосфолипиды : триацилглицерины — 70:30. В ре-
зультате этого формируется термодинамически неустойчивая систе-
ма, происходит коагуляция фосфолипидов, система разделяется на
две фазы (масло и фосфолипидная эмульсия).
Эффективность гидратации зависит от способности тех или
иных групп фосфолипидов участвовать в образовании смешанных
поверхностных слоев (фосфолипиды-триацилглицерины) на гра-
нице с водой.
Наиболее активно в образовании таких слоев на поверхности вод-
ной фазы участвуют фосфолипиды, для которых характерно образо-
вание мицелл различного порядка в результате возникновения меж-
молекулярных водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил. К по-
добным фосфолипидам относятся фосфатидилхолины, неспособные
к образованию внутримолекулярных водородных и координацион-
ных связей, гидратируемые фосфатидилэтаноламины, фосфатидил-
серины, фосфатидилинозитолы и фосфатидные кислоты.
Фосфолипиды, находящиеся в масле в молекулярно-раствори-
мом состоянии, такие как соединения фосфатидных кислот со стеро-
лами и алифатическими спиртами, соединения дифосфатидилглице-
81
5. Классификация процессов и методов рафинации
ринов с алифатическими спиртами и соли фосфатидных и полифос-
фатидных кислот с поливалентными металлами (Са2+, Mg2+, Cu2+, Fe2+
и др.) в образовании поверхностных смешанных слоев практически не
участвуют, их можно отнести к так называемым негидратируемым
фосфолипидам.
Если в масло введено воды значительно больше оптимального ко-
личества, возможно образование эмульсии типа «масло в воде». В ре-
зультате обращения фаз и стабилизации этой эмульсии фосфолипида-
ми такая система трудно разделяется даже в поле центробежных сил.
Приведенный механизм гидратации фосфолипидов, базирую-
щийся на особенностях их химического строения и состояния в масле,
объясняет наличие в гидратированных маслах некоторого количества
негидратируемых фосфолипидов.
Исследование негидратируемых фосфолипидов показало, что
наиболее характерными из них являются фосфатидные и полифосфа-
тидные кислоты, фосфатидилсерины, другие кислые формы фосфо-
липидов и их соли с металлами (Са2+, Mg2+, Na+ и др.), а также соеди-
нения фосфатидных и полифосфатидных кислот со стеролами и али-
фатическими спиртами.
В КубГТУ были изучены основные причины, определяющие устой-
чивость негидратируемых фосфолипидов к действию воды. Определе-
ние дипольных характеристик молекул отдельных групп негидратируе-
мых фосфолипидов показало, что их полярность ниже полярности гид-
ратируемых фосфолипидов. Этот факт подтвердил предположения, что
негидратируемые фосфолипиды находятся в виде индивидуальных мо-
лекул, истинно растворенных в масле (малополярном растворителе),
или в виде ассоциатов низкого порядка, димеров с суммарным диполь-
ным моментом равным или близким к нулю.
На основании этих работ были определены основные направле-
ния повышения эффективности гидратации путем химической, тер-
мической, электромагнитной активации процесса, а также использо-
вания в качестве гидратирующих агентов растворов ПАВ, реагентов
определенного состава и кислотности.
Технология гидратации фосфолипидов из масел. В промышлен-
ности применяют различные схемы проведения гидратации, отли-
чающиеся аппаратурным оформлением процесса, параметрами и при-
родой перерабатываемого масла. Однако технология всегда включает
следующие основные этапы:
82
5.2. Физико-химические методы рафинации
* смешивание масла с гидратирующим агентом (температуру про-
цесса и количество агента определяют в зависимости от природы мас-
ла и его качества);
♦ экспозиция смеси масло-гидратирующий агент для обеспече-
ния процесса коагуляции фосфолипидов;
♦ разделение образовавшихся фаз (гидратированное масло—фос-
фолипидная эмульсия);
♦ высушивание гидратированного масла и получение товарного
продукта;
♦ высушивание фосфолипидной эмульсии, получение фосфатид-
ного концентрата или растительных пищевых фосфолипидов (если
гидратации подвергаются свежевыработанные масла для получения
фосфатидного концентрата, фосфатидную эмульсию высушивают до
влажности 1% и расфасовывают, или эмульсию используют для ув-
лажнения и обогащения шрота).
При необходимости предусматривают также удаление негидрати-
руемых форм фосфолипидов.
Количество гидратирующего агента зависит от массовой доли фос-
фолипидов, их состава, структуры и устанавливается с помощью проб-
ной лабораторной гидратации для каждой новой партии масла. Опти-
мальное количество гидратирующего агента по отношению к массовой
доле фосфолипидов в масле составляет 1: 1-1: 2. Уменьшение количе-
ства агента приводит к неполной гидратации, а увеличение — к образо-
ванию стабильных эмульсий, что затрудняет разделение фаз.
Так как гидратация фосфолипидов протекает на границе раздела
фаз вода- масло, то для обеспечения наибольшего эффекта, особенно
на начальных этапах процесса, надо максимально развить поверх-
ность, что обычно достигается интенсивным перемешиванием.
Оптимальные температурные режимы зависят от природы масла и
его качества. Для подсолнечного и арахисового масел она составляет
50-60°С, для соевого и кукурузного — 60-70°С. Гидратация протекает с
выделением теплоты, поэтому при снижении температуры можно ожи-
дать большей степени гидратации, но при этом возрастает и вязкость
масла, что затрудняет последующее разделение фаз. Проведение гидра-
тации при температуре выше оптимальной приводит к ухудшению про-
цесса из-за повышения растворимости фосфолипидов в масле.
Эффект отделения коагулированных частиц фосфолипидов тем
выше, чем больше разность между плотностями разделяемых фаз и
83
5- Классификация процессов и методов рафинации
крупнее агрегаты частиц. Поэтому необходима некоторая экспозиция,
которая обычно составляет 10-30 мин при непрерывном перемешива-
нии системы с целью поддержания фосфолипидов во взвешенном со-
стоянии. Интенсивность механического воздействия регулируют так,
чтобы не разрушить образовавшиеся коагуляты.
При соблюдении всех требуемых условий гидратации улучшают-
ся некоторые качественные показатели масла:
♦ уменьшается кислотное число на 0,2-0,5 мг КОН/г — в основ-
ном в результате выведения кислых форм фосфолипидов, а так же со-
любилизации свободных жирных кислот мицеллами фосфолипидов;
♦ снижается интенсивность цвета масла, что связано с адсорбцией
пигментов на поверхности фосфолипидов и солюбилизацией фосфо-
липидами пигментов, выведением меланофосфолипидов;
♦ полностью выводятся вещества, не растворимые в петролейном
эфире.
В различных схемах гидратации для непрерывного дозирования и
смешивания гидратирующего агента и масла используют струйные
смесители или реакторы-турбулизаторы (последние обеспечивают
более интенсивный контакт реагирующих фаз).
Реактор-турбулизатор (рис. 17) состоит из патрубка 1 для подачи
масла, патрубка 2 и регулировочного вентиля 8 для подачи реагента,
и разделение
сопла 3, приемной камеры 4, каме-
ры смешения 5, перфорированной
насадки 6 и патрубка 7 для выхода
смеси. Производительность пря-
моточного реактора — 3-4 т/ч
(масла).
На кафедре технологии жи-
ров КубГТУ разработана конст-
рукция электромагнитного акти-
ватора (ЭМА), которая позволяет
не только интенсифицировать
Рис. 17. Реактор-турбулизатор:
1 — патрубок для подачи масла; 2 — патрубок
для подачи реагента; 3 — сопло; 4 — приемная ка-
мера; 5 — камера смешения; б — перфорирован-
ная насадка; 7 — патрубок для выхода смеси; 8 —
регулировочный вентиль
84
5.2. Физико-химические методы рафинации
Рис. 18. Электромагнитный активатор:
1 — крышка с отверстиями; 2 — ротор; 3 — статор;
4 — гильза статора; 5 — гильза ротора
контакт фосфолипидов, находящихся в
масле, с водой, но и повысить полярность
фосфолипидов, что приводит к увеличе-
нию их гидратируемости.
Электромагнитный активатор (рис. 18)
состоит из ротора 2, установленного в под-
шипниковом узле на крышках 1 с отвер-
стиями для прохождения смеси. Ротор 2 и
статор 3 защищены от контакта с обраба-
тываемой жидкостью гильзами 4 и 5 из
магнитопроницаемого материала (специ-
альной нержавеющей стали). При подклю-
чении статора 3 к электрической сети ротор 2 начинает вращаться.
Смесь масла с гидратирующим агентом, проходя через кольцевой за-
зор (1-2 мм) между статором и вращающимся с частотой 50 с 1 рото-
ром, испытывает интенсивное гидродинамическое и электромагнит-
ное воздействие.
Для гидратации фосфолипидов трудногидратируемых масел и
рафинации масел, прежде всего хлопковых, наиболее эффективным
является метод с применением механохимической активации процес-
са, разработанный на кафедре технологии жиров КубГТУ. Смешива-
ние нерафинированного хлопкового масла с гидратирующим агентом
(например, водным раствором NaCl) проводится в механохимичес-
ком активаторе (МХА). В результате этого получают гидратирован-
ное хлопковое масло и технические фосфолипиды. Последние приме-
няют в нефтедобывающей промышленности для подготовки буровых
растворов, в кожевенной и других отраслях.
Механохимический активатор (рис. 19) состоит из цилиндричес-
кого корпуса-статора 4, с установленным в нем на горизонтальной оси
ротором 5, на котором закреплены конические роликовые элементы 2.
Контактирующие между собой поверхности роликов, наружных 6 и
внутренних 7 колец элемента установлены с зазором 0,01-0,1 мм.
Корпус аппарата снабжен водяной рубашкой 3 для поддержания оп-
тимальной температуры механической активации. Активатор обору-
85
5. Классификация процессов и методов рафинации
Рис. 19. Механохимический активатор (МХА):
1 — прижимное устройство; 2 — роликовые элементы; 3 — водяная рубашка; 4 — корпус-
статор; 5 — ротор; 6 — наружные кольца элементов; 7 — внутренние кольца элементов
дован прижимным устройством 1 для регулирования зазора между
трущимися поверхностями.
В механохимическом активаторе сочетаются два вида механичес-
кого воздействия — раздавливание и истирание на развитой поверх-
ности тел качения, обеспечивающих высокую скорость контакта. При
таком принципе действия можно расширить сферу использования ап-
парата, например для рафинации технических жиров, обработки от-
ходов и т. д.
Конические элементы активатора можно собирать на роторе в не-
сколько секций, работающих последовательно. В результате этого
усиливается эффект контактирования и механохимической актива-
ции, увеличивается производительность установки.
Особое место в непрерывных технологических процессах рафинации
растительных масел и жиров занимает статический смеситель (рис. 20).
Он представляет собой корпус 1 с
фланцами 2 для установки непо-
средственно в трубопровод.
Внутри корпуса находится на-
садка 3, представляющая собой
различные по форме смесительные
элементы. Характер их размеще-
Смесь на
---
разделение
Рис. 20. Статический смеситель:
1 — корпус; 2 — фланцы; 3 — насадка
86
*
5.2. Физико-химические методы рафинации
ния и конфигурация зависят от предполагаемых режимов работы (ла-
минарного или турбулентного). Тип насадки позволяет решать по-
ставленные задачи. Главное достоинство статических смесителей —
высокая эффективность смешивания, интенсивный массоперенос,
низкая энергоемкость, малые габариты, практически нулевые экс-
плуатационные расходы.
Основным разработчиком и поставщиком широкого ассортимен-
та смесителей различного назначения является фирма Sulzer
Chemtech.
Разделение фаз масло-фосфолипидная эмульсия. Для осу-
ществления этой операции используют сепараторы, тарельчатые или
пластинчатые отстойники.
Схема гидратации с разделением фаз на тарельчатом отстойнике
приведена на рис. 21. Нерафинированное масло, взвешенное на авто-
матических весах 1, поступает в бак 2 и далее через фильтры 3, насос 4,
теплообменник 5 и ротаметр 6 в смеситель 8. Гидратирующий агент
насосом-дозатором 7 через ротаметр 6 направляется так же в смеси-
тель 8. Смесь масла с фосфатидной эмульсией поступает в экспозитор
9. Объем экспозитора обеспечивает пребывание масла до 30 мин.
Рис. 21. Схема гидратации с разделением фаз на тарельчатом отстойнике:
f — автоматические весы; 2, 11, 13 ~ бак; 3 — фильтр; 4, 12, 14 — насос; 5 — теплообменник; 6 —
ротаметр; 7 — насос—дозатор; 8 — смеситель; 9 — экспозитор; 10 — тарельчатый отстойник
87
5. Классификация процессов и методов рафинации
Здесь при перемешивании мешалкой с частотой вращения 0,2 с 1 про-
исходит коагуляция и укрупнение выделившихся хлопьев фосфоли-
пидов. Затем масло с фосфатидной эмульсией направляется на разде-
ление в тарельчатый отстойник 10. Мутные порции масла поступают
из отстойника 10 в бак 2, а гидратированное масло подается в бак 13,
откуда насосом 14 перекачивается на высушивание, если предприя-
тие отгружает потребителю только гидратированное масло. Если же
масло предназначено для промышленной переработки, то оно без вы-
сушивания может поступать на последующие этапы рафинации. Фос-
фолипидная эмульсия собирается в баке 11 и насосом 12 передается
на высушивание для получения фосфатидного концентрата.
На кафедре технологии жиров КубГТУ разработан метод седи-
ментационного разделения фаз (масло—фосфолипидная эмульсия)
на тонкослойном отстойнике непрерывного действия в схеме непре-
К вакуумной
масло
рывной гидратации.
Высушивание гидратированно-
го масла. При выработке товарного
гидратированного масла, подлежа-
щего отгрузке, завершающей стади-
ей процесса является его высушива-
ние. Влажное гидратированное мас-
ло не подлежит даже кратковремен-
ному хранению, так как в присут-
ствии влаги интенсивно протекают
окислительные процессы, приводя-
щие к накоплению в масле продук-
тов окисления, а в некоторых случа-
ях и к росту кислотного числа.
В непрерывных схемах гидра-
тации используют непрерывно дей-
ствующие вакуум-сушительные ап-
параты колонного типа (рис. 22).
Рис. 22. Вакуум-сушильный аппарат
колонного типа:
1 — сливной патрубок; 2 — нижняя часть аппара-
та; 3 ~ труба подачи масла; 4 — форсунки; 5 —
каплеотбойник; 6 — патрубок; 7 — тарелки; 8 —
поплавок; 9 — регулятор уровня
88
5.2. Физико-химические методы рафинации
Масло при температуре 85-90°С поступает в аппарат по трубе 3 и
распыляется при помощи трех форсунок 4. Каплеотбойник 5 препят-
ствует уносу капель в вакуумную систему. В нижней части аппарата?
расположены контактные поверхности, состоящие из тарелок 7, обес-
печивающих дополнительное испарение влаги из пленки масла. Про-
цесс сушки проводится при остаточном давлении не более 2,66 кПа.
Разрежение создается трехступенчатым пароэжекторным или водо-
кольцевым вакуум-насосом, подключенным к патрубку 6. Высушен-
ное масло непрерывно откачивается через сливной патрубок 1 с помо-
щью насоса, установленного на 5-6 м ниже аппарата для преодоления
разрежения. На нагнетательной линии насоса, откачивающего масло
из аппарата, есть отвод, соединенный с регулятором уровня 9. Если
уровень масла в аппарате ниже нормы, поплавок 8 регулятора уровня
опускается и открывается запорное устройство. При этом часть масла
по отводной трубе возвращается в аппарат.
Применяют так же и другие типы аппаратов в схемах гидратации
и рафинации.
Высушивание фосфолипидной эмульсии и получение фосфа-
тидного концентрата. Фосфолипидная эмульсия после гидратации
масла в зависимости от применяемого способа имеет различный со-
став: 55-70% влаги, 15-30% фосфолипидов, 15-20% масла.
Фосфолипидную эмульсию немедленно передают на высушива-
ние, чтобы предотвратить возникновение и протекание гидролити-
ческих, окислительных и микробиологических процессов. Для сохра-
нения качества фосфолипидов высушивание осуществляют в тонком
слое при низком давлении. Присутствие влаги определяет структур-
но-механические свойства фосфатидного концентрата. Только при
влажности ниже 1 % концентрат имеет текучую консистенцию, что яв-
ляется весьма важным и позволяет значительно расширить область
использования фосфатидных концентратов, особенно в кондитерской
промышленности. Эмульсию высушивают при температуре 75...90°С
в вакууме при давлении 2,66 кПа. Происходит отгонка части свобод-
ных жирных кислот и одорирующих веществ, в результате чего обес-
печивается повышение качества полученного концентрата.
Для высушивания фосфолипидной эмульсии используют гори-
зонтальные непрерывно действующие ротационно-пленочные су-
шильные аппараты. Их изготавливают двух типов — цилиндрические
и конические.
89
5. Классификация процессов и методов рафинации
Аппарат конического типа (рис. 23) состоит из конического кор-
пуса 8 с наружной нагревательной рубашкой. Наклон корпуса к оси
вращения составляет 2°. На нем установлены патрубки 9 для подачи
греющего пара в рубашку, патрубки 18 и 21 для отвода конденсата.
Подача эмульсии осуществляется через патрубок 6, а выход высушен-
ного концентрата — через патрубок 19- В конце корпуса через сепара-
ционную камеру 13 и патрубок 12 аппарат подключают к вакуумной
системе.
Рис. 23. Горизонтальный ротационно-пленочный аппарат конического
типа:
1 — электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — эластичная муфта; 4, 15 — подшипники; 5,14 - торцевые
уплотнения; 6 — патрубок подачи эмульсии; 7 — полый звездообразный барабан; 8 — конический
корпус; 9 — патрубок подачи греющего пара; 10 — сепарационный отбойник; 11 — сепарационное
кольцо; 12 — патрубок подключения аппарата к вакуумной системе; 13 — сепарационная камера;
16 — штурвал регулировки затвора; 17,23 —- патрубки подачи воды; 18,21 — патрубки отвода кон-
денсата; 19 — патрубок вывода концентрата; 20 — вал; 22 — сливной патрубок
Для освобождения аппарата от эмульсии служит сливной патру-
бок 22. Внутри корпуса размещен вал 20, на котором жестко закреп-
лен ротор в виде полого звездообразного барабана 7, по периметру ко-
торого прикреплены пластины с лопастями. Зазор между этими лопа-
стями и корпусом барабана регулируется перемещением всего ротора
с помощью штурвала 16. Вал ротора опирается иа подшипники 4 и 15.
Торцевые уплотнения 5 а 14 вала выполнены из тефлоновых и графи-
товых колец, которые охлаждают и смазывают водой через патрубки
17 и 23. Перед входом пара в сепарационную камеру 13 на валу ротора
установлены сепарационный отбойник 10 тарельчатого типа и сепа-
90
5.2. Физика -химические методы рафинации
рационное кольцо 11с четырьмя лопастями, расположенными под уг-
лом 45°. Ротор аппарата вращается электродвигателем 1 через редук-
тор 2 и специальную эластичную муфту 3.
Для создания вакуума могут применяться трехступенчатые паро-
эжекторные вакуум-насосы. Чаще рекомендуют вакуум-насосы с по-
верхностными конденсаторами, что позволяет сократить расход воды
на охлаждение.
фосфатидные концентраты фасуют в банки из белой жести мас-
сой не более 25 кг, во фляги металлические вместимостью 25 и 40 л, в
барабаны картонные навивные вместимостью не более 50 л, а также в
банки и бочки из полиэтилена высокого давления вместимостью не
более 25 л. Кормовые фосфатидные концентраты можно упаковывать
в стальные и железные бочки.
Показатели качества фосфатидных концентратов, соответствую-
щие ТУ 10-04-02-59-89, приведены в табл. 16.
Таблица 16
Физико-химические показатели фосфатидных концентратов
Наименование показателя Пищевой концентрат Кормовой концентрат
Высший сорт Первый сорт Второй сорт
Цветное число, мг йода, не более 10 18 18 Не нормируется
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более 1 1 1 3
Массовая доля фосфолипидов, %, не менее 60 55 50 40
Массовая доля масла, %, не более 40 45 50 60
Массовая доля веществ, не раствори- мых в этиловом эфире, %, не более 1,5 2 3 5
Кислотное число масла, выделенного из фосфатидного концентрата, мг КОН/г, не более 10 18 18 25
Примечание. Для пищевого фосфатидного концентрата, применяемого для производства
хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, а также жидкого маргарина для хлебопекарной и
кондитерской промышленности, цветное число должно быть не более 8 мг йода.
В новых ТУ на фосфатидные концентраты в соответствии с совре-
менными требованиями указываются не их виды, а марки. Например,
ПП-1 — фосфатидный концентрат пищевой подсолнечный марки 1.
91
5. Классификация процессов и методов рафинации
Этот концентрат соответствует по качеству пищевому подсолнечному
фосфатидному концентрату высшего сорта. Кроме того, в проекте ТУ
введен в перечень физико-химических показателей такой важный по-
казатель, как перекисное число (не более 10 ммоль */2О/кг). Он ха-
рактеризует биологическую и физиологическую ценность фосфатид-
ных концентратов.
Группой сотрудников кафедры технологии жиров КубГТУ, спе-
циалистами Миллеровского и Лабинского маслоэкстракционных за-
водов освоены технология и отечественная линия гидратации расти-
тельных масел. Технология предусматривает производство гидрати-
рованных масел и пищевых растительных фосфолипидов, с примене-
нием метода электромагнитной активации и метода седиментацион-
ного разделения фаз (масло-фосфолипидная эмульсия) на тонко-
слойном отстойнике непрерывного действия. Благодаря этому можно
получать готовые продукты высокого качества с более низкой (по
сравнению с традиционной технологией) себестоимостью.
Воздействие переменного электромагнитного поля, создаваемого
аппаратом электромагнитной активации на стадии смешивания гид-
ратирующего агента с нерафинированным маслом, позволяет увели-
чить выход фосфолипидов. Это достигается повышением полярности
фосфолипидных молекул, а также усилением их поверхностной ак-
тивности на границе раздела фаз масло—гидратирующий агент, что в
целом приводит к увеличению степени гидратируемости фосфоли-
пидного комплекса. Наряду с этим обеспечивается высокая степень
диспергирования фаз.
Обработка смеси масло-гидратируюгций агент-фосфолипиды в
постоянном электромагнитном поле, создаваемом аппаратом магнит-
ной обработки (АМО), на стадии подготовки ее к экспозиции-коагу-
ляции обеспечивает значительную интенсификацию процесса, кото-
рая выражается в увеличении скорости коагуляции и, соответствен-
но, уменьшении времени процесса в результате снижения вязкости
разделяемой системы. Такая обработка способствует формированию
оптимальной структуры хлопьев фосфолипидной эмульсии для обес-
печения высокой эффективности последующего отделения ее на тон-
кослойном отстойнике непрерывного действия.
Обработка влажного гидратированного масла и фосфолипидной
эмульсии в зоне постоянного электромагнитного поля в АМО перед
удалением влаги нарушает стабильность систем (нейтральные липи-
92
5.2. Физико-химические методы рафинации
дЬ1-вода и фосфолипиды-вода), так как вода поляризуется в значи-
тельно большей степени, что способствует снижению энергии ее свя-
зи с компонентами системы. Это приводит к увеличению доли сво-
бодной влаги, которая легко испаряется, что позволяет повысить ско-
рость процесса и одновременно снизить температуру сушки, т. е. обес-
печивается интенсификация процесса и существенное снижение чис-
ла нежелательных побочных реакций (в том числе окислительной
порчи), отрицательно влияющих на качество конечных продуктов.
На рис. 24 приведена технологическая схема гидратации масел и
получения фосфолипидов. Нерафинированное масло после первич-
ной очистки из бака 1 насосом 23 через теплообменник 22, где оно на-
гревается до температуры 6О...7О°С, и ротаметр 21 подается в электро-
магнитный активатор 2.
на фасовку
Рис. 24. Технологическая схема гидратации масел и получения фосфолипи-
дов:
7 — бак нерафинированного масла; 2 — электромагнитный активатор; 3,6,8 — аппараты магнит-
ной обработки; 4 — коагулятор-экспозитор; 5 — отстойник; 7 — ротационно-пленочный аппарат;
8 — аппарат магнитной обработки; 9 — вакуум-сушильный аппарат; 11 — бак готовой продукции;
12, 13, 15, /6, 18, 19, 23 - насосы; 17, 24 — промежуточные баки; 20, 21 - ротаметры; 10, 14, 22 —
теплообменник
Одновременно насосом 19 через ротаметр 20 в электромагнитный
активатор (ЭМА) подается гидратирующий агент (конденсат) и про-
93
5. Классификация процессов и методов рафинации
исходит интенсивное смешивание масла с гидратирующим агентом во
вращающемся электромагнитном поле (индукция электромагнитного
поля 0,2-0,3 Тл).
Смесь масла с гидратирующим агентом через аппарат магнитной
обработки 3 (индукция постоянного магнитного поля 0,9-1,2 Тл) по-
ступает в коагулятор-экспозитор 4, где в течение 10-15 мин формиру-
ются хлопья фосфолипидной эмульсии. Далее смесь масла с фосфо-
липидной эмульсией поступает в отстойник 5 для разделения фаз.
Гидратированное масло из отстойника 5 сливается в промежуточ-
ный бак 17. Отсюда влажное гидратированное масло насосом 16 пода-
ется в теплообменник 14, где нагревается, и через аппарат магнитной
обработки 8 (индукция постоянного магнитного поля 0,8-1,0 Тл) по-
ступает в вакуум-сушильный аппарат 9 (температура сушки 85...90°С,
остаточное давление 2,66 кПа). Высушенное гидратированное масло
непрерывно откачивается насосом 13 и при необходимости через теп-
лообменник 10, где оно охлаждается водой, поступает в бак 11 готовой
продукции. Гидратированное масло насосом 12 направляется на фа-
совку или потребителю.
Отделенная фосфолипидная эмульсия из отстойника 5 сливается
в обогреваемый промежуточный бак 24, откуда насосом 18 подается
через аппарат магнитной обработки 6 (индукция постоянного магнит-
ного поля 0,8-1,0 Тл) в ротационно-пленочный аппарат 7 (температу-
ра сушки 6О...75°С, остаточное давление 2,66 кПа).
Высушенные пищевые растительные фосфолипиды передаются
насосом 15 на фасовку и взвешивание. В случае гидратации в общей
схеме рафинации гидратированное масло насосом 16 направляется на
следующий этап обработки.
Пищевые растительные фосфолипиды, полученные по техноло-
гии описанной выше, должны соответствовать требованиям ТУ
46-006-003781185-93 (табл. 17).
Пищевые растительные фосфолипиды являются новым продук-
том и отличаются от фосфатидных концентратов, получаемых по ТУ
9146-203-00334534-97, более высокими физико-химическими пока-
зателями, поверхностной активностью и антиоксидантными свой-
ствами.
Медико-биологические исследования, проведенные Институтом
питания РАМН, показали, что пищевые растительные фосфолипиды
обладают высокой биологической активностью, проявляющейся в
94
5.2. Физико-химические методы рафинации
Таблица 17
Физико-химические показатели пищевых фосфолипидов
Показатель | Высший сорт 1 Первый сорт
Цветное число, мг йода, не более 5 10
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более 1 1
Массовая доля фосфолипидов, %, не менее 60 55
Массовая доля масла, %, не более 40 45
Массовая доля веществ, не растворимых в этиловом эфире, %, не более 1,5 2
Кислотное число масла, выделенного из фосфатидного концентрата, мг КОН/г, не более 10 18
Перекисное число масла, ммоль ’/2О, кг, не более 5 10
Межфазное натяжение 0,2%-ного раствора продукта в модельном масле на границе с водой при температуре 45°С, 103 Н/м 10 10
благоприятном воздействии на липидный обмен, функциональное со-
стояние печени, в снижении гиперхолестеринемии, повышении анти-
оксидантного потенциала организма.
Благодаря указанным свойствам можно существенно расширить
область традиционного использования фосфатидных концентратов и
рассматривать пищевые растительные фосфолипиды как ценный
профилактический пищевой продукт, как биологическую добавку
при производстве диетических продуктов. Перспективной является
разработка лекарственных препаратов. На кафедре технологии жиров
КубГТУ освоен выпуск биологически активной добавки «Витол» и
фосфолипидных продуктов «Тонус» и «Супер Тонус», обладающих
лечебно-профилактическим действием.
Пищевые растительные фосфолипиды успешно применяют в ка-
честве эмульгатора и биологически ценной добавки при производстве
Диетических маргаринов (серии «Тонус» и «Супер Тонус»), замени-
теля яичного порошка при производстве диетических майонезов (се-
рии «Тонус» и «Супер Тонус»), разжижителя шоколадных масс,
Улучшителя муки при производстве хлебобулочных и макаронных
изделий, пищевой биологически ценной добавки и стабилизатора же-
лейных кондитерских продуктов.
95
5. Классификация процессов и методов рафинации
Из зарубежного опыта гидратации известны схемы, осуществляе-
мые на линиях «Лурги-100», «Лурги-250», «Альфа-Лаваль» и др. Ли-
ния «Лурги-100» эксплуатируется более чем на 15 масложировых
предприятиях страны. Линия «Лурги-100» (производительность
100 т/сут) и «Лурги-250» (производительность 250 т/сут) различа-
ются количеством установленных сепараторов — один и два соответ-
ственно.
Технологическая схема линии «Лурги-100» приведена на рис. 25.
Нерафинированное масло после первичной очистки из бака 10 вмес-
тимостью, рассчитанной на пребывание в нем масла в течение не бо-
лее 30 мин, насосом 6 через ротаметр 3 перекачивается в коагулятор 9.
Одновременно во всасывающую линию насоса 6 через ротаметр 7 на-
сосом 2 подается конденсат. На нагнетательном трубопроводе, иду-
щем от насоса б, расположен ротаметр 3 для учета производительнос-
ти и специальный смеситель-дифлектор 8. Смесь в коагуляторе нахо-
дится 30-40 мин. Для предотвращения возможности оседания хлопь-
ев фосфолипидов коагулятор снабжен пропеллерной мешалкой с час-
Рис. 25. Технологическая схема гидратации с получением фосфатидного
концентрата:
1,23 — водокольцевой вакуум-насос; 2, 6, 11, 13,24 — насосы; 3,7 ~ ротаметры; 4 — сборник пото-
ков; 5 — конденсатор для паров; 8 — смеситель-дифлектор; 9 — коагулятор; 10 — бак нерафиниро-
ванного масла; 12 — ротационно-пленочный аппарат; 14 — саморазгружающийся сепаратор; 13 —
промежуточный сборник; 16 — сборник фосфолипидной эмульсии; 17 — винтовой насос; 18 — пла-
стинчатый теплообменник; 19 — вакуум-сушильный аппарат; 20 — сборник гидратированного
масла; 21 — поверхностный конденсатор; 22 — подогреватель <
96
5.2. Физико-химические методы рафинации
тотой вращения 7 с1. Из коагулятора смесь насосом 11 направляется
в герметический саморазгружающийся сепаратор 14. Насос снабжен
вариатором скоростей, позволяющим синхронизировать поступление
смеси на сепарирование. Кроме того, конструкция насоса предусмат-
ривает сохранение структуры агрегированных частиц фосфолипидов
перед сепарированием.
В барабане сепаратора смесь разделяется на три фазы: гидратиро-
ванное масло, фосфолипидная эмульсия, шлам, который накаплива-
ется в грязевом пространстве барабана сепаратора. Первые две фрак-
ции выводятся непрерывно, а шлам выгружается 12 раза в смену,
фосфолипидная эмульсия поступает в сборник 16, а гидратированное
масло собирается в сборнике 20, из которого самотеком через подо-
греватель 22 поступает в вакуум-сушильный аппарат 19. Разрежение
в аппарате создается водокольцевым вакуум-насосом 23. Пары воды
конденсируются в поверхностном конденсаторе 21 и сливаются в
сборник 4. Высушенное масло из вакуум-сушильного аппарата непре-
рывно откачивается насосом 24 и передается на охлаждение в плас-
тинчатый теплообменник 18. Если гидратированное масло направля-
ется на дальнейшую рафинацию, его откачивают, минуя теплообмен-
ник.
Фосфолипидная эмульсия из сборника 16 винтовым насосом 17
передается на высушивание в ротационно-пленочный аппарат 12 ко-
нического типа. Перед этим фосфолипидная эмульсия нагревается в
сборнике 16 и в коммуникациях, идущих от насоса 17 до сушильного
аппарата.
Высушенный фосфатидный концентрат насосом 13 перекачива-
ется в промежуточный сборник 15, откуда направляется на фасовку
во фляги, банки или бочки.
В схеме предусмотрены также водокольцевой вакуум-насос 1,
конденсатор паров 5 и бак конденсата.
При эксплуатации линии «Лурги» было установлено, что, несмот-
ря на специальную конструкцию насоса 11, образующиеся в коагуля-
торах 9 хлопья фосфолипидов разрушаются и, находясь в тонкодис-
пертном состоянии, трудно отделяются на сепараторе 14. Это приво-
дит к повышенному остаточному количеству в гидратированном мас-
ле фосфолипидов — 0,25% и выше. Для интенсификации процесса
гидратации фосфолипидов из масел и повышения качества фосфа-
тидных концентратов в описанной и в других схемах гидратации
4 Зак. 3461
97
5. Классификация процессов и методов рафинации
предложено смешивать масло и гидратирующий агент непосредствен-
но в электромагнитном активаторе (ЭМА), а также проводить подго-
товку системы перед экспозицией в аппарате магнитной обработки
(АМО) и подготовку влажного гидратированного масла и фосфоли-
пидной эмульсии перед их сушкой в аппаратах магнитной обработки
(АМО), которые различаются некоторыми конструктивными пара-
метрами. В этом случае получают пищевые растительные фосфоли-
пиды в соответствии с ТУ 91-46-006-00371185-93.
Кроме того, с целью исключения механического воздействия на
сформировавшуюся систему масло—фосфолипидная эмульсия экспо-
зицию предлагается проводить в коагуляторе-экспозиторе при давле-
нии 0,4-1,0 МПа в течение 10-15 мин, что позволит исключить из схе-
мы насос, подающий скоагулированную систему на разделение фаз.
Для гидратации темно-окрашенных масел (рапсового, хлопково-
го) в схеме предусматривают установку механохимического актива-
тора (МХА) (см. рис. 19) в качестве узла смешивания масла с гидрати-
рующим агентом.
Выведение негидратируемых фосфолипидов. На гидратацию и
качество выведения фосфолипидов влияют природа и качество ис-
ходного масла. В нерафинированном масле присутствуют как гидра-
тируемые формы фосфолипидов (ГФ), как и негидратируемые фор-
мы (НГФ). Последние при водной гидратации из масла не выводятся.
Основную массу негидратируемых фосфолипидов составляют соли
фосфатидной кислоты:
R1COO-CH2 CH2-OOCR]
r2coo-ch о о ch-oocr2
Н2С—О—Р—О—Ca(Mg)—О—Р—О -СН2
он он
Установлены и другие комплексы фосфолипидов с поливалент-
ными металлами, относящиеся к негидратируемым фосфолипидам.
Повышение эффективности гидратации и снижение остаточного
содержания фосфора ниже 20 ppm (мг/кг) привело к необходимости
использования специальных методов гидратации (содержание фос-
фора в рафинированных дезодорированных маслах не должно превы-
шать 5 ppm). ,
98
5.2. Физико-химические методы рафинации
Рекомендованная Брае в 1957 г. обработка сырых растительных
масел концентрированной фосфорной кислотой (0,05-0,2% от массы
масла, температура 70-90°С, продолжительность 1 мин) была первым
шагом к осаждению фосфолипидов и выведению Са и Mg. За послед-
ние 40 лет в технологии кислотной гидратации изменялись концент-
рация кислоты, продолжительность обработки.
Для разрушения негидратируемых фосфолипидов, представлен-
ных в виде солей, рекомендуется использование кислот, таких как ли-
монная или фосфорная пищевого качества. Они разрушают соли и пе-
реводят их в гидратируемую форму, которая легко удаляется с фосфа-
тидной эмульсией или на стадии щелочной нейтрализации с соапсто-
ком. Опыты показали, что чем больше время контакта фосфорной
кислоты с фосфолипидами масла, тем выше эффективность кислот-
ной гидратации. Количество концентрированной фосфорной кисло-
ты составляет 0,1-1,0% от массы масла, а рекомендуемое фирмами
время экспозиции колеблется от 30 мин до 5-6 ч. Эти предложения
широко используют в современных высокопроизводительных линиях
непрерывной рафинации масел и жиров.
Применение минеральных кислот на стадии кислотной гидрата-
ции не рекомендуется в случае применения фосфолипидной эмуль-
сии для получения пищевого фосфатидного концентрата.
5.2.2. Щелочная нейтрализация масел и жиров
Растительные масла всегда содержат некоторое количество свобод-
ных жирных кислот, которое зависит от качества исходного маслично-
го сырья. Недозрелость семян, их высокая дефектность и т. п. являются
причинами получения высококислотных масел. Неблагоприятные
условия хранения масла, особенно в присутствии влаги, также ведут к
повышению содержания свободных жирных кислот. Это снижает каче-
ство продукта, ухудшает его пищевое достоинство. При высоких темпе-
ратурах жирные кислоты вызывают коррозию аппаратуры. Для масел,
используемых непосредственно в пищу, либо направляемых на про-
мышленную переработку для производства пищевых продуктов, кис-
лотное число должно быть не более 0,6 мг КОН/г.
Вместе с тем, жирные кислоты представляют самостоятельную
Ценность как сырье для различных отраслей промышленности. Все
это объясняет необходимость специальной технологической обработ-
99
5. Классификация процессов и методов рафинации
ки масел с целью снижения содержания в них свободных жирных кис-
лот. В промышленности используются следующие способы:
♦ нейтрализация кислот щелочью — щелочная нейтрализация
(химическая рафинация);
♦ удаление кислот при высокой температуре под вакуумом — дис-
тилляционная рафинация (физическая рафинация);
♦ извлечение кислот из масел при помощи селективных раствори-
телей — экстракционная (экстрактивная) рафинация.
Практическое значение имеют щелочная нейтрализация и дис-
тилляционная рафинация. Селективные растворители в масложиро-
вом производстве не нашли применения.
Теоретические основы щелочной нейтрализации. Сущность ще-
лочной нейтрализации. В результате нейтрализации свободных жир-
ных кислот в маслах водными растворами гидроксидов образуются
практически не растворимые в масле соли жирных кислот (мыла), на-
пример:
RCOOH + NaOH RCOONa + Н2О.
Для того, чтобы обеспечить ускорение реакции и сдвинуть равно-
весие в сторону образования мыл, количество гидроксида берут с неко-
торым избытком по сравнению с теоретически необходимым для нейт-
рализации свободных жирных кислот. Это особенно важно, так как при
недостатке гидроксида возрастает гидролиз мыла и повышается веро-
ятность образования кислых мыл, плохо растворимых в воде:
RCOOH + RCOONa 5=t RCOOH • RCOONa.
При достаточно высокой растворимости кислых мыл в масле зна-
чительно затрудняется последующее их отделение от нейтрализован-
ного масла. Избыток щелочи необходим и в связи с тем, что часть ее
расходуется на взаимодействие с другими сопутствующими веще-
ствами, например с кислыми формами фосфолипидов и др. В зависи-
мости от условий проведения нейтрализации и при наличии избыточ-
ного количества щелочи возможно омыление нейтрального жира.
Последнее нежелательно, так как приводит к ухудшению экономичес-
ких показателей процесса нейтрализации и к уменьшению выхода
нейтрализованного масла.
Для нейтрализации свободных жирных кислот используют вод-
ные растворы щелочей. При этом образуются мыльные растворы (со-
100
5.2. Физико-химические методы рафинации
апстоки), свойства которых существенно влияют на течение процесса.
Мыла в водных растворах проявляют поверхностную активность, воз-
никают мицеллярные структуры. С повышением концентрации мыл
образуются пластинчатые мицеллы, которые увлекают нейтральный
жИр в соапсток в результате коллоидного растворения (солюбилиза-
ции) жира в мыльных мицеллах. Это, как и омыление нейтрального
жира, так же снижает выход нейтрального жира и увеличивает жиро-
вые отходы тем больше, чем выше концентрация мыла в соапстоке.
Имеются данные, что на поверхности мыл происходит сорбция
пигментов, особенно при нейтрализации концентрированными ра-
створами щелочи, наблюдается некоторое снижение цветности масла.
Нейтрализующие агенты и их расход. Экспериментально установ-
лено, что нейтрализация свободных жирных кислот протекает доста-
точно эффективно в присутствии многих нейтрализующих агентов
(гидроксидов калия, натрия или кальция, карбоната натрия, силиката
натрия и др.).
При использовании кальцинированной соды (карбоната натрия)
достигается необходимая полнота нейтрализации:
2RCOOH + Na2CO35=i 2RCOONa + СО2 + Н2О.
В обычных условиях карбонат натрия не омыляет нейтральный
жир, но выделяющийся диоксид углерода захватывается хлопьями
образующегося мыла, они становятся пористыми, вследствие чего
плавают в жире и трудно отделяются.
Гидроксид кальция образует тяжелые, хорошо растворимые в
масле мыла, способен омылять нейтральный жир.
Наибольшая степень омыления нейтрального жира наблюдается
при использовании растворов гидроксида натрия, но степень увлече-
ния натриевым мылом нейтрального жира меньше, чем при примене-
нии, например, раствора силиката натрия.
Если взять в качестве гидратирующего агента силикат натрия
(Na2SiO3), то реакция протекает по схеме:
2RCOOH + Na2SiO3 5=± 2RCOONa + H2SiO3.
Образующийся гель кремниевой кислоты (H2SiO3) подавляет
гидролиз мыл, но он же и затрудняет разделение фаз в поле центро-
бежных сил. Более эффективным оказывается в этом случае разделе-
ние фаз простым отстаиванием, но при этом увеличивается доля ней-
101
5. Классификация процессов и методов рафинации
трального жира соапстока. Важным является то, что силикат натрия
практически не омыляет нейтральный жир.
Основной щелочной агент при нейтрализации свободных жир-
ных кислот в промышленности — гидроксид натрия.
Показателем, характеризующим содержание жирных кислот в
масле, считают кислотное число (КЧ).
Количество гидроксида калия, необходимое для нейтрализации сво-
бодных жирных кислот, содержащихся в одном грамме жира, численно
равно значению кислотного числа и выражается в миллиграммах.
Так как для нейтрализации применяют гидроксид натрия, расход
щелочи пересчитывают, используя соотношение молекулярных масс
NaOH и КОН (0,714). Тогда теоретически необходимое для нейтра-
лизации количество гидроксида натрия (кг):
Щ = Q- 0,714 -КЧ,
где Q — количество нейтрализуемого масла, кг.
Как уже было сказано, для полноты нейтрализации, снижения ве-
роятности образования кислых мыл должен быть избыток щелочи.
Он колеблется в широких пределах в зависимости от природы и каче-
ства рафинируемого масла, начального кислотного числа, способа
нейтрализации, а также от других условий нейтрализации, например
температуры и концентрации раствора щелочи. Чем тщательнее под-
готовлено исходное масло, тем меньше избыток щелочи. При исполь-
зовании щелочи низкой концентрации избыток меньше и для светлых
масел составляет от 5 до 50%, а для труднорафинируемых (хлопко-
вое) избыток щелочи составляет 100% и более (%из6)-
Фактически необходимое количество гидроксида натрия (кг),
где К = (100 + %из6)/100 — коэффициент избытка гидроксида натрия.
Количество 100%-ной щелочи для нейтрализации количества
масла Q (кг) при коэффициенте избытка К = 1,05-ь 1,50 составит (г):
Щф = (1,05-е-1,50) <2 -0,714 • КЧ.
Если перед щелочной нейтрализацией масло обрабатывают фос-
форной или другими кислотами для удаления негидратируемых фос-
фолипидов, то учитывают количество щелочи и для нейтрализации
непрореагировавшей кислоты.
102
5.2. Физико-химические методы рафинации
Концентрацию раствора щелочи принимают от 20 до 150 г/л в за-
висимости от вида, качества масла и способа нейтрализации. Для ма-
сел низкого качества и труднорафинируемых начальная концентра-
ция щелочного раствора может быть выше, но это зависит от способа
осуществления процесса.
Механизм щелочной нейтрализации. А. А. Шмидт наиболее полно
исследовал процесс нейтрализации, использовав для этого капельный
метод, заключающийся в том, что каплю щелочи (определенного раз-
мера и концентрации) подают в слой масла и наблюдают за характе-
ром ее движения. Поскольку водный раствор щелочи в масле не ра-
створяется, то процесс нейтрализации свободных жирных кислот
протекает в гетерогенных условиях.
На поверхности капли щелочи образуется адсорбционный слой
мыла, который под действием сил трения сползает и отрывается в
нижней части капли в виде пленки. Оторвавшиеся пленки («мешоч-
ки») частично захватывают масло и втягивают внутрь щелочь. На ос-
вободившейся поверхности капли щелочи вновь образуется пленка
мыла, которая опять отрывается, и все повторяется многократно до
тех пор, пока не израсходуется вся щелочь на реакцию нейтрализации
или непрореагировавшая щелочь не опустится на дно аппарата.
Наблюдаемые изменения зависят от скорости движения капли,
концентрации щелочи, температуры и вязкости среды (масла), разме-
ров поверхности капли и т. п.
Мыльные пленки движутся в сплошном масляном слое. При
столкновении между собой они коагулируют, образуют хлопья, ко-
торые в зависимости от размеров могут медленно или быстро осе-
дать в масле.
Внутри пленок мыла при длительном контактировании возмож-
но омыление нейтрального жира. В процессе коагуляции пленок и
образования хлопьев соапстока наблюдается их набухание и капсу-
лирование между пленками капель нейтрального жира. При контак-
те мыльных пленок и жира наблюдается солюбилизация, которая
тем активнее, чем выше концентрация применяемой щелочи и тем-
пература процесса.
При наличии в масле фосфолипидов и белковых соединений уси-
ливаются структурообразование и прочность мыльных пленок, повы-
шается эффект солюбилизации, образуются эмульсии и, как резуль-
тат, увеличиваются отходы нейтрального жира в соапсток.
103
5. Классификация процессов и методов рафинации
Нейтральный жир может увлекаться в соапсток в стенках пленок
мыла вследствие солюбилизации, внутри пленки («мешочка») и ад-
сорбционно на хлопьях мыла, образующихся при коагуляции пленок.
На основании проведенных исследований сформулированы сле-
дующие основные условия нейтрализации свободных жирных кис-
лот, обеспечивающие наиболее эффективное и экономное ее прове-
дение:
♦ тщательная предварительная подготовка масла к нейтрализа-
ции;
♦ использование щелочей возможно более низких концентраций
при минимальном избытке;
♦ сокращение времени между собственно процессом нейтрализа-
ции и отделением образовавшегося мыла;
♦ исключение условий создания эмульсий, а значит и снижения
омыления нейтрального жира;
♦ ведение нейтрализации при возможно низких температурах.
Большинство этих требований соблюдается при проведении тех-
нологического процесса на современных установках непрерывного
действия.
Отходы масел и жиров при нейтрализации. Эффективность про-
цесса нейтрализации определяется качеством нейтрализованного
жира и количеством отходов. Отходами считают те жировые веще-
ства, которые увлекаются соапстоком из нейтрализуемого жира и мо-
гут быть использованы в масложировой промышленности или в дру-
гих отраслях.
Сокращение отходов жира при нейтрализации с соапстоком —
важнейшая задача, так как эффективность процесса рафинации в ос-
новном определяется этой стадией.
Для сокращения отходов нейтрального жира на стадии нейтрали-
зации и стадии промывки, а так же для улучшения качества рафини-
рованного масла в Московском филиале ВНИИжиров была разрабо-
тана технология нейтрализации с использованием гидротропных до-
бавок, которые хорошо растворимы в воде и повышают раствори-
мость мыл, что способствует более полному отделению их от масла.
В качестве гидротропных добавок рекомендованы сульфат на-
трия (Na2SO4) и триполифосфат натрия (Na5P3O)0). Гидротропные
добавки вводят на стадии нейтрализации в виде водного раствора
вместе со щелочью в количестве 3-5%. Определенная эффективност,ь
104
5.2. Физико-химические методы рафинации
ГИДРОТРОПНЫХ Добавок установлена, но в современных технологиях
оНи не используются.
Подготовка масел и жиров к щелочной нейтрализации. Боль-
шинство масел перед нейтрализацией обязательно следует подвер-
гать гидратации, обеспечивающей извлечение не только фосфоли-
пидов, но и других гидрофильных веществ. Они стабилизируют
эмульсии при нейтрализации и резко повышают эффект солюбили-
зации нейтральных жиров соапстоком. Такое же отрицательное
влияние на нейтрализацию оказывают и остающиеся в масле негид-
рируемые фосфолипиды. В современных схемах перед щелочной
нейтрализацией гидратированные масла обрабатывают концентри-
рованной фосфорной или лимонной кислотой (реже 10-30%-ной) в
количестве 0,1-0,2% массы масла. После интенсивного перемешива-
ния смесь нейтрализуют. Предполагается, что действие фосфорной
кислоты направлено на разрушение кальциевых и магниевых солей
фосфатидных кислот и других кислых эфиров фосфорной кислоты
(фосфатидилинозитолов, фосфатидилсеринов, фосфатидных про-
изводных гликолипидов и др.). В результате образуются фосфорно-
кислые или лимоннокислые соли кальция и магния — хорошо ра-
створимые и извлекаемые водой соединения, а свободные фосфа-
тидные кислоты и другие кислые эфиры фосфорной (лимонной)
кислоты удаляются из масел при обработке щелочью или при
адсорбционной очистке.
В большинстве современных способов рафинации (если не ста-
вится задача получения товарных фосфолипидов, или их не исполь-
зуют для обогащения кормов, изготовления заменителя цельного мо-
лока) собственно гидратацию не проводят, а совмещают ее с нейтра-
лизацией. О глубокой гидратации в схемах физической рафинации
будет изложено в соответствующей главе.
Пищевые саломасы перед нейтрализацией обрабатывают лимон-
ной кислотой для полного удаления содержащихся в них никелевых
мыл. Они переводятся в лимоннокислый никель, который легко из-
влекается из саломасов при нейтрализации вместе с соапстоком. Ли-
монную кислоту вводят в виде водного раствора (концентрацией 10-
20%) в количестве около 5% массы саломаса, что в среднем обеспечи-
вает ее избыток в 100% к теоретически необходимому.
Способы и технологические режимы нейтрализации масел и
Жиров. Способы нейтрализации жиров различаются в основном по
105
5. Классификация процессов и методов рафинации
принципу разделения фаз нейтрализованное масло-мыльный ра-
створ:
♦ периодические — с разделением фаз в гравитационном поле, с
водно-солевой подкладкой;
♦ непрерывные — с разделением фаз в центробежном поле, в
мыльно-щелочной среде или непрерывном отстойнике.
Периодический способ нейтрализации масел и жиров. Этот способ
считается классическим. Применяют его при рафинации небольших
партий масел и жиров для очистки сборных жиров. Осуществляется в
типовых нейтрализаторах вместимостью 5, 10, 20 и 40 т.
Масло поступает в нейтрализатор (рис. 26) и подогревается с по-
мощью паровой рубашки 1 или змеевиков до необходимой температу-
ры при перемешивании мешалкой 2. Через распылители 4 вводят рас-
считанное количество щелочи, нагретой до той же температуры, пере-
мешивают в течение 20-30 мин. Затем повышают температуру масла,
перемешивание продолжают до образования хорошо оседающих хло-
пьев соапстока, который отделяют путем отстаивания. Жир по шар-
нирной трубе 5 передают на даль-
нейшую обработку. Соапсток
спускают через патрубок 6 в спе-
циальный бак. Для подачи воды
или солевого раствора имеется
кольцо с душами 3. В новых кон-
струкциях нейтрализаторов при-
меняют вертикальный привод.
Технологические режимы ней-
трализации масел приведены в
табл. 18.
Недостаток периодического
способа — необходимость дли-
тельного отстаивания масла для
Рис. 26. Нейтрализатор периодичес-
кого действия:
1 — паровая рубашка; 2 — мешалка; 3 — кольцо
с душами; 4 — распылители; 5 — шарнирная
труба; 6 — патрубок выхода соапстока; 7 — при-
вод мешалки
106
5.2. Физико-химические методы рафинации
Таблица 18
Техвологические параметры нейтрализации масел
Масло Кислотное число, мг КОН/г Концентрация рабочего раство- ра щелочи, г/л Избыток щелочи к теоретическому количеству, % Температура нейтрализации, ’С
начальная конечная
Подсолнеч- До 5 85-105 10-20 45-50 55-60
ное Выше 5 125-145 10-20 45-50 55-60
Соевое До 7 70-140 10-40 50-55 60-70
Выше 7 130-150 10-40 50-55 60-70
Рапсовое Выше 5 125-150 До 100 50-55 60-70
Кукурузное Выше 5 140-200 До 100 50-55 60-70
Хлопковое До 4 150-250 30-50 20-22 45-55
Выше 4 250-350 30-70 20-22 45-55
максимального удаления из него соапстока: хлопковое масло — 8-
10 ч, подсолнечное, соевое и другие масла — до 6 ч. В результате солю-
билизации и механического увлечения масла в соапстоке всегда со-
держится значительное количество нейтрального жира, а поскольку
процесс растянут во времени (длительное отстаивание) — нейтраль-
ный жир омыляется. Жирность соапстока составляет 30-50%, коэф-
фициент нейтрализации — от 1,5 и выше, соотношение нейтральный
жир: жирные кислоты — в среднем 1:1.
В результате всестороннего исследования классической нейтра-
лизации А. А. Шмидтом был предложен способ, получивший назва-
ние нейтрализация с водно-солевой подкладкой. Он позволил увели-
чить производительность нейтрализатора в 2 раза и снизить отходы
жира в соапсток.
Установлено, что образовавшиеся при нейтрализации мыльные
пленки хорошо растворяются в слабом растворе поваренной соли.
При этом увлеченный нейтральный жир высвобождается. Этот эф-
фект был успешно использован на практике. Перед вводом щелочи в
нейтрализатор подается водно-солевой раствор концентрацией до
1,0%, образовавшиеся в результате нейтрализации свободных жир-
ных кислот мыльные пленки, осаждаясь, попадают в водно-солевой
Раствор, мыло растворяется, увлеченный нейтральный жир освобож-
дается.
107
5. Классификация процессов и методов рафинации
Максимальный эффект достигается при температуре процесса 90-
95°С (повышается растворимость мыл в солевом растворе). Количе-
ство солевого раствора определяют исходя из кислотного числа масла
так, чтобы максимальная концентрация мыла в водно-солевом раство-
ре была не выше 9-12%. Концентрация раствора щелочи составляет
40-45 г/л.
В случае нейтрализации с водно-солевой подкладкой при вводе
щелочи перемешивание не проводят, чтобы не разрушить образую-
щиеся структуры мыльных хлопьев.
Этот способ успешно используют на маргариновых заводах при
нейтрализации небольших партий светлых масел и жиров с кислот-
ным числом до 5 мг КОН/г. При более высоком содержании свобод-
ных жирных кислот требуется введение больших объемов солевого
раствора, что снижает эффективность процесса. Этим способом сни-
жают отходы жира в соапсток по сравнению с классическим. Коэф-
фициент нейтрализации составляет 1,5, соотношение нейтральный
жир : жирные кислоты в среднем колеблется от 1 : 2 до 1 : 5.
Непрерывные способы нейтрализации масел и жиров. Более про-
грессивным является способ разделения фаз нейтральный жир-соап-
сток в центробежном поле. Нейтрализацию осуществляют путем сме-
шивания в специальных реакторах (смесителях) щелочи и масла с
последующим разделением системы на сепараторах. Установки раз-
личаются между собой в основном производительностью и типом
применяемых сепараторов.
Эффект сепарации определяется вязкостью системы и разностью
плотностей разделяемых фаз. Поэтому механические усилия, созда-
ваемые центробежным полем, совмещают с подготовкой системы к
разделению. К таким приемам относятся нагрев жиров, разбавление
системы водой с целью снижения вязкости соапстока, изменение про-
тиводавления и т. п.
При нейтрализации жиров и масел на установках фирмы «Альфа
Лаваль», «Де Смет», «Европа Краун» и некоторых других, наиболее
широко используемых в нашей стране, концентрацию щелочи и ее из-
быток выбирают в зависимости от вида жира и его кислотного числа
(табл. 19).
Несмотря на довольно высокие концентрации щелочи, омыление
нейтрального жира невелико из-за того, что контактирование масла
со щелочью кратковременное.
108
5.2. Физико-химические методы рафинации
Таблица 19
Концентрация и избыток щелочи для нейтрализации масел
—— Нейтрализуемое масло, жир Кислотное число, мг КОН/г Концентрация рабочего раствора щелочи, г/л Избыток щелочи к теоре- тическому количеству, %
Подсолнечное, До 2 70-90 10-20
соевое, кукурузное, 2-5 100-130 10-20
рапсовое Выше 5 130-170 5-10
Хлопковое До 4 125-180 30-50
Выше 4 250-300 70-100
Саломас До 2 70-130 5-10
Температура нейтрализации составляет 85-90°С, жирность полу-
чаемых соапстоков — 15-25%, соотношение нейтральный жир : жир-
ные кислоты — не выше 1:2,5, остаточное содержание мыла в масле
после отделения соапстока — не более 0,1%.
Достоинства описанного способа — возможность нейтрализации
любых видов масел и жиров, использование сепараторов, работающих
под давлением (что исключает подсос воздуха и, следовательно, окис-
ление жира), сокращение продолжительности контактирования жира
со щелочью, максимальная автоматизация процесса, достаточно вы-
сокая жирность соапстока (не нужна его дополнительная обработка в
рафинационных цехах с целью концентрирования).
Нейтрализация в мыльно-щелочной среде. Другой непрерывный
способ — нейтрализация в мыльно-щелочной среде. В этом случае
максимально соблюдаются основные требования проведения процес-
са нейтрализации:
♦ применение щелочи низкой концентрации и с минимальным ее
избытком;
♦ исключение диспергирования щелочи в масле;
♦ предотвращение тесного контакта образовавшегося мыла с мас-
лом;
♦ совмещение во времени собственно процесса нейтрализации и
процесса отделения образовавшегося мыла, что является наиболее
важным.
Сущность способа заключается в том, что в отличие от предыду-
щих, реакция нейтрализации осуществляется на поверхности капли
109
5. Классификация процессов и методов рафинации
5.2. Физико-химические методы рафинации
масла. Для этого нейтрализуемый жир в капельно-диспергирован-
ном состоянии распределяется в водно-щелочном растворе и благо-
даря разности плотностей поднимается вверх. Свободные жирные
кислоты диффундируют к поверхности капли масла и взаимодей-
ствуют со щелочью, а образовавшиеся мыла растворяются в щелоч-
ном растворе, образуя мыльно-щелочной раствор. Это происходит
на всем пути движения капли масла в щелочи. Освобожденная от
свободных жирных кислот капля масла всплывает наверх, на грани-
це раздела фаз происходит коалесценция (слияние) масляных ка-
пель в сплошной слой.
Для осуществления способа используют модернизированные ти-
повые нейтрализаторы периодического действия различной вмести-
мости. В аппарате демонтируются мешалка, распределительные уст-
ройства и электропривод. В верхней части цилиндрического корпуса
4 (рис. 27) устанавливается расширитель 7 для увеличения поверхно-
сти раздела фаз масло—мыльно-щелочной раствор.
По высоте цилиндрической части расположены четыре сетчатых
перегородки 11, снижающие эффект продольного перемешивания
сплошной фазы, что обеспечивает противоток фаз.
Аппарат до середины расширенной части заполняется водно-ще-
лочным раствором. В нижней цилиндрической части выше конуса 2
находится распределительное устройство 1 для масла. Оно состоит из
шести секторов, под каждым из
которых имеется распределитель-
ная труба с отверстиями для вы-
хода масла в расположенный над
ней секторный лепесток. В лепе-
стке просверлено 5000 отверстий
диаметром 2 мм. Лепестки уста-
Рис. 27. Типовой нейтрализатор пе-
риодического действия:
1 — распределительное устройство для масла;
2 — нижняя цилиндрическая часть корпуса и ко-
нус; 3 — паровая рубашка; 4 — верхняя часть ци-
линдрического корпуса; 5 — патрубок; 6 — коль-
цевой канал; 7 — расширитель; 8 — трубопровод
подачи масла; 9 — регулятор раздела фаз; 10 —
распределитель для щелочного раствора; 11 —
сетчатые перегородки; 12 — сливной патрубок
навливаются в строго горизонтальном положении. Масло по трубе 8
подается под секторные лепестки, откуда через отверстия в них выте-
кает в виде струйки, от которой в дальнейшем отрываются мелкие
капли, равномерно распределяющиеся в щелочном растворе. Капли
масла поднимаются вверх. Содержащиеся в них свободные жирные
кислоты нейтрализуются. Образовавшееся на их поверхности мыло
растворяется в щелочи, а масло собирается в расширителе 7, откуда
непрерывно отводится через кольцевой канал 6 и патрубок 5. Мыль-
но-щелочной раствор также непрерывно выводится из нейтрализато-
ра через регулятор раздела фаз 9. Для наблюдения за состоянием гра-
ницы раздела фаз в расширителе имеется смотровой фонарь.
Раствор щелочи для компенсации расхода непрерывно поступает
в распределитель 10, который установлен в расширенной части на
200 мм ниже границы раздела фаз, т. е. в мыльно-щелочном растворе.
Для поддержания необходимой температуры аппарат снабжен паро-
водяной рубашкой 3. Для полного опорожнения аппарата в конусной
части имеется патрубок 12.
Отрицательное влияние на процесс нейтрализации оказывает со-
держащийся в масле и щелочи воздух, поэтому перед поступлением в
аппарат их деаэрируют.
Рекомендуется снабжать расширитель герметически закрываю-
щейся конусной крышкой. Благодаря этому исключается контакт
жира с окружающим воздухом.
Обязательное условие проведения нейтрализации по этому спо-
собу — тщательная гидратация, которая обеспечивает не только эф-
фективность процесса и успешное разделение жировой и водной фаз,
но и последующую обработку мыльно-щелочных растворов для выде-
ления из них соапсточных липидов.
Лучшие результаты достигаются при концентрации раствора по-
даваемой щелочи 15—35 г/л, температуре масла и мыльно-щелочного
раствора — 70-95°С. При этом в сливаемом (отработавшем) мыльно-
щелочном растворе концентрация мыла поддерживается в пределах
12-20% при наличии свободной щелочи 1-5 г/л.
Перед началом работы нейтрализатор заполняется щелочным ра-
створом (15-20 г/л). Когда раствор нагреется до 70-95°С, приступа-
ют к подаче нагретого до той же температуры масла. По мере нейтра-
лизации свободных жирных кислот щелочь расходуется и при сниже-
нии ее количества до 1-3 г/л аппарат переводят на непрерывный ре-
110
111
5. Классификация процессов и методов рафинации
жим работы, концентрацию подаваемого раствора щелочи доводят до
30 г/л. В данном случае количество отходов наименьшее, коэффици-
ент нейтрализации — 1,25, соответственно отношение нейтральный
жир : жирные кислоты —1:10 при жирности соапстока 20%, остаточ-
ное содержание мыла в масле после отделения соапстока — около
0,01%.
Недостатки способа — большая чувствительность к содержанию в
масле гидрофильных веществ, особенно фосфолипидов, трудность ра-
финации высококислотных и, особенно, темноокрашенных масел.
Несмотря на перечисленные недостатки, применение указанного
способа позволило значительно увеличить производительность ра-
финационных цехов при улучшении всех технико-экономических по-
казателей работы. Поэтому он широко использовался для нейтрали-
зации светлых гидратированных масел и пищевого саломаса.
Удаление мыла и влаги из нейтрализованных масел и жиров.
После отделения соапстока в масле всегда содержится некоторое ко-
личество мыла, присутствие которого ухудшает вкусовое достоинство
масла, способствует окислению, отрицательно влияет на последую-
щие этапы рафинации: избирательно адсорбируется на поверхности
катализатора при гидрогенизации, что снижает его активность. В ре-
зультате взаимодействия мыла с оксидами никеля образуются нике-
левые мыла, трудноотделяемые от саломаса. Важным фактором при
выборе способа удаления мыла из нейтрализованных масел и жиров
является содержание оставшегося мыла после отделения соапстока.
Для освобождения от остатков мыла масло либо промывают горячей
водой, либо обрабатывают раствором лимонной кислоты.
Промывку водой осуществляют обычно при содержании мыла
выше 0,05%, при меньшем количестве допускается обработка раство-
ром лимонной или фосфорной кислоты.
Промывка масел и жиров водой. В основу процесса удаления мыла
из масла положена хорошая растворимость его в горячей воде. Для
промывки рекомендуется использовать конденсат или умягченную
воду. Процесс заключается в смешивании масла с горячей водой и
последующем разделении фаз. Промывку проводят периодически
или непрерывно.
Для периодической промывки применяют промывной и вакуум-
сушильный аппарат с мешалкой (рис. 28). Обычно проводят 2-3 про-
мывки, после каждой из них масло отстаивают.
112
5.2. Физико-химические методы рафинации
рис. 28. Промывной и вакуум-сушильный
аппарат периодического действия:
/ - цилиндрический корпус; 2 — вертикальный вал; 3 ~
лопастная мешалка; 4 — паровая рубашка; 5 — коническое
дно; 6 — души; 7 — сферическая герметичная крышка: 8 —
редуктор; 9 — электродвигатель
Аппарат предназначен для нагрева-
ния масла, смешивания его с водой, отде-
ления промывной воды, последующего
высушивания промытого масла под ваку-
умом и отбеливания.
Аппарат стальной, сварной, верти-
кальный с цилиндрическим корпусом
1, коническим дном 5 и сферической
герметичной крышкой 7. Нагревается
жир через паровую рубашку 4 при пере-
мешивании лопастной мешалкой 3.
Вращение вертикального вала 2 мешалки осуществляется от ин-
дивидуального привода, состоящего из электродвигателя 9 и ре-
дуктора 8. Промывная вода распределяется над слоем масла через
души 6.
Производительность аппарата зависит от его вместимости (3, 5,10,
20,40т/сут) и продолжительности одного полного цикла, которая мо-
жет достигать 8 ч.
В непрерывных схемах для смешивания реагирующих фаз ис-
пользуют лопастные и ножевые смесители. Разделение фаз произво-
дят на сепараторах.
При двукратной промывке количество воды составляет 5-10%
массы жира на каждую промывку. С целью экономии воды реко-
мендуется использовать для первой промывки вторую промывную
воду, а для второй — конденсат. Жирность первой промывной
воды — не более 1,5%, второй — 0,05%. Отходы жиров при промыв-
ке масла водой составляют 0,2%, потери — 0,2% массы рафиниро-
ванного жира.
Обработка масел и жиров лимонной кислотой. Применение ра-
створов лимонной кислоты позволяет полностью освободить нейтра-
лизованный жир от остатков мыла. Лимонная кислота разлагает мыло
и связывает ионы железа и никеля (при обработке саломаса):
113
г
5. Классификация процессов и методов рафинации
СН2СООН ClbOONa
НО-С-СООН + 2RCOONa НО-С-СООН + 2RCOOH
СН2СООН CH2COONa
Образовавшиеся соли лимонной кислоты не растворимы в сухом
масле, они удаляются из него при фильтровании. Поскольку лимон-
ной кислотой обрабатывают масла с остаточным содержанием мыла
0,01-0,02%, то образовавшиеся свободные жирные кислоты незначи-
тельно повышают кислотное число масла.
Раствор лимонной кислоты концентрацией 10% вводят при ин-
тенсивном перемешивании при температуре 90-95°С из расчета 30-
50 г/т жира, после чего масло передают на сушку. При обработке ли-
монной кислотой отходов нет, потери составляют 0,02%.
Удаление влаги из масел и жиров. Удаление влаги из нейтрализо-
ванного и промытого масла — завершающий этап нейтрализации. Вы-
сушивание проводят под вакуумом (давление 5,5-6,6 кПа) и темпера-
туре 90-95° С. При сушке влага интенсивно испаряется и одновремен-
но удаляется воздух, содержащийся в масле.
Высушивание масла осуществляют: периодически — в промыв-
ном и вакуум-сушильном аппарате; непрерывно — в вакуум-сушиль-
ном и деаэрационном аппарате. Последний (рис. 29) предназначен
для непрерывного высушивания и деаэра-
ции промытого масла; он состоит из цилин-
дрического корпуса 1 со сферическими
крышкой 9 и днищем 4. В верхнюю часть
аппарата введена труба 7, по обе стороны
которой установлены форсунки 8 для рас-
пыления масла.
Благодаря большой поверхности, обра-
зуемой каплями тонкораспыленного масла,
Рис. 29. Вакуум-сушильный и деаэрационный
аппарат непрерывного действия:
1 — цилиндрический корпус; 2 — люк; 3 — поплавковый ре-
гулятор уровня; 4 — сферическое днище; 5 — лапы; 6 — гори-
зонтальная перфорированная перегородка; 7 — трубопровод
подачи масла; 8 — форсунки; 9 — сферическая крышка
114
5.2. Физико-химические методы рафинации
высокой температуре и низкому остаточному давлению в аппарате
происходит быстрое испарение влаги.
Распыленное высушенное масло падает на горизонтальную пер-
форированную перегородку 6, расположенную в нижней части аппа-
рата. Эта перегородка обеспечивает гашение энергии струи падающе-
го масла, ускоряет деаэрацию и облегчает непрерывную откачку мас-
ла из аппарата. Аппарат снабжен люком 2 и поплавковым регулято-
ром уровня 3, установлен на лапах 5, имеет три зоны: испарения и де-
газации; сепарации пара, приема масла, из которой происходит пита-
ние откачивающего насоса. Смесь образующегося вторичного пара и
воздуха отсасывается пароэжекторным вакуум-насосом через верх-
ний патрубок.
Производительность аппарата составляет 12,5 т/ч; начальное вла-
госодержание масла — 0,5%, конечное — 0,05%; температура масла —
120°С. При высушивании потери не превышают 0,05%, отходов нет.
Для установок меньшей производительности применяют аппарат
колонного типа. Для создания и поддержания вакуума в сушильно-
деаэрационных аппаратах при высушивании рафинированного масла
используют многоступенчатые (обычно трехступенчатые) пароэжек-
торные вакуумные насосы с промежуточными теплообменниками, а
также водокольцевые или поршневые вакуумные насосы. Пароэжек-
торные вакуумные насосы потребляют большое количество пара и
оборотной воды.
ООО «Эжектор» по заказу
ОАО «Московский жировой ком-
бинат» разработана комбиниро-
ванная эжекторная установка
(рис. 30), которая обладает опре-
деленными преимуществами по
сравнению с пароэжекторными,
водокольцевыми и поршневыми
Рис. 30. Комбинированная эжектор-
ная установка:
1 — приемная камера водоструйного эжектора;
2 — приемная камера парового эжектора; 3 — су-
шильный аппарат; 4 — барометрический коло-
дец; 5 — насос; 6 — градирня; 7 — циркуляцион-
ный насос
115
г
5. Классификация процессов и методов рафинации
вакуумными насосами. Она имеет две ступени: первая — паровой
эжектор 2, вторая — водоструйный эжектор /, смонтированный вер-
тикально над барометрическим колодцем 4 на высоте не менее 7-8 м.
Отсасываемая парогазовая смесь из сушильного аппарата 3 по-
ступает в приемную камеру парового эжектора 2, сжимается рабочим
паром до давления, при котором температура конденсации пара из
парогазовой смеси превышает температуру оборотной воды не менее,
чем на 10° С. Эта смесь поступает в приемную камеру водоструйного
эжектора 1. В нем происходит конденсация пара из парогазовой смеси
на струях воды с одновременным их нагревом и сжатие неконденси-
рующихся газов (в основном, воздуха).
Водогазовая смесь из эжектора поступает в сливную трубу и далее
в барометрический колодец 4, где происходит выделение газов в ат-
мосферу. Вода из барометрического бака откачивается насосом 5 и
поступает при необходимости на очистку и далее на охлаждение в гра-
дирню 6. Вода из градирни на вторую ступень подается циркуляцион-
ным насосом 7.
В зимний период, когда температура оборотной воды низкая и пе-
репад температур достаточный для конденсации пара из парогазовой
смеси, поступающей в водоструйный эжектор, подача рабочего пара к
паровому эжектору может быть отключена. В этом случае паровой
эжектор выполняет роль трубопровода, по которому парогазовая
смесь из сушильного аппарата поступает к водоструйному эжектору.
Предлагаемая комбинированная эжекторная установка имеет
следующие преимущества по сравнению с многоступенчатыми паро-
эжекторными блоками:
♦ меньший расход рабочего пара в летний период (в 1,5-2 раза);
♦ возможность работы без потребления пара в зимний период;
♦ простота конструкции, обеспечивающая небольшой вакуумный
объем, что в значительной степени снижает вероятность подсоса воз-
духа (имеется всего два запорных вентиля);
♦ невысокая стоимость.
6. СХЕМЫ РАФИНАЦИИ МАСЕЛ И ЖИРОВ
Для рафинации всех жиров и масел используют различные вари-
анты непрерывных и периодических схем. Для хлопкового масла, кро-
ме того, применяют специальные методы. Из непрерывных схем наи-
большее распространение получили рафинация с разделением фаз на
сепараторах и рафинация в мыльно-щелочной среде (комбинирован-
ный вариант).
6.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ
РАФИНАЦИИ
В связи с созданием в последние годы большого количества мас-
ложировых предприятий по всей России, в том числе рафинационных
заводов малой мощности, возникла потребность в комплектации пос-
ледних аппаратами для реализации технологических схем рафинации
с оборудованием небольшой производительности.
В НПО «Машиностроение» при участии КубГТУ разработали и
изготовили необходимое оборудование и поставляют предприятиям
малой мощности комплектные линии рафинации производительнос-
тью от 3 до 20 т/сут рафинированного масла (рис. 31).
Масло, направляемое на рафинацию, насосом 1 подается в нейтра-
лизатор 4 и нагревается до заданной температуры. После этого из мер-
ника 5 вводится при перемешивании необходимое количество раство-
ра гидроксида натрия, подогретого до 80-90°С. Раствор готовится в
емкости 3, в мерник 5 подается насосом 2. В мернике поддерживается
постоянным уровень раствора. Перемешивание масла с раствором гид-
роксида натрия продолжается 10-15 мин, затем мешалку выключают,
а масса отстаивается в нейтрализаторе в течение 6 ч. Отстоявшееся
117
6. Схемы рафинации масел и жиров
Рис. 31. Технологическая схема периодической рафинации на линии произ-
водительностью от 3 до 20 т/сут:
1. 2, 15, 18. 21, 22 — насосы; 3 — емкость щелочного раствора; 4 — нейтрализатор; 5 — мерник
щелочного раствора; 6 — мерник промывной воды; 7 •— емкость отбельной земли; 8 — промывной
вакуум-сушильный аппарат; 9 — охладитель; 10 — фильтр—пресс; 11 — каплеуловитель; 12 — хо-
лодильник; 13, 14 — агрегат вакуум-насоса; 16 — емкость рафинированного масла; 17 — емкость
мутного масла; 19 — жироловушка; 20 — емкость сборного жира; 23 — соапсточник
масло через шарнирную трубу насосом 21 или под вакуумом передает-
ся в промывной и вакуум-сушильный аппарат 8, где нагревается паром
до 95-100°С. Отстоявшийся в нейтрализаторе 4 соапсток сливают в
соапсточник 23 и далее насосом 22 откачивают из производства. При
сливе соапстока следят, чтобы в соапсточник не попало масло. Кипя-
щую промывную воду из мерника 6 подают в аппарат 8 через душевые
устройства в масло при перемешивании в течение 10 мин, мешалку ос-
танавливают, нагревание прекращают и после отстоя в течение 1-1,5 ч
сливают отстоявшуюся воду в жироловушку 19. Отстоявшийся жир
сливают в емкость 20 и возвращают на рафинацию.
После контроля промытого масла на присутствие мыла процесс
при необходимости повторяют. Общее количество воды на две про-
мывки не должно превышать 15-20% массы масла. После завершения
промывки вакуум-сушильный аппарат 8 подключают к вакуумной
118
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
линии, открывая кран, и при работающей мешалке масло высушива-
ют при 95-100°С, поддерживая вакуум в аппарате (3-4 кПа). По за-
вершении сушки (при сухом масле вакуумная труба от промывного
аппарата охлаждается) масло (температура не более 50°С) выкачива-
ется насосом 18 через охладитель 9 в емкость 16 и далее насосом 15 —
потребителю. При отбеливании масла, не нарушая вакуума, в про-
мывной аппарат из емкости 7 засасывается при перемешивании необ-
ходимое количество отбельной глины (0,5-2,0% массы масла). Пере-
мешивание продолжается 15 мин, после чего открывается воздушный
кран на крышке аппарата при отключении его от вакуумной системы.
Суспензию масла с отбельной глиной насосом 18 через охладитель 9
при температуре 50-60°С подают в фильтр-пресс 10. Первые мутные
порции масла сливают в емкость 17, оттуда направляют на повторную
фильтрацию, а отфильтрованное чистое масло — в емкость 16, из ко-
торой насосом 15 — потребителю. Вакуум в системе создается по ли-
нии: промывной и вакуум-сушильный аппарат 8 — каплеуловитель
11 — холодильник 12 — агрегат вакуум-насоса 14 и 13. При повыше-
нии давления в насосе 18 более 0,25 МПа его останавливают и присту-
пают к очистке фильтр-пресса 10 от отработанной отбельной глины.
6.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ НЕПРЕРЫВНОЙ
РАФИНАЦИИ
6.2.1. Рафинация с использованием сепараторов
В настоящее время на предприятиях отрасли применяют установ-
ки фирм «Альфа Лаваль», «Де Смет», «Европа Краун», «Крупп»,
«Кемтек» и др. В этих установках для смешивания реагирующих фаз
используют различные конструкции смесителей. При гидратации ма-
сел, для обработки их фосфорной кислотой с целью удаления негид-
ратируемых фосфолипидов применяют лопастные смесители.
Лопастный смеситель (рис. 32) имеет вертикальный цилиндри-
ческий корпус 1 со сферическими крышкой и днищем. Внутри распо-
ложен вертикальный вал 2, на котором жестко насажены лопатки 6.
Для удлинения пути смешиваемых жидкостей между лопатками рас-
положены малые 8 и большие 7 диски. На их поверхности в шахмат-
ном порядке расположены отверстия. Лопасти мешалки прогоняют
119
6. Схемы рафинации масел и жиров
Рис. 32. Лопастный смеситель:
1 — вертикальный цилиндрический корпус; 2 —
вертикальный вал; 3 — патрубок подачи масла;
4 — патрубок подачи воды; 5 — штуцер; 6 — лопат-
ки; 7 — большие диски; 8 — малые диски; 9 — патру-
бок выхода смеси; 10 — патрубок подачи масла при
пуске; 11 — патрубок слива масла при остановке
смесь последовательно через все
диски. Перед включением в работу
смеситель заполняется маслом через
патрубок 10. Воздух выпускается че-
рез штуцер 5. При непрерывной ра-
боте смесь масла и воды выводится
из аппарата через патрубок 9. Пол-
ное опорожнение может быть произ-
ведено снизу через патрубок 11.
Для смешивания масла (жира)
со щелочью или фосфорной кисло-
той применяют дисковый смеситель,
который обеспечивает контакт жира
с указанными реагентами за корот-
кий промежуток времени (2—3 с).
Дисковый смеситель (рис. 33) состоит из станины 1, внутри кото-
рой расположен электродвигатель 2.
Жир со щелочью или фосфорной
кислотой поступает по трубе 5 в ра-
бочую камеру 6, где проходит сме-
шивание при помощи быстро враща-
ющегося диска 3, укрепленного на
валу 7. Обработанное масло (жир)
выводится из смесителя через патру-
бок 4.
Рис. 33. Дисковый смеситель:
1 — станина; 2 — электродвигатель; 3 — диск; 4 —
патрубок выхода обработанного масла; 5 — трубо-
провод подачи смеси жира со щелочью или фос-
форной кислотой; 6 — рабочая камера; 7 — вал
120
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
Ножевые смесители используют при промывке для смешивания
масла и воды.
Смеситель с горизонтальным расположением ножей (рис. 34)
представляет собой герметичный аппарат, состоящий из рабочей ка-
меры, которая имеет сферическую крышку (колпак) 2, соединенную
болтами с фланцем 5 на корпусе 7 и рамой 9. Внутри камеры на верти-
кальном валу 1 закреплены 20 ромбовидных ножей 3, которые обеспе-
чивают интенсивное смешивание масла и воды.
Рис. 34. Ножевой смеситель
с горизонтальным расположе-
нием ножей:
/ — вертикальный вал; 2 — сферическая
крышка (колпак); 3 — ромбовидные
ножи; 4 — сальниковое уплотнение; 5 —
фланец; 6 — патрубки для подачи и отво-
да охлаждающей воды; 7 — корпус; 8 —
ступенчатая клиноременная передача;
9 — рама; 10 — патрубок подачи промыв-
ной воды; 11 — патрубок подачи масла;
12 — патрубок выхода смеси; 13 — элект-
родвигатель
Нагретое до 90°С масло под давлением до 1 МПа поступает в сме-
ситель через патрубок 11, а промывная вода — через патрубок 10. В ра-
бочей камере жир смешивается с водой, смесь выходит из аппарата
через патрубок 12. Патрубки 6 предназначены для подачи и отвода
охлаждающей воды.
Вертикальный вал получает вращение от электродвигателя 13 че-
рез ступенчатую клиноременную передачу 8. Сальниковое уплотне-
ние 4 обеспечивает герметичность смесителя. Все механизмы монти-
руются на общей раме 9, которая крепится к полу.
Конструкция ножевого смесителя с вертикальным расположени-
ем ножей (рис. 35) отличается от конструкции других смесителей тем,
Ито 18 ромбовидных ножей 6 насажены на горизонтальный вал 5, ко-
торый приводится во вращение электродвигателем 9.
Вал с ножами размещается в горизонтальном цилиндрическом
Корпусе 1 вместимостью 60 л. Аппарат сварен из стали, имеет сфери-
121
6. Схемы рафинации масел и жиров
Рис. 35. Ножевой смеситель с вертикальным располо-
жением ножей:
1 — цилиндрический корпус; 2 — патрубок слива; 3 — сферическая
съемная крышка; 4 — патрубок выходы смеси; 5 — горизонтальный вал;
6 — ромбовидные ножи; 7 — патрубок подачи масла; 8 — сальниковое
устройство; 9 — электродвигатель
ческие съемные крышки 3 и приварное дно. Вал уплотнен сальнико-
вым устройством 8.
В патрубок 7 поступает масло, сюда же через боковой патрубок
подается вода, патрубок 4 служит для отвода смеси масло—вода, пат-
рубок 2 — для слива при опорожнении.
Центробежный смеситель
представлен на рис. 36.
В последних схемах исполь-
зуются и другие смесители, обес-
печивающие высокую дисперсию
смешивающихся фаз.
Типовая схема рафинации
гидратированного масла, салома-
са и смесей его с маслом на уста-
новках производительностью до
1
Рис. 36. Центробежный смеситель:
1 — патрубок входа смеси; 2 — смесительная ка-
мера; 3 — канал выхода реакционной смеси; 4 —
патрубок выхода смеси; 5 — вал электродвига-
теля; 6 — кожух смесителя; 7 — переливной
канал
122
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
150 т/сут фирмы «Альфа Лаваль». Жир (масло) из емкости 1
(рис. 37) насосом 34 подается в пластинчатый теплообменник 2. При
использовании фосфорной кислоты масло поступает в лопастный
смеситель 6. Одновременно дозирующим насосом 5 из бака 4 в масля-
ную линию подается фосфорная кислота. Смесь поступает в диско-
вый смеситель 7, туда же через расходомер насосом 29 из бака 30 пода-
ется щелочь заданной концентрации.
Жир, не требующий обработки фосфорной кислотой, из пластин-
чатого теплообменника 2 по обводной линии насосом 3 направляется
в дисковый смеситель 7, где смешивается со щелочью. Смесь разделя-
ется на сепараторе 8. При необходимости для снижения концентра-
ции соапстока в сепаратор 8 подается горячая вода. Соапсток насосом
28 перекачивается в сборный бак. Нейтрализованное масло через пла-
стинчатый теплообменник 9 насосом 10 направляется в ножевой сме-
ситель 11. Непосредственно в масляную линию перед смесителем вво-
дится вода, количество которой регулируется расходомером. Смесь
воды и жира, тщательно перемешанная в смесителе 11, разделяется на
сепараторе 12. Промывная вода сливается в жироловушку 21, а жир
через пластинчатый теплообменник 13 насосом 14 подается во второй
ножевой смеситель 15 для повторной промывки и разделения фаз на
сепараторе 16. Отделившаяся вода также направляется в жироловуш-
ку 21, а промытый жир — в вакуум-сушильный аппарат 17. Разреже-
ние в этом аппарате создается трехступенчатым эжекторным вакуум-
насосом 18. Вода из конденсаторов сбрасывается в колодец 19. Высу-
шенный жир насосом 20 передается в бак рафинированного жира.
В жироловушке 21 промывная вода отстаивается, всплывший
жир переливается в бак 22 возвратного жира и насосом 23 направля-
ется в коробку 1, а вода — в систему очистки сточных вод.
Концентрированная щелочь из бака 33 после смешивания с водой
вихревым насосом 32 через измерительную трубу 31 передается в бак
30 для щелочи нужной концентрации, откуда насосом 29 через расхо-
домер поступает раствор щелочи. Для повторной щелочной обработ-
ки установлены бак 27 для щелочи и насос 26. Конденсат на техноло-
гические нужды подается из бака 24 насосом 25.
При необходимости рафинировать негидратированные масла
установка снабжается дополнительным лопастным смесителем.
Перед высушиванием предусматривается обработка жира лимон-
ной кислотой.
123
6. Схемы рафинации масел и жиров
Конденсат (вода)
2
§
Е
OUODIM
эоннододпнпфог/
don
OQog
о
oiroaur эоннододпнпфодэд
/ 'SOU 0 OlfODfl
шоэнэрноу
124
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
Схема рафинации масел и жиров на установках производительно-
стью до 300 т/сут фирмы «Альфа Лаваль» (модель 2). На рис. 38
приведена полная схема, включающая и гидратацию (модуль 1). Не-
рафинированное масло насосом 1 через фильтр грубой очистки 2 и
пластинчатый теплообменник 3 поступает в смеситель 4, куда одно-
временно для гидратации из бака 28 насосом 26 вводится гидратиру-
ющий агент. Смесь подается в коагулятор 5. Отсюда она после форми-
рования фосфолипидного осадка насосом 6 через расходомер посту-
пает на разделение в саморазгружающийся сепаратор 7. Фосфоли-
пидная эмульсия сливается в бак 42, откуда насосом 43 передается на
высушивание для получения фосфатидного концентрата. По задан-
ной программе происходит автоматическая разгрузка сепаратора от
осадка, который накапливается в барабане. Осадок сбрасывается в
емкость 33, куда поступает также первая промывная вода из сепарато-
ра 18. Гидратированное масло насосом 39 через пластинчатый тепло-
обменник 38 (нагрев масла до температуры нейтрализации) и расхо-
домер поступает в ножевой смеситель 14 для обработки концентриро-
ванной фосфорной кислотой. Фосфорная кислота насосом 40 через
фильтр 12 подается в бак 11 и дозирующим насосом 10 вводится в жи-
ровую линию. Концентрированный щелочной раствор насосом 41 че-
рез фильтр 8 перекачивается в напорный бак 9, откуда также дозиру-
ющим насосом 10 подается в трубопровод для раствора щелочи, в ко-
торый через игольчатый вентиль 13 и расходомер насосом 30 вводит-
ся из бака 29 вода для разбавления концентрированной щелочи до за-
данного уровня.
Масло, обработанное фосфорной кислотой в ножевом смесителе
14, поступает в дисковый смеситель 15- Туда же через расходомер вво-
дится щелочной раствор.
Разделение нейтрализованного масла и соапстока производится
на втором саморазгружающемся сепараторе 16. Соапсток откачивает-
ся насосом 37 в бак. Нейтрализованное масло насосом 35 через плас-
тинчатый теплообменник 36 подается в ножевой смеситель 17. Туда
же через расходомер насосом 30 из бака 29 вводится вода на промыв-
ку. Смесь воды и масла далее разделяется на герметичном сепараторе
18. Промывная вода сливается самотеком в бак 33 и насосом 34 пере-
дается на обработку.
Масло после первой промывки насосом 19 направляется в ножевой
смеситель 20. Вода для второй промывки насосом 26 перекачивается из
125
6. Схемы рафинации масел и жиров
ol/эон эоннододпнпфодэр!
126
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
бака умягченной воды 28 через расходомер. Предварительно перед по-
ступлением в бак 28 вода проходит фильтр 27. Смесь воды и масла по-
дается на сепаратор 21 для разделения. Вторая промывная вода самоте-
ком отводится в жироловушку 31, из которой отделившийся жир отка-
чивается насосом 32, а вода сливается в бак 29, где смешивается с чис-
той умягченной водой и используется для первой промывки.
Масло из сепаратора 21 поступает в вакуум-сушильный аппарат
24 для высушивания. Предварительно оно обрабатывается раствором
лимонной кислоты, который подается насосом 22 из бака 23. Высу-
шенное масло откачивается насосом 25. Вакуум создается трехсту-
пенчатым пароэжекторным вакуум-насосом.
Установка поставляется и без узла гидратации (без модуля 1).
В зависимости от качества рафинируемого жира на установках,
оборудованных тремя герметическими сепараторами, можно прово-
дить процесс рафинации по следующим схемам:
1 — для светлых негидратированных масел: гидратация водой -
обработка фосфорной кислотой — щелочная нейтрализация — одно-
кратная промывка — высушивание;
2 — для светлых гидратированных масел или их смесей с салома-
сом: обработка фосфорной кислотой — щелочная нейтрализация —
двукратная промывка — высушивание;
3 — для саломаса или его смесей с маслом: щелочная нейтрализа-
ция — двукратная промывка — обработка лимонной кислотой — высу-
шивание;
4 — для получения низкокислотных и хорошо осветленных жи-
ров: двукратная щелочная нейтрализация — однократная промывка —
высушивание.
Схема непрерывной рафинации масел и жиров на линии производи-
тельностью 180 т/сут фирмы «Кемтек». Отличием этой линии яв-
ляется использование для разделения фаз на разных стадиях горизон-
тальных сепараторов (супердекантеров), а также многопозиционного
Дозирующего насоса.
Нерафинированный жир (масло) из емкостей 1 (рис. 39) насосом
2 через фильтры и расходомер 36 подается в подогреватель 37, где на-
гревается до 70°С. Температура жира в теплообменнике задается и
поддерживается автоматически.
При использовании фосфорной кислоты с целью удаления не-
гидратируемых фосфолипидов нагретое масло поступает в емкость
127
6. Схемы рафинации масел и жиров
128
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
35, куда одновременно из емкости 34 дозирующим насосом 32 вво-
дится 10%-ный раствор фосфорной кислоты в количестве 1-2% мае-
сЫ масла,.
Для обеспечения контакта масла с фосфорной кислотой предус-
мотрена рециркуляция смеси с помощью насоса 33 через емкость 35 в
течение 20-30 мин. Далее масло, обработанное кислотой, через расхо-
домер 11 направляется в смеситель 12, где оно обрабатывается раство-
ром щелочи заданной концентрации, который подается через расхо-
домер 10 дозирующим насосом 7.
Раствор щелочи рабочей концентрации готовят следующим обра-
зом. Из бака 4 концентрированный 40-42%-ный раствор щелочи на-
сосом 5 перекачивается в бак 6, в котором поддерживается постоян-
ный уровень. Из этого бака дозирующим насосом 7 с помощью регу-
лирующей головки В подается расчетное количество щелочи, которая
разбавляется до необходимой концентрации умягченной водой, пода-
ваемой насосом 3 и дозирующим насосом с помощью головки А в тру-
бопровод перед линейным смесителем 8.
Жир, не требующий обработки фосфорной кислотой, насосом 2
по обводной линии из подогревателя 37 через расходомер 11 поступа-
ет в смеситель 12, где он смешивается со щелочью, подаваемой через
расходомер 10 дозирующим насосом 7.
Из смесителя 12 эмульсия идет в супердекантер 15 для разделе-
ния фаз. При необходимости в поток масло—раствор щелочи через
расходомер 13 из смесителя 8 может добавляться раствор щелочи, на-
гретой в теплообменнике 9.
Отделившийся в супердекантере соапсток отводится в бак 31 и
откачивается насосом 30 на обработку.
Нейтрализованный жир направляется в подогреватель 14, где на-
гревается до 90°С, а затем идет на первую промывку в смеситель 17,
куда одновременно через расходомер 16 подается умягченная вода,
нагретая в подогревателе 14 до 90°С.
Разделение жировой и водной фаз осуществляется в супердекан-
тере 19. Отделяемая промывная вода отводится в бак-сепаратор (жи-
роловушку) 28, которая состоит из двух частей — «сигнала» и «сепа-
ратора». В случае срыва затвора в супердекантере 19 и центрифуге 21
весь жир будет отводиться в устройство «сигнал», затем — поступать
в «сепаратор», где разделяются жировая и водная фазы. Отделивший-
ся жир насосом 29 возвращается в технологический процесс.
5 Зак. 3461
129
г
6. Схемы рафинации масел и жиров
Однократно промытый жир через подогреватель 18, нагреваясь д0
90°С, поступает на вторую промывку в смеситель 22, куда через расхо-
домер 20 подается горячая умягченная вода.
Разделение фаз жир-вода происходит в вертикальной центрифу-
ге 27. Вторая промывная вода отводится в жироловушку.
Промытый жир поступает в вакуум-сушильный аппарат 23, где
поддерживается постоянный уровень жира с помощью поплавкового
клапана. Высушенный жир насосом 27 при необходимости после ох-
лаждения в теплообменнике 25 откачивается потребителю.
Технологической схемой предусмотрена рафинация темных и вы-
сококислотных масел по следующему циклу: нейтрализация масла в
смесителе 12 с разделением фаз на первом супердекантере 15, повтор-
ная нейтрализация в смесителе 17, куда подается раствор щелочи че-
рез расходомер 16, с разделением фаз на втором супердекантере 19 и
однократная промывка в смесителе 22 с разделением фаз на центри-
фуге 21.
Разрежение в вакуум-сушильном аппарате 23 создается и поддер-
живается пароструйным вакуум-насосом 24, состоящим из двух паро-
эжекторов и одного барометрического конденсатора смешения. Ох-
лаждаемая вода поступает в колодец 26 и далее на очистку. Остаточ-
ное давление в аппарате должно находиться в пределах 6,65-7,98 кПа.
6.2.2. Рафинация в мыльно-щелочной среде
(комбинированная)
Схема является комбинированной, так как нейтрализация осуще-
ствляется в мыльно-щелочной среде в сочетании с сепарационной
гидратацией и промывкой. Схему широко используют в следующих
вариантах:
♦ гидратация — разделение фаз на сепараторах — нейтрализация в
мыльно-щелочной среде — промывка водой — разделение фаз на сепа-
раторах — высушивание;
♦ нейтрализация в мыльно-щелочной среде — промывка водой —
разделение фаз на сепараторах — высушивание;
♦ нейтрализация в мыльно-щелочной среде — обработка лимон-
ной кислотой — высушивание.
Гидратированное масло (саломас) насосом 1 (рис. 40) через теп-
лообменник 2 подается в смеситель 3, где смешивается с фосфорной
130
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации
Рис. 40. Технологическая схема рафинации в мыльно-щелочной среде:
1, 11, 16, 18, 20 — насосы; 2 — теплообменник; 3, 9 — смесители; 4 — бак фосфорной кислоты; 5 —
деаэратор; 6 — нейтрализатор; 7 — деаэратор; 8 — бак концентрированной щелочи; 10 — приемник
нейтрализованного масла; 12 — теплообменник; 13 — дисковый смеситель; 14 — сепаратор; 15 —
вакуум-сушильный аппарат; 17 — жироловушка; 19 — бак технологической воды; 21 — бак мыль-
но-щелочного раствора; 22 — регулятор уровня
кислотой, поступающей из бака 4. Смесь через деаэратор 5 поступает
в нейтрализатор 6. Концентрированная щелочь из бака 8 в смесителе
9 смешивается с водой, которая подается из бака 19 насосом 18.
Раствор щелочи нужной концентрации поступает в деаэратор 7, а
затем в нейтрализатор 6. Нейтрализованное масло самотеком слива-
ется в приемник 10, откуда насосом 11 через теплообменник 12 пода-
ется в дисковый смеситель 13, где смешивается с водой, которая дози-
руется расходомером. Разделение фаз осуществляется на сепараторе
14. Далее масло высушивается в вакуум-сушильном аппарате 15 и на-
сосом 16 откачивается в бак. Отработавший мыльно-щелочной ра-
створ через регулятор уровня 22 отводится из нейтрализатора 6 в бак
27 и насосом 20 подается на обработку. Промывная вода из сепарато-
ра 14 сливается в жироловушку 17. В схеме, где вместо промывки
предусматривается обработка лимонной кислотой, масло смешивает-
131
6. Схемы рафинации масел и жиров
ся в дисковом смесителе 13 с раствором кислоты и далее передается на
высушивание. При рафинации саломаса обработка фосфорной кисло-
той не проводится.
6.3. ОБРАБОТКА СОАПСТОКОВ
Полученные при щелочной нейтрализации соапстоки имеют слож-
ный и непостоянный состав. Они содержат влагу, мыло, образовавшее-
ся в результате омыления свободных жирных кислот и нейтрального
жира, увлеченный нейтральный жир (масло), избыточную щелочь, а
при предварительной обработке масла фосфорной кислотой - ее на-
триевые соли. Характеристика соапстоков представлена в табл. 20.
Характеристика соапстоков
Таблица 20
Способ нейтрализации Содержание общего жира, % Соотношение натуральный жир: жирные кислоты (среднее значение)
Непрерывный
в мыльно-щелочной среде 12-20 1:10
с разделением фаз на сепараторе 15-25 1:4
Периодический 35-45 1:1
Периодический с водно-солевой подкладкой 8-10 1:4
При рафинации с водно-солевой подкладкой и в мыльно-щелоч-
ной среде соапстоки получаются низкой концентрации. Их использо-
вание в мыловарении связано с большими неудобствами, особенно в
тех случаях, когда требуется транспортировать соапстоки на мылова-
ренные заводы, территориально разобщенные с рафинационными це-
хами. Поэтому разбавленные соапстоки подвергают концентрирова-
нию непосредственно в рафинационных цехах.
Наиболее простой способ концентрирования — высаливание мыла
хлоридом натрия. Выделившееся концентрированное (соапсточное)
ядро используют. Этот способ в настоящее время применяют редко.
Широко распространена обработка разбавленных соапстоков ми-
неральными кислотами, преимущественно серной. В результате раз-
132
I
6.3. Обработка соапстоков
дожения мыла выделяется смесь жирных кислот (2RCOONa +
+ н SO4 « — 2RCOOH + Na2SO4) и нейтрального жира, называемая
соапсточными липидами.
Соапсточные липиды широко применяют в некоторых отраслях
промышленности. Так, соапсточные липиды подсолнечного масла ис-
пользуют в качестве технического олеина, касторового — в химичес-
кой промышленности для синтеза себациновой кислоты (взамен ра-
финированного касторового масла).
К соапсточным липидам предъявляют высокие требования: они
должны содержать минимальное количество примесей — неразло-
женного мыла, зольных элементов, свободной минеральной кислоты.
Для достижения требуемого качества необходимо подвергать разло-
жению разбавленные соапстоки, используя разбавленную серную
кислоту при интенсивном перемешивании.
В целом технологический процесс разложения соапстоков состо-
ит из следующих основных стадий:
♦ дозирование и смешивание мыльных растворов и серной кислоты;
♦ разделение образовавшихся фаз соапсточные липиды — кис-
лые воды;
♦ промывка выделенных липидов водой для удаления серной
кислоты;
♦ нейтрализация кислых вод раствором карбоната натрия
(Na2CO3).
Для большинства способов технологические режимы аналогич-
ны: температура 85-90°С, концентрация соапстока перед разложени-
ем 5-10%, концентрация серной кислоты 5-10% (при избытке к тео-
ретически рассчитанному уровню не более 10%), количество воды для
промывки соапсточных липидов 10-20%, концентрация карбоната
натрия для нейтрализации кислых вод 10%.
Соапсток поступает в бак 7 (рис. 41), снабженный мешалкой, где
разбавляется до концентрации 5-10% кислой водой, отделяемой на
сепараторе 4, и подогревается. Из бака 1 соапсток направляется в сме-
ситель 13. Одновременно из бака 2 через ротаметр подается серная
кислота. Полученная смесь насосом 12 перекачивается в экспозитор 3
с мешалкой, в котором заканчивается реакция разложения мыла.
Смесь липидов и кислой воды насосом 11 направляется на сепара-
тор 4 для разделения. Выделенные соапсточные липиды отводятся в
бак 6, из которого насосом 9 подаются после промывки потребителю.
133
6. Схемы рафинации масел и жиров
Рис. 41. Технологическая схема разложения соапстока с разделением фаз на
сепараторах:
1 — бак соапстока; 2 — бак серной кислоты; 3 — экспозитор; 4 — сепаратор; 5 — напорный бак
раствора карбоната натрия; 6 — бак выделенных жиров; 7 — бак приготовления карбоната натрия;
8 — дозатор карбоната натрия; 9, 11,12 — насосы; 10 — жироловушка; 13 — смеситель
Водный кислый раствор частично используют для разбавления соап-
стока в баке 1 и серной кислоты, остальную часть направляют в жиро-
ловушку 10, где его нейтрализуют раствором карбоната натрия, кото-
рый готовят в баке 7 и через напорный бак 5 и дозатор 8 подают в пос-
леднюю секцию жироловушки.
Все коммуникации, арматура, насосы и оборудование, имеющие
контакт с растворами серной кислоты и жирными кислотами, выпол-
няются из коррозионностойкого материала.
7. АДСОРБЦИОННАЯ РАФИНАЦИЯ МАСЕЛ
И ЖИРОВ (МОДУЛЬ 3)
7.1. ОСНОВЫ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИОННОЙ
РАФИНАЦИИ МАСЕЛ И ЖИРОВ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ
АДСОРБЕНТЫ
Природные масла и жиры всегда содержат пигменты, окрашиваю-
щие их в специфический цвет. Так, присутствующие в масле кароти-
ноиды придают им окраску от желтого (ксантофиллы) до красного
цвета (каротины, особенно p-каротин), хлорофиллы — зеленую, гос-
сипол в хлопковом масле — темно-коричневую окраску.
Каротиноиды достаточно устойчивы к щелочам, поэтому в боль-
шей своей части они сохраняются в нейтрализованных маслах. Незна-
чительное осветление происходит в результате адсорбции каротинои-
дов соапстоком только при нейтрализации концентрированными ра-
створами щелочей. Каротиноиды активно адсорбируются на поверх-
ности твердых адсорбентов, это свойство положено в основу техноло-
гии удаления их из масел.
Хлорофиллы, в отличие от каротиноидов, взаимодействуют со
Щелочью, омыляются с образованием ряда соединений, в том числе и
Щелочных солей хлорофиллов, однако щелочной рафинацией нельзя
полностью удалить хлорофиллы из масла.
Эти две группы пигментов в основном присутствуют в маслах со-
вместно, их соотношение и определяет специфическую окраску мас-
ла. Так, в подсолнечном, соевом и некоторых других маслах в боль-
шом количестве присутствуют каротиноиды, маскируя цвет хлоро-
филлов, придавая маслу окраску от красного до желтого цвета. В рап-
совом, льняном и других подобных маслах, наоборот, превалирует ок-
раска, имеющая зеленый оттенок из-за содержания в большом коли-
честве хлорофиллов.
135
7. Адсорбционная рафинация масел и жиров (модуль 3)
7.1. Основы процесса адсорбционной рафинации масел и жиров и применяемые адсорбенты
В хлопковом масле много других пигментов, в том числе кароти-
ноидов и хлорофиллов, но специфическую его окраску от коричневой
до черной определяет госсипол и всевозможные формы его измене-
ний и превращений.
Так как рафинированные масла и саломасы, приготовленные на
их основе, должны быть светлыми, возникает необходимость допол-
нительной их обработки для снижения цветности. Это особенно важ-
но при выработке маргарина, так как используют специальные краси-
тели, придающие этому продукту цвет, свойственный летнему сли-
вочному маслу.
Помимо основного назначения адсорбционной очистки (удале-
ние пигментов), она решает не менее важные задачи разрушения и
удаления из масел продуктов окисления, следов фосфорсодержащих
веществ, снижения остаточного содержания металлов.
Итак, для удаления из масел окрашивающих соединений в техно-
логии рафинации используют метод адсорбционной очистки. Обра-
ботка высокодисперсными адсорбентами становится важнейшей ста-
дией очистки растительных масел, природных и гидрированных жи-
ров и жирных кислот от пигментов, следовых количеств фосфолипи-
дов, соединений серы, солей жирных кислот (мыл со щелочными и
другими металлами), а также основных продуктов окисления.
Адсорбция — это процесс концентрирования вещества из раство-
ра или газа на поверхности твердого тела или жидкости. Адсорбция
происходит под действием молекулярных сил на поверхности адсор-
бента и ведет к уменьшению свободной поверхностной энергии.
Прочность связывания и избирательность адсорбции зависят от
природы и строения адсорбируемых веществ, природы и строения ад-
сорбента. Неполярные (малополярные) соединения нормального
строения лучше адсорбируются на неполярных адсорбентах, напри-
мер углях, в то время как молекулы с разветвленными цепями или не-
предельными связями и другие более полярные соединения лучше ад-
сорбируются на полярных адсорбентах.
Природа и строение окрашивающих веществ в жирах различны,
однако они все обладают определенной степенью полярности, поэтому
для адсорбционной рафинации обычно применяют полярные адсор-
бенты, обладающие достаточной избирательностью и активностью.
Для этой цели используют специальные активные отбеливающие гли-
ны, получаемые из природных бентонитовых глин (алюмосиликатов),
активированные минеральными (серной, соляной) кислотами, реже —
активированные угли и др. В последние годы используют высокоактив-
ные адсорбенты, поставляемые зарубежными фирмами.
Основными компонентами бентонитовых глин являются минера-
лы монтмориллонит и бейделит. Схематично структура природного
алюмосиликата на примере ячейки монтмориллонита выглядит сле-
дующим образом:
-О ZO-A.1-OH I
Si О
он !!
Одна часть ячейки (/) состоит из водородного иона, присоединен-
ного к комплексному иону алюминия. Такая комбинация создает на
поверхности кислотное соединение НА1О2. Другая часть ячейки (Л)
состоит из гидроксида кремния, связанного с кислородом кислотного
комплекса алюминия. Эти активные центры и обеспечивают прохож-
дение основных процессов отбеливания.
Установлено, что адсорбционной (отбеливающей) способностью
обладают только алюмосиликаты, содержащие обменные катионы
А13+, Н' , и природа активных центров связана с этими компонентами.
Адсорбция красящих веществ, фосфолипидов, остатков мыла и
других соединений протекает преимущественно как хемосорбцион-
ный процесс, в котором большую роль играет водородная связь. Эти
связи могут образовываться не только непосредственно с алюмосили-
катным скелетом, но и с адсорбированными на его поверхности веще-
ствами, в первую очередь с водой. Поэтому оптимальное количество
воды на поверхности адсорбента играет положительную роль.
Адсорбенты, применяемые в масложировой промышленности,
Должны удовлетворять следующим требованиям:
♦ иметь высокую адсорбционную емкость и активность, чтобы
при меньшем количестве адсорбента достичь при отбеливании высо-
кого эффекта;
♦ иметь развитую поверхность (пористость) и значительное коли-
чество активных центров;
♦ иметь невысокую маслоемкость (количество масла в процентах,
Удерживаемое адсорбентом);
♦ не вступать в химическое взаимодействие с триглицеридами масел;
1.36
137
7. Адсорбционная рафинация масел и жиров (модуль 3)
7.1. Основы процесса адсорбционной рафинации масел и жиров и применяемые адсорбенты
♦ легко отделяться от масла фильтрованием, иметь высокую ско-
рость фильтрации.
Природные бентонитовые глины (А12О3 • nSiO2 — алюмосилика-
ты) имеют соотношение между оксидами алюминия и кремния от 1:2
до 1:4, они малоактивны и для повышения активности их подвергают
специальной обработке — активации. Активацию природных глин
осуществляют кислотой, а затем обработкой при температуре около
200°С.
При кислотной обработке достигается увеличение дисперсности
материала, размельчение частиц монтмориллонита при сохранении
его структуры, полное разрушение мелких кристаллов, обогащение
адсорбента кремнеземом, удаление из кристаллической решетки ка-
тионов Са2+, Mg+2, Na+, К+. При термической активации удаляются
также молекулы воды и посторонние загрязняющие аморфные веще-
ства, что способствует увеличению удельной поверхности и активнос-
ти адсорбента.
В масложировой промышленности ранее использовали активиро-
ванную глину — асканит, а также импортные глины.
Эффективность процесса отбеливания определяется цветностью
жиров, количеством используемого адсорбента, количеством отходов,
потерь и выходом отбеленного масла.
Количество адсорбента зависит от содержания в масле красящих
веществ, требуемой степени осветления и колеблется от 0,2 до 4%.
На химическом предприятии в г. Ставрополь начато производ-
ство высоко эффективного химически активированного адсорбента,
изготавливаемого из отечественного сырья. Также представляют ин-
терес зарубежные адсорбенты, поступающие на предприятия отрасли.
Адсорбционные характеристики отбельных земель зависят от
свойств исходной бентонитовой глины, степени кислотной актива-
ции, профессионализма изготовителя и пр. Учитывая эти факторы и
потребности рынка, фирмы-изготовители отбельных земель постав-
ляют широкую гамму адсорбентов как общего назначения, так и спе-
циальных, для определенных групп масел или жиров и определенного
фильтрационного оборудования.
Сорбент Trisil-ЗОО фирмы Grace (США) снижает содержание ка-
тионов металлов, в том числе и тяжелых, что позволяет полностью ос-
вободиться от оставшихся после промывки мыл и повысить стойкость
масел к окислению. Trisil-ЗОО, благодаря высоким дренажным свой-
ствам, обеспечивает повышение скорости фильтрования. Невысокий
удельный расход адсорбента, его умеренная маслоемкость обеспечи-
вают снижение отходов жира с отработанным адсорбентом.
Характеристика адсорбента Trisil-ЗОО: насыпная масса 0,55 г/см3;
кассовая доля свободной кислоты 0,26% (в пересчете на H2SO4); pH
водной вытяжки (суспензии) 3,3; маслоемкость 50-55%.
Корпорация Engelhard (Нидерланды) вырабатывает большое
число марок активных глин серии «Filtrol». Основные из них пред-
назначены для адсорбционной очистки рафинированного щелочью
сырья различного качества, а также для адсорбции пигментов, фосфо-
липидов из гидратированных масел и гидрированных жиров, направ-
ляемых соответственно на физическую рафинацию и (или) дезодора-
цию (табл. 21).
На российском рынке представлена продукция фирмы
Sud-Chemie AG (Германия), которая вырабатывает адсорбенты под
торговой маркой «Tonsil». Они предназначены для адсорбционной
очистки растительных масел, животных жиров и минеральных ма-
сел (табл. 22).
Еще одна фирма, представленная на нашем рынке, — корпорация
Oil Dri (США), производящая адсорбенты торговой марки «Pure-Flo».
Наибольший интерес для масложировой отрасли имеют марки, ука-
занные в табл. 23.
Представленные марки адсорбентов «Риге-Flo» прекрасно адсор-
бируют красящие вещества, в т. ч. хлорофиллы, металлы (Са, Fe, Mg,
Ni и др.), удаляют фосфолипиды, мыла. Они снижают кислотное чис-
ло масла в процессе отбеливания, обладают хорошими фильтрацион-
ными характеристиками.
Активированные угли хорошо удаляют из масел каротиноиды и
хлорофиллы. Они трудно отделяются при фильтровании. Поэтому
рекомендуется при необходимости применять для отбеливания смеси
глины и угля.
При отбеливании в присутствии активной глины наблюдается ча-
стичная изомеризация и образование некоторого количества тригли-
Церидов, содержащих кислоты с сопряженными связями, что приво-
дит к снижению качества и стойкости отбеленных масел при хране-
нии. Это, а также высокая маслоемкость, вызывают необходимость
(по возможности) снижать количество отбельной глины. Продолжи-
тельность процесса составляет 10-30 мин, при более длительном кон-
138
139
7. Адсорбционная рафинация масел и жиров (модуль 3)
-— Таблица 21 Характеристика и область применения адсорбентов корпорации Engelhard
Марка адсорбента Относитель- ная скорость фильтрации Характеристика и область применения
F-160 0,25 Самый активный адсорбент. Наиболее высокие адсорбцион- ные свойства по отношению к пигментам, мылам, фосфа- тидам, продуктам окисления. При использовании F-160 общее содержание продуктов окисления (перекисное и анизидиновое числа) существенно меньше в дезодориро- ванном масле, чем при применении любого другого адсор- бента. Особенно применим для масел, содержащих повы- шенное количество сопутствующих веществ
F-170 0,5 Модификация адсорбента F-160, отличающаяся улучшен- ной фильтруемостью. Рекомендуется для рапсового масла и рыбных жиров
F-118 FF* 0,75 Оптимальное сочетание активности и фильтруемости. Область применения связана с очисткой соевого, кукуруз- ного, подсолнечного масел
F-115 FF* 1,0 Адсорбент, обладающий высокой адсорбционной и фильт- рующей способностью. Особенно применим при перера- ботке подсолнечных масел стандартного качества
F-105 FF* 1,5 Средний размер частиц адсорбента близок к 50 мкм. Отли- чается наиболее высокой фильтруемостью. Применяется для обработки легко отбеливаемого сырья (например, под- солнечного), а также при необходимости повысить произ- водительность фильтрационного оборудования по отноше- нию к проектной
Nevergreen 0,5 Специальный адсорбент, применяемый для удаления хло- рофиллов. В этом плане превосходит по активности наибо- лее активный универсальный адсорбент F-160. Активность по отношению к каротиноидам на среднем уровне — близ- ка к F-115 FF и F-118 FF . • —-
* Эти марки отличаются высокой скоростью фильтрации.
такте адсорбента и масла последнее может окислиться, приобрести
землистый привкус.
Важное значение имеет подготовка масел к адсорбционной очист-
ке. Наличие в них мыл, фосфатидов и других примесей приводит к их
активной адсорбции, что вызывает увеличение расхода адсорбентов и
повышение себестоимости готовой продукции. Поэтому экономичес-
140
7.2. Способы адсорбционной очистки
Таблица 22
Область применения адсорбентов фирмы Sud-Chemie AG
Марка адсорбента 1 Область применения
Supreme 110 FF* Высокоактивный адсорбент, рекомендуемый для льняного, кукурузного, соевого масла и рыбных жиров
Standard 310 FF* Активный адсорбент, предназначенный для обработки хлопко- вого, арахисового, кокосового, оливкового, кукурузного, пальмо- вого, пальмоядрового, рапсового, касторового, соевого, подсол- нечного масел и рыбных жиров
Optimum 210 FF* Высокоактивный адсорбент для трудно отбеливаемых расти- тельных масел и животных жиров
418 Адсорбент рекомендуется для деметаллизации и отбеливания гидрированных жиров
412 FF* Высокоактивный адсорбент, содержащий 10% активированного угля и предназначенный для удаления из масел хлорофиллов, каротиноидов, фосфолипидов и перекисных соединений
• Эти марки отличаются хорошей скоростью фильтрации.
Таблица 23
Область применения адсорбентов корпорации Oil Dri
Марка адсорбента [ Область применения
В80 Natural Для отбеливания пальмового, кокосового, хлопкового масел и животных жиров, а также хлорофилсодержащих масел
Supreme В81 Для отбеливания пальмового, кукурузного, хлопкового масел и животных жиров
Supreme Pro-Active Для адсорбционной очистки хлорофилсодержащих масел, включая рапсовое
КИ целесообразно передавать на абсорбционную очистку масла с ми-
нимальным содержанием примесей, что достижимо на предыдущих
стадиях очистки.
7.2. СПОСОБЫ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ
Адсорбционной очистке подвергают масла после тщательной гид-
ратации, нейтрализации, промывки и сушки. Для снижения окисле-
141
7. Адсорбционная рафинация масел и жиров (модуль 3)
ния масел адсорбенты перед вводом рекомендуется вакуумировать, и
сам процесс отбеливания проводить под вакуумом.
В периодических схемах рафинации жиров адсорбент под вакуу.
мом подают в вакуум-сушильный отбельный аппарат при температу-
ре 90-95°С. После перемешивания адсорбент отфильтровывают на
фильтр-прессах.
В нашей стране и за рубежом широко применяют установки не-
прерывного отбеливания, в состав которых входят различные по кон-
струкции герметические фильтры с механизированной выгрузкой
осадка.
Для всех схем общими являются следующие стадии процесса:
♦ приготовление концентрированной масляной суспензии адсор-
бента;
♦ деаэрация, предварительное и окончательное отбеливание;
♦ отделение адсорбента на двух или более циклично работающих
фильтрах.
Количество отбельной земли составляет 0,3-2 % от массы масла,
температура отбеливания — 75-80°С, давление в отбельных аппара-
тах — 4 кПа.
Схема непрерывного отбеливания на установке фирмы «Альфа
Лаваль». В установку включены фильтры «Фунда» большой мощнос-
ти, вследствие чего увеличилась производительность линии до 12 т/ч.
Особенность линии — применение
одностадийного отбеливания.
Основной аппарат (рис. 42)
имеет цилиндрическую форму с ко-
ническим днищем и сферической
крышкой. В верхней части располо-
жены четыре патрубка 3 для отбели-
ваемого масла и штуцер 5 для под-
ключения к вакуумной системе. Ап-
Рис. 42. Аппарат для деаэрации и пред-
варительного отбеливания масел на ус-
тановке фирмы «Альфа Лаваль»:
1 — регулирующие вентили; 2 — мешалка; 3 — пат-
рубок для отбеливаемого масла; 4 — дозирующая
камера отбельной земли; 5 — штуцер подключения
к вакуумной системе; 6 — переливные воронки
142
1^
7.2. Способы адсорбционной очистки
парат разделен на четыре секции, в которых происходит деаэрация
щасла, смешение его с отбельной глиной и собственно отбеливание.
Процесс осуществляется при непрерывном перемешивании мешалка-
ми 2, перелив из секции в секцию происходит через воронки 6. В каж-
дой секции установлены регулирующие вентили 1. Отбельная глина
Из бункера вводится через дозирующую камеру 4.
Технологическая схема представлена на рис. 43. Рафинированное
масло из накопительного бака насосом 1 через пластинчатый подогре-
Рис. 43. Технологическая схема отбеливания масел на установке фирмы
«Альфа Лаваль»:
16 — насосы; 2 — пластинчатый подогреватель; 3 — отбельный аппарат; 4 — дозирующая
камера; 5 — деаэрационная камера; 6 — бункер отбельной земли; 7 — ловушка; 8 — конденсатор;
— Дисковые фильтры; 10 — сборник конденсата; 11 — охлаждающий теплообменник ,13 — жиро-
ловушка; 14 — сепаратор
143
7. Адсорбционная рафинация масел и жиров (модуль 3)
ватель 2 подается в отбельный аппарат 3. Температура нагрева масла
поддерживается на заданном уровне регулятором температуры. От-
бельная глина из бункера 6 поступает через деаэрационную камеру 5 в
специальную дозирующую камеру 4. При сигнале низкого уровця
глины в деаэрационной камере 5 включаются вибраторы, располо- "
женные на бункере 6, и наполнительный клапан открывается. Глина
поступает в деаэрационную камеру 5, а затем через определенный ин-
тервал времени, установленный на реле, — в дозирующую камеру 4 и в
отбельный аппарат 3. Расход отбельной глины регулируется автома-
тически регулятором, соединенным с регулятором подачи масла. При
увеличении подачи масла увеличивается ввод отбельной глины. Про-
цесс осуществляется в трех секциях при непрерывном перемешива-
нии суспензии мешалками.
Из последней (нижней) секции суспензия отбеленного масла на-
сосом 16 подается в один из двух дисковых фильтров 9. Первые мут-
ные порции масла возвращаются в отбельный аппарат 3. Профильт-
рованное масло насосом 12 через теплообменник 11 поступает в сбор-
ный резервуар.
Отбельный аппарат и фильтры подключены к вакуумной системе
через ловушку 7 и конденсатор 8, вода из конденсатора сливается в
сборник 10. После остановки фильтра на регенерацию осадок на дис-
ках последовательно продувают паром и горячим воздухом. Водно-
жировая эмульсия через сепаратор 14 для пара поступает в жироло-
вушку 13. Масло выкачивается насосом 15 в бак сборного жира. Про-
должительность деаэрации и отбеливания составляет 20-25 мин, со-
держание жира в глине после обезжиривания — до 15%.
Адсорбционная очистка перед гидрированием обязательно долж-
на проводиться для масел, предназначенных для выработки пищевого
саломаса или направляемых для непосредственного употребления.
Схемы непрерывного отбеливания различных фирм отличаются
как конструкцией самого аппарата, так и конструкцией фильтров.
В последние время вместо дисковых фильтров чаще предлагаются
вертикальные пластинчатые фильтры.
Узел отбеливания фирмы «Де Смет» в новых установках пред-
ставлен на рис. 44.
Особенностью этой установки является подача лимонной кисло-
ты в масло перед мощным предварительным смесителем. В реакторе
перемешивание осуществляется острым паром. Окончательный на-
144
7.2. Способы адсорбционной очистки
Рис. 44. Узел отбеливания фирмы «Де Смет»:
/ — насос подача нейтрализованного (кислотио-гидратировапного) масла; 2 — смеситель масла с
лимонной кислотой; 3 — емкость приготовления и дозирования лимонной кислоты; 4 — приемный
бункер, подаваемой пневмотранспортом отбельной земли; 5 — вентилятор; 6 — бункер отбельной
земли; 7 — шнек-дозатор отбельной земли; 8 — предварительный смеситель масло-отбельная земля;
9 — реактор окончательной отбелки; 10 — насос подачи отбеленного масла на фильтрацию
грев масла производится через греющий змеевик, помещенный во
внутренней части реактора. Реактор подключен к вакуумной системе.
Узел отбеливания фирмы «Крупп» в новых установках представ-
лен на рис. 45.
Особенностью данной установки является подача на отбелку
влажного (невысушенного) масла, деаэрация и высушивание прохо-
145
7. Адсорбционная рафинация масел и жиров (модуль 3)
Рис. 45. Узел отбеливания фирмы «Крупп»:
1 — насос подачи масла; 2 — предварительный смеситель масло-отбельная земля; 3 — бункер от-
бельной земли; 4 — шнек-дозатор отбельной земли; 5 — насос подачи суспензии масло-отбельная
земля в деаэратор-реактор; 6 — деаэратор-реактор; 7 — насос непрерывного турбулентного переме-
шивания; 8 — теплообменник; 9 — насос подачи отбеленного масла на фильтрацию; 10 — водоколь-
цевой вакуум насос; 11 — емкость приема жидкой фазы (масло-вода) при продувке фильтров; 12 -
сепаратор паровой фазы
t
дит непосредственно в реакторе, а перемешивание достигается путем
интенсивной турбулентной циркуляции суспензии. В технологичес-
кой схеме удачно решен возврат масла после продувки фильтров.
8. ВЫВЕДЕНИЕ ИЗ МАСЕЛ ВОСКОВ
И ВОСКОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ (МОДУЛЬ 4)
Восковые вещества представляют собой сложные смеси с преоб-
ладающим содержанием растительных восков — эфиров высокомо-
лекулярных жирных кислот и одноатомных (реже двухатомных) вы-
сокомолекулярных спиртов, спиртов каротиноидной природы
(цветные воски). В восковую фракцию липидов входят также сво-
бодные высокомолекулярные жирные кислоты и спирты, стеролы,
стериды, углеводороды, лактоны, эстолипиды и другие высокоплав-
кие компоненты.
Воски в основном локализованы в оболочке семени и в процессе
извлечения масла переходят в него. Количество восковых веществ в
масле колеблется от 0,01 до 0,3% и зависит от способа получения
масла.
Наличие восковых веществ в масле в основном обусловливает
степень его прозрачности. Помутнение масел при охлаждении объяс-
няется также переходом в нерастворимое состояние фосфорсодержа-
щих веществ и влаги.
Вследствие высокой температуры плавления (32 -98"С) восковые
вещества образуют в масле при его охлаждении тонкую и очень стой-
кую взвесь кристаллов, так называемую сетку, существенно ухудшаю-
щую товарный вид масла. Ни одна из стадий рафинации масла (гид-
ратация, щелочная нейтрализация, отбеливание, дезодорация) прак-
тически не приводит к выведению восковых веществ. Из-за их нали-
чия не только нельзя получить масло с хорошим товарным видом, но и
возникают трудности при его переработке. Восковые вещества за-
трудняют процессы полировочного фильтрования рафинированных
масел. Имеются сведения об их отрицательном влиянии на катализа-
торы гидрирования.
147
8. Выведение из масел восков и воскоподобных веществ (модуль 4)
8.1. ВЫМОРАЖИВАНИЕ (ВИНТЕРИЗАЦИЯ) МАСЕЛ
Для получения салатных масел вымораживанию подвергают под-
солнечное, кукурузное, а иногда и частично гидрированное соевое
масла. Восковые и другие высокоплавкие вещества в масле обладают
определенной устойчивостью, создающей трудности при их выведе-
нии. Одним из факторов, определяющих эту устойчивость, является
температура.
Значительное отличие свойств восковых веществ от свойств гли-
церидов при пониженных температурах позволяет применять способ
вымораживания (винтеризации) масел для выведения из них воско-
вых веществ. В основу его положено свойство восковых веществ при
относительно низких плюсовых температурах образовывать в масле
кристаллы. Вымораживанию подвергаются масла, прошедшие пол-
ный цикл пищевой рафинации, до или после дезодорации.
Классическая технология выведения восковых веществ вымора-
живанием заключается в медленном охлаждении масла, выдержке его
при низкой температуре и последующем отделении осадка фильтро-
ванием.
Вымороженное масло представляет собой малоконцентрирован-
ную суспензию, разделение которой затруднено из-за небольшого ко-
личества кристаллов восковых веществ, повышенной вязкости масла
и сложного состава отделяемого осадка.
Для интенсификации процесса отделения восковых веществ
фильтрованием в настоящее время используют вспомогательные
фильтровальные порошки, улучшающие дренажные свойства осад-
ка — диатомиты (кизельгуры), перлиты и др. Их наносят на поверх-
ность фильтровальной перегородки.
Широкое распространение в промышленности получили диато-
митовые фильтровальные порошки корпорации World Minerals и
Eagle-Picher Industries Inc.
Диатомиты — это отложения панцирей микроскопических водо-
рослей (диатомей), благодаря геологическим изменениям земной
коры около 5 млн лет назад оказавшихся на поверхности. По место-
рождению диатомиты подразделяют на пресноводные и морские.
Панцири пресноводного происхождения имеют, как правило, четы-
рехугольную, круглую или игольчатую формы. Формы морских диа-
томитов разнообразнее.
148
8.1. Вымораживание (винтеризация) масел
Диатомитовые фильтровальные порошки Celatom фирмы Eagle-
picher Industries Inc. имеют пресноводное происхождение и в них пре-
обладают цилиндрические формы и круглые пластинки, которые
охватывают эти цилиндры с двух сторон. Фильтровальные порошки
Celite фирмы World Minerals — морские диатомиты различных форм
(табл. 24).
Таблица 24
физико-химические характеристики диатомитовых фильтровальных
порошков
Марка порошка Цвет Проницаемость, Дарси Плотность во влаж- ном состоянии, г/л pH 10%-ной суспензии
Celatom FW 40 Белый 3,2 320 8-11
Celatom FW 60 5 300 8-11
Celatom FW 80S » 6 300 8-11
Celatom FW 80 10 300 8-11
Celite 545 4,7 369 10
Celite 535 » 3,0 326 9,6
Hyflo-Super-Cel (HSC) » 1,3 334 9,6
Рекомендуемые расходы диатомитовых фильтровальных порош-
ков в зависимости от содержания восков в масле составляют 0,1-1%
от массы масла.
Для отделения осадка в периодических схемах рафинации ис-
пользуют рамные фильтр-прессы, в непрерывных — пластинчатые
фильтры с горизонтальной или вертикальной фильтрующей поверх-
ностью, дисковые, вакуум-фильтры.
Схема так называемого «сухого» способа вымораживания пред-
ставлена на рис. 46. Производительность линии определяется фильт-
рующей поверхностью установленных фильтров и может достигать
100 т/сут и более.
Масло насосом 3 подается в рекуперационный теплообменник 4,
где охлаждается вымороженным маслом, затем поступает в охлади-
тель 5, в котором его температура понижается до 4-12°С, далее на-
правляется в кристаллизатор 6, а из него самотеком — в экспозитор 7.
Общее время выдержки составляет 4-12 ч, частота вращения меша-
149
8. Выведение из масел восков и воскоподобных веществ (модуль 4)
Рис. 46. Технологическая схема извлечения восковых веществ:
1, 3, 10, 13, 15 — насосы; 2 — емкость вымороженного масла; 4 — рекуперационный теплообменник; 5 — охладитель; 6 — кристаллизатор;
7 — экспозитор; 8 — фильтр; 11 — промежуточный сборник; 12 — смеситель; 14 — нагреватель
150
8.1. Вымораживание (винтеризация) масел
лок в кристаллизаторе и экспозиторе — 0,25 г1. Масло из экспозитора
/насосом 15через нагреватель 14 перекачивается в фильтры 8.
Для улучшения условий фильтрования масло подогревают горячей
водой до 20°С в нагревателе 14, а на фильтре создают дренажный слой.
Для этого в смеситель 12 подают фильтрованное масло из фильтров 8 и
фильтровальный порошок (дренажный материал — обычно диатомит).
Приготовленную при перемешивании 3-5%-ную суспензию фильтро-
вального порошка в масле насосом 13 непрерывно подают в линию мас-
ла в количестве 0,1-0,5% массы масла, поступающего на фильтрование.
В целях создания условий для лучшей кристаллизации периодически в
кристаллизатор 6 насосом 13 подается суспензия в количестве
0,05-0,1% массы масла для образования центров кристаллизации.
При фильтровании первые мутные порции масла отводят в сме-
ситель 12, прозрачное масло поступает в промежуточный сборник 11,
откуда насосом 10 через теплообменник 4 подают в емкость 2 и насо-
сом 1 — потребителю.
В зависимости от типа фильтров давление фильтрации может
быть 0,25-0,50 МПа. При повышении давления фильтр-пресс отклю-
чают для зачистки, в процессе которой осадок сбрасывают в сборник
9- Перед разгрузкой фильтров осадок продувается воздухом, что по-
зволяет извлечь из него до 50% масла.
Конкретные технологические схемы винтеризации будут рас-
смотрены в разделе, посвященном комплексным линиям рафинации.
Такие фирмы как «Альфа Лаваль» и «Де Смет» рекомендуют оце-
нивать качество винтеризации холодным тестом (табл. 25).
Таблица 25
Оценка качества винтеризации масла методом
холодного теста
Время выдержки масла при температуре 0 °C, ч Содержание восковых веществ, мг/кг (%)
5,5 100 (0,01)
24 50 (0,005)
24 + 72* 20 (0,002)
48 15 (0,0015)
120 10 (0,001)
* Проба выдерживается 24 ч при температуре (ГС и 72 ч при 20’С.
151
8. Выведение из масел восков и воскоподобных веществ (модуль 4)
8.2. ДРУГИЕ СПОСОБЫ ВЫВЕДЕНИЯ ВОСКОВ
И ВОСКОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ
В последние годы все больше используется так называемый «мок-
рый», или комбинированный способ винтеризации, проходящий по
следующим схемам.
1. Глубокая гидратация, совмещенная с удалением при низкой
температуре восков.
2. Щелочная нейтрализация, совмещенная с удалением при низ-
кой температуре восков (Мульти-Вакс).
3. Холодная промывка масла, совмещенная с удалением при низ-
кой температуре восков.
В основе процесса лежит низкотемпературная кристаллизация
восков в процессе гидратации, нейтрализации или промывки. При
этом считают, что образующиеся кристаллы восков коагулируют с
хлопьями фосфолипидов или соапстока, либо адсорбируются водной
фазой, содержащей некоторое количество мыла и щелочи.
Технологические схемы различных фирм будут рассмотрены в
разделе о комплексных линиях рафинации.
Перспективными следует признать способы выведения восковых
веществ при температуре 15-25°С, обеспечивающей мезаморфное со-
стояние молекул восков. При этом проявляется полярность восков,
что может быть использовано для выведения их адсорбцией на разви-
той межфазной поверхности. Для образования такой поверхности
применяют активные добавки с эмульгирующими свойствами, а так-
же реагенты, имеющие плотность, превышающую плотность масля-
ной фазы.
В КубГТУ на кафедре технологии жиров был разработан способ
выведения восковых веществ из подсолнечных масел на геле кремне-
вой кислоты, который обладает развитой поверхностью, высокими
адсорбционными свойствами и способен в момент образования геля
адсорбировать полярные органические соединения, в частности вос-
ки. Гель кремневой кислоты может быть получен в результате реак-
ции взаимодействия разбавленной фосфорной кислоты и силиката
натрия. Наиболее эффективной является последовательная обработ-
ка подсолнечного масла растворами: вначале фосфорной или лимон-
ной кислоты, затем — силиката натрия. Разбавленная кислота разру-
шает соли фосфолипидов с металлами и участвует в образовании геля
152
8.2. Другие способы выведения восков и воскоподобных веществ
кремневой кислоты, на поверхности которого и адсорбируются воско-
вые вещества. Плотность образовавшегося мыльно-воскового осадка
значительно превышает плотность жира. Разделение фаз осуществля-
ется непрерывно на пластинчатом отстойнике специальной конструк-
ции. Разработанная технология позволяет получить высококаче-
ственное масло, сохраняющее прозрачность при низких плюсовых
температурах, без вымораживания и холодного фильтрования. В со-
ответствии с этой технологией масло при температуре 20-22°С и ин-
тенсивном перемешивании обрабатывают последовательно 5-
10%-ным раствором фосфорной кислоты и раствором силиката на-
трия плотностью 1320-1340 кг/м3 в количестве 0,70-0,75% массы
масла. Соотношение фосфорная кислота: силикат натрия составляет
1:1,3. После кратковременной экспозиции в течение 5-15 мин смесь
разделяют отстаиванием.
Описанный способ позволяет вывести из подсолнечного масла
помимо восковых веществ и фосфолипиды, оставшиеся после гидра-
тации, и обеспечить непрерывное ведение процесса.
9. ДЕЗОДОРАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ
(МОДУЛЬ 5)
Наиболее ответственной и завершающей стадией рафинации яв-
ляется дезодорация, цель которой — удаление из жиров и масел одо-
рирующих веществ, определяющих их вкус и запах. Особенно боль-
шое значение имеет дезодорация при подготовке жиров для произ-
водства маргариновой продукции и используемых в консервном про-
изводстве. Полнота дезодорации определяет качество маргарина, так
как никакие вкусовые добавки не могут замаскировать вкус и запах
некачественно дезодорированного масла или жира.
Дезодорация представляет собой процесс дистилляции одориру-
ющих и других веществ при глубоком вакууме, высокой температуре
в токе острого пара.
9.1. ВЕЩЕСТВА, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВКУС И ЗАПАХ
МАСЕЛ И ЖИРОВ
Вкус и запах маслу или жиру сообщает сложная смесь плохо ра- 5
створимых в воде летучих веществ различного состава. К ним относят
низкомолекулярные жирные кислоты (капроновая, каприновая и др.)
и их триглицериды, алифатические углеводороды, природные эфир-
ные масла, терпены, альдегиды, кетоны, оксикислоты, продукты рас-
пада сульфо- и нитросоединений, каротиноидов, стеринов, витами-
нов, фосфолипидов.
Установлено, что чем ниже качество исходного масличного сы-
рья, например семян подсолнечника, тем больше одорирующих ве-
ществ в масле. При этом в масле появляется привкус горечи, а также
другие посторонние привкусы.
Специфические запах и вкус могут ощущаться в жире даже при
содержании лишь сотых долей процента (а иногда и меньше) ве-
154
9.1. Вещества, определяющие вкус и запах масел и жиров
ществ, действующих на слизистую оболочку носа и вкусовые раз-
дражители.
Так, вкус и запах кокосового масла обусловлены присутствием
низкомолекулярных кислот, метилнеонил-, метилгептил-, метилун-
дециленкетонов и соответствующих спиртов. В рапсовом масле, как и
в других маслах семейства крестоцветных, присутствуют со специфи-
ческим запахом продукты распада тиоглюкозидов, горчичных и эфир-
ных масел; в арахисовом масле — ненасыщенные низкомолекулярные
углеводороды.
При плохой промывке масла ощущается мыльный вкус, а приме-
нение большого количества адсорбента при отбеливании придает
маслу землистый привкус.
Значительное образование и накопление веществ — носителей запа-
ха и вкуса — происходит при гидрогенизации и зависит от режимов про-
цесса, природы катализатора, чистоты водорода, его влажности и т. д.
Запах саломаса обусловлен образованием низкомолекулярных
альдегидов, жирных кислот, спиртов с 6-9 атомами углерода в цепи,
простых и сложных эфиров, углеводородов.
В результате неполного удаления при рафинации в масле могут
сохраниться в небольшом количестве фосфолипиды и продукты их
взаимодействия с другими компонентами масла, а также белковые
слизистые вещества. При высокой температуре они осаждаются на
греющих поверхностях, образуя «нагар», который является дополни-
тельным источником запаха.
Отрицательное влияние на качество дезодората оказывает при-
сутствие в жирах металлов переменной валентности и их солей, явля-
ющихся катализаторами окисления. Поэтому перед дезодорацией
жиры должны подвергаться полному циклу рафинации, включая гид-
ратацию, нейтрализацию, промывку, высушивание, отбеливание. Для
инактивации металлов жиры в процессе дезодорации подвергают спе-
циальной обработке лимонной кислотой.
Дезодорация является наиболее радикальным способом удаления
из масел и жиров продуктов химической обработки растений, семян
(пестициды, гербициды и др.), а также 3,4-бензпирена — ядовитых
продуктов горения органических веществ (нефтепродуктов, углей),
поглощаемых растениями и в основном накапливающихся в жировой
фазе семян. В последние годы все шире используют физическую (дис-
тилляционную) рафинацию, в которой процесс дезодорации совме-
155
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
щен с дистилляцией и улавливанием жирных кислот, что позволяет
отказаться от химической нейтрализации свободных жирных кислот
на начальной стадии рафинации.
9.2. ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
ДЕЗОДОРИРОВАННОГО МАСЛА ИЛИ ЖИРА
Для дезодорированных жиров большое значение имеют органо-
лептические показатели. После хорошей дезодорации полученный
жир трудно отличить по вкусу и запаху один от другого. Поиски фи-
зических и химических методов оценки пока не дали положитель-
ных результатов. Официально принятым в мировой практике явля-
ется метод органолептической оценки дезодорированных масел по
10-балльной шкале (табл. 26).
Таблица 26
Оценка дезодорированных масел
Вкус, запах Описание интенсивности вкуса и запаха Оценка, баллов
Идеальный Без запаха, вкус обезличенного масла 10
Трудно идентифицируемые следы вкуса Едва заметный привкус, неиспорченный 9
Вкус свежий, неиспорченный Слабый привкус нехарактерный для данного вида масла 8
Бобовый, маслянистый Слабовыраженный привкус исходного масла 7
Сырой, окисленный, затхлый, запах сорной травы, заплесневелый Умеренно слабый привкус и запах исходного масла, слегка окисленный 6
Выраженная реверсия, горьковатый резиновый привкус Привкус исходного масла, / окисленный, привкус горечи 5
Выраженная прогорклость Выраженный привкус горечи, металлический привкус 4
Сомнительный, рыбный запах Прогорклый, рыбный привкус, запах полимеризованного масла 3
Интенсивный неприятный запах и вкус Сильно окисленный, олеистый 2
Отталкивающий Испорченный 1 _
156
9.3. Теоретические основы дезодорации и условия ее проведения
Минимальная оценка для масла, пригодного в пищу или для даль-
нейшей переработки — 7 баллов.
Качество дезодорированного масла раньше обычно (в нашей ста-
не) оценивали по 50-балльной шкале по следующим признакам:
♦ совершенно чистый без привкуса и запаха — 47-50 баллов;
♦ вкус дезодорированного жира с едва заметным отклонением —
43-46 баллов;
♦ вкус дезодорированного жира со слабовыраженным привку-
сом — 41-42 балла.
9.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЗОДОРАЦИИ
И УСЛОВИЯ ЕЕ ПРОВЕДЕНИЯ
Дезодорация — один из методов перегонки жидкостей (дистилля-
ция). Процесс дезодорации слагается из трех стадий: диффузии аро-
матических веществ из слоя жидкости к поверхности испарения, соб-
ственно испарения ароматических веществ и удаления молекул испа-
рившихся веществ из зоны испарения.
Одорирующие вещества, представляющие собой сложный комп-
лекс различных по количественному и качественному составу ве-
ществ, имеют большую упругость паров, чем триглицериды, т. е. обла-
дают летучестью.
Эффективность дезодорации зависит от состава и летучести одо-
рирующих веществ, упругости их паров и температурных режимов
процесса.
При повышении температуры жира увеличивается упругость па-
ров одорирующих веществ и, следовательно, их летучесть. Однако
чрезмерно повышать температуру дезодорации нельзя, так как возни-
кает вероятность полимеризации и окисления жира воздухом, прони-
кающим через неплотности аппаратуры, или воздухом, содержащим-
ся в жире. При температуре выше 250°С усиливается термический
распад жира, возрастают его потери в результате дистилляции низко-
молекулярных триглицеридов.
Чтобы снизить температуру отгонки одорирующих веществ, дезо-
дорацию ведут под вакуумом при подаче в масло или жир острого
пара. Вещества — носители запаха и вкуса, как правило, хорошо ра-
створимы в масле и плохо — в воде.
157
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Перегонка с водяным паром основывается на свойствах смесей с
взаимно нерастворимыми компонентами. Для таких смесей, нагревае-
мых в герметически закрытом сосуде, парциальные давления не зави-
сят от состава смеси, а зависят только от температуры, и при этой же
температуре теоретически равны упругости паров отдельных компо-
нентов, общее давление пара равно сумме давлений обоих компонен-
тов (закон Рауля):
Р=Ра+Р«’
где р — общее давление в аппарате; ра — парциальное давление масла;
рв — парциальное давление водяного пара.
Если в жидкость (масло), не смешивающуюся с водой, но кипя-
щую при высокой температуре, добавить воду, то температура кипе-
ния такой смеси при атмосферном давлении будет ниже 100°С. Такая
закономерность сохраняется и при любом другом давлении.
Большое значение при дезодорации имеет количество впрыскива-
емого острого пара и продолжительность процесса. Эти факторы, в
свою очередь, зависят от давления в дезодораторе, общего количества
дезодорируемого масла (жира), начальной и конечной концентраций
одорирующих веществ.
Для снижения парциального давления одорирующих веществ и,
следовательно, температуры дезодорации используют острый пар,
имеющий температуру на 10 15°С выше температуры жира в дезодо-
раторе.
Острый водяной пар подается в аппараты через барботеры, струй-
ные смесители и другие парораспределительные устройства, что спо-
собствует интенсивному перемешиванию жидкости, уменьшает воз-
можность местных перегревов, интенсифицирует теплообмен. Попа-
дая в масло (жир) в виде мельчайших пузырьков, пар образует паро-
жировую смесь с большой поверхностью соприкосновения пузырьков
пара с жиром. При этом одорирующие вещества диффундируют из
капли жира к его поверхности и смешиваются с водяным паром, что
ускоряет и облегчает процесс дезодорации.
Количество острого пара регулируется калиброванной диафраг-
мой на линии подачи пара в барботеры. Количество пара зависит от
применяемой технологии, конструкции дезодоратора. Обычно на со-
временных установках необходимое количество острого пара достига-
ется диафрагмой с калиброванным отверстием, которое рассчитыва-
158
r:
9.3. Теоретические основы дезодорации и условия ее проведения
ется и устанавливается непосредственно фирмой — производителем
оборудования.
При необходимости диафрагмы с калибровочным отверстием мо-
гут быть рассчитаны, изготовлены и установлены непосредственно на
предприятиях отрасли. Диаметр отверстия Дотв (мм) при заданном
расходе пара можно определить по формуле:
( V'5
d = У8^_
[^(p*/vya)}
где Gn — расход острого пара, кг/с; р — коэффициент скорости;
р* — давление пара перед диафрагмой, Па; V — удельный объем пара
перед входом в сужение (отверстие), м3/кг.
По отверстию шайбы можно определить количество острого пара,
поступающего в дезодоратор, кг/ч:
Gn =0,716[лА^(р*/Ууд),
где А — площадь отверстия диафрагмы, м2.
Значения коэффициента скорости пара в зависимости от профи-
ля сужения приведены на рис. 47.
___ | __ V=0,62
___, ; ,- ^=0,85
___1____ \\=0,90
Рис. 47. Значения коэффициента скорости
в зависимости от профиля сужения -------------- ^=0,97
Для тонкостенных дисков с острыми и прямоугольными краями от-
верстий значения коэффициента составляет 0,59-0,62, с увеличением
толщины диска, также при закругленной фаске входного отверстия -
0,63-0,85, когда радиус закругления равен радиусу отверстия или превы-
шает его, значение коэффициента скорсти возрастает до 0,90-0,97.
Значения удельного объема пара V перед входом в сужение (от-
верстие) приведены в приложении.
При использовании приведенных уравнений оперируют абсо-
лютным давлением пара. Показания манометров дают избыточное
Давление.
159
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Снижение давления при дезодорации приводит к падению темпе-
ратуры кипения одорирующих веществ и к уменьшению расхода ост-
рого пара.
Глубокий вакуум способствует дроблению пузырьков впрыскива-
емого пара, происходит значительное расширение его объема, что рав-
нозначно увеличению рабочей поверхности пузырьков, а это повыша-
ет коэффициент испарения. Вакуум оказывает решающее влияние на
продолжительность дезодорации, качество жира и расход пара.
Из других факторов, влияющих на качество готового продукта,
следует отметить те, которые определяются аппаратурными и конст-
руктивными возможностями установок. Это достижение максималь-
ного разрежения при высокой герметичности всей системы и обеспе-
чение эффективных условий тепло- и массообмена.
Для каждого вида масел и жиров существуют оптимальные темпе-
ратуры дезодорации. Это зависит от состава одорирующих веществ.
В таких маслах, как кокосовое, пальмоядровое и подобных им, содер-
жатся одорирующие вещества с меньшей молекулярной массой. Для
их отгонки температура должна быть ниже, чем для подсолнечного
масла, саломаса и др.
Дезодораторы должны быть тщательно изолированы, чтобы отго-
няемые с паром одорирующие вещества не конденсировались и не
возвращались в дезодорируемый жир.
Для снижения окисления жир предварительно деаэрируют при
сравнительно невысокой температуре. Чтобы повысить устойчивость
жира (масла) при дезодорации, в него вводят искусственные анти-
окислители, или синергисты, чаще всего лимонную кислоту. Она дез-
активирует металлы и устраняет их вредное влияние как катализато-
ров окисления.
В дезодорированных жирах иногда проявляется тенденция к ре-
версии (возврату) вкуса и запаха. Если дезодорация проведена тща-
тельно, без нарушения технологических режимов, этого не происхо-
дит. При соблюдении всех условий дезодорированный жир имеет без-
укоризненные органолептические показатели.
Так как в основе процесса дезодорации лежит массообмен между мас-
лом и острым паром, основным в конструкции дезодорационных устано-
вок является способ создания поверхности контакта фаз. По этому при-
знаку дезодорационные установки разделяются на следующие типы:
♦ пленочные (контакт сплошных масляной и паровой фаз);
160
93. Теоретические основы дезодорации и условия ее проведения
♦ распылительные (диспергирование масла в объеме пара);
♦ барботажные (диспергирование пара в объеме масла);
♦ насадочные - вариант пленочных (контакт сплошных фаз мас-
ла и пара происходит в объеме специальных насадок).
В промышленности в основном используют барботажные уста-
новки. Появилась тенденция создания комбинированных насадочно-
барботажных устройств.
Процесс дезодорации можно осуществлять периодически, полу-
непрерывно, непрерывно.
В дезодораторах периодического действия высота слоя масла над
паровым барботером велика, условия эффективного контактирова-
ния пара с жиром во многом зависят от скорости пара или давления
его на входе в дезодоратор. Вместе с тем, задаваемые скорости пара
ограничены, так как при этом увеличиваются потери масла, уносимо-
го паром из дезодоратора.
В дезодораторе непрерывного действия благодаря эффективному
контактированию пара и жира в небольших слоях на различных на-
садках, тарелках, пластинах удается достигнуть равновесия между па-
ровой и жидкой фазами и, следовательно, равномерности продувки
паром.
При периодической дезодорации температура составляет 170—
210°С, при непрерывной — 230°С и выше. Давление в дезодораторах
не должно быть больше 0,66 кПа.
При периодической дезодорации для создания вакуума применя-
ют конденсаторы смешения и сухие вакуум-насосы. Такая система не
позволяет иметь требуемое остаточное давление. Поэтому в настоя-
щее время преимущественно используют (как при периодической,
так и при непрерывной дезодорации) пароэжекторные вакуум-насосы
(ПЭВН). Их достоинство — простота конструкции и эксплуатации
из-за отсутствия каких-либо движущихся частей и возможность со-
здания более глубокого вакуума; недостаток — значительный расход
рабочего пара и охлаждающей воды. Для обслуживания современных
Дезодорационных установок необходимо иметь пароэжекторные ва-
куум-насосы, обеспечивающие остаточное давление в аппаратах не
выше 0,13-0,40 кПа. Поэтому применяют многоступенчатые паро-
эжекторные вакуум-насосы.
На рис. 48 показана схема действия пятиступенчатого пароэжек-
торного вакуум-насоса, состоящего из пяти эжекторов и трех водяных
6 Зак. 3461
161
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Рабочий водяной пар в эжекторы
Рис. 48. Принципиальная схема пятиступенчатого ПЭВН:
1 — сопло; 2 — патрубки подачи охлаждающей воды; 3 — первый конденсатор;
4 — второй конденсатор; 5 — третий конденсатор; 6 — патрубки слива отработан-
ной воды; I, II, III, IV, V — ступени ПЭВН
конденсаторов смешения. Особенностью этой установки является не-
посредственное соединение пароэжекторов I и II ступени без проме-
жуточного конденсатора.
Пятиступенчатый блок работает следующим образом. Через со-
пла 1 во все эжекторы одновременно подается рабочий пар, через пат-
рубки 2 во все конденсаторы — охлаждающая вода, через патрубки 6
из конденсаторов сливается отработавшая вода по барометрической
трубе в колодец. Парогазовая смесь поступает в эжектор I ступени, где
рабочим паром она сжимается от давления на входе в эжектор 0,13-
0,26 кПа до давления 0,8 кПа. Смесь паров из этого эжектора поступа-
ет в эжектор II ступени, где доводится до давления 4 кПа.
Полученные смеси паров конденсируются водой в первом конден-
саторе 3, а несконденсированные поступают в эжектор III ступени, где
они сжимаются до давления 16 кПа. После конденсации во втором кон-
денсаторе 4 оставшаяся смесь поступает в эжектор IV ступени, где она
сжимается в третьем конденсаторе 5 и поступает в эжектор V ступени,
откуда, сжатая до атмосферного давления, выбрасывается из аппарата.
162
9.3. Теоретические основы дезодорации и условия ее проведения
Давление рабочего пара, подаваемого во все эжекторы, одинаково
и равно 0,8—1,0 кПа. Рекомендуется использовать слегка перегретый
пар- Значительный перегрев пара приводит к повышенному расходу
воды для охлаждения парогазовой смеси.
Устойчивость работы пароэжекторного вакуум-насоса зависит от
постоянства давления пара, поступающего в сопла, и от температуры
охлаждающей воды, подаваемой в конденсатор. Перебои в питании
паром и подача воды температурой выше требуемой вызывают нару-
шения в работе. Вода должна иметь такую температуру, чтобы темпе-
ратура смеси воды с образующимся конденсатом не превышала тем-
пературы кипения воды при абсолютном давлении, создаваемом в
диффузоре на выходе из эжектора соответствующей ступени. С этой
целью в современных пароэжекторных вакуум-насосах создают высо-
кую степень сжатия на первой ступени. Чем она больше, тем выше
может быть температура охлаждающей воды.
Последовательное подключение эжекторов I и II ступени приво-
дит к повышению степени сжатия и соответственно к возможности
использования воды более высокой температуры в первом конденса-
торе. В противном случае для конденсации паров потребовалась бы
очень низкая температура охлаждающей воды, что обеспечить прак-
тически невозможно.
Степени сжатия по ступеням эжекторов, параметры давления па-
ров перед эжекторами и в конденсаторах, а также температура охлаж-
дающей воды на выходе из конденсаторов приведены в табл. 27.
Таблица 27
Параметры работы эжекторов
Показатель Ступень пароэжектора
I 1 II III IV V
Номер конденсатора Давление (абсолютное), кПа: — 1 2 3
перед ступенью эжектора (а) 0,12 0.8 4 16 48
после ступени эжектора (б) 0,8 4 16 48 100
Степень сжатия на ступени (б: а) 6,6 5,0 4,0 3,0 2,1
Температура кипения воды при факти- ческом давлении в конденсаторе, °C — 28 54 79
163
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Из табл. 27 следует, что температура поступающей воды для кон-
денсации при принятых параметрах работы вакуум-насоса определя-
ется температурой кипения ее при давлении в первом конденсаторе и
должна быть на входе 20-22°С, а отходящей — не более 25-26°С. Для
создания условий непрерывного отвода из барометрических конден-
саторов смеси конденсата и охлаждающей воды их следует устанавли-
вать на высоте не менее 10-11 м. Концы барометрических труб погру-
жают в барометрический колодец.
9.4. ДЕЗОДОРАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ
ПЕРИОДИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
Несмотря на некоторые недостатки, периодический способ дезо-
дорации применяют при переработке небольших количеств различ-
ных масел.
На рис. 49 показан дезодоратор периодического действия, в кото-
ром осуществляется последовательно нагрев жира, деаэрация, соб-
ственно дезодорация и предварительное охлаждение. На крышке де-
Летучие вещества на конденсацию
зодоратора расположен сухопар-
ник 3 с патрубком 2 для отвода от-
работавшего пара с одорирующи-
ми веществами. Ниже сухопарни-
ка укреплен каплеотбойник 4, с
помощью которого задерживают-
ся капли жира. На наружной стен-
ке аппарата вверху находятся обо-
гревающие змеевики 5. Обогрев
позволяет устранить конденса-
цию паров летучих веществ на
стенках аппарата. Барботер остро-
Рис. 49. Дезодоратор периодического
действия:
1 — патрубок подачи масла; 2 — патрубок отвода
парогазовой смеси; 3 — сухопарник; 4 — капле-
отбойник; 5 — обогревающие змеевики; 6 — спи-
ральные змеевики; 7 — барботер острого пара;
8 — патрубок выхода дезодорированного масла
164
9.4. Дезодорация масел и жиров периодическим способом
г0 пара / расположен в нижней части аппарата. Внутри находятся три
двухрядных спиральных змеевика 6 с поверхностью нагрева 10 12 м2
каждый. Благодаря большой поверхности нагрева обеспечивается бы-
строе повышение температуры жира до 160-210°С. Эти же змеевики
используются для охлаждения дезодорированного жира холодной во-
дой. Жир поступает в аппарат через патрубок 1 и выгружается через
патрубок 8. Полная вместимость дезодоратора 10 м2, полезное запол-
нение 5,5 т жира. Дезодоратор снабжен термометром, вакуумметром и
устройством для отбора проб. ,
Для слива и охлаждения готового дезодората служит маслоохла-
дитель. Для охлаждения жира внутри маслоохладителя установлен
двухрядный змеевик, а по обечайке — водяная рубашка. Жир переме-
шивается многолопастной мешалкой. Маслоохладитель подключает-
ся к вакуумной линии дезодоратора.
Рафинированное масло из емкости 1 (рис. 50) в условиях вакуума
поступает в дезодоратор 4. По окончании процесса дезодорации и
предварительного охлаждения дезодорат сливается в маслоохлади-
тель 5, где окончательно
охлаждается и насосом 6 от-
качивается в баки. Вакуум в
системе создается пароэжек-
торным вакуум-насосом
(ПЭВН) 7. Отходящая из де-
зодоратора парогазовая
смесь в каплеуловителе 3
освобождается от механичес-
ки увлеченных капель жира,
которые сливаются в капле-
сборник 2.
Рис. 50. Технологическая схема
Дезодорации жиров периоди-
ческим способом:
— емкость рафинированного масла;
2 — каплесборник; 3 — каплеуловитель;
4 — Дезодоратор; 5 — маслоохладитель;
6 - насос; 7 — ПЭВН; 8 — барометричес-
кий колодец
165
9.4. Дезодорация масел и жиров периодическим способом
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Вода из барометрических конденсаторов непрерывно отводится в
барометрический колодец 8. Дезодорацию ведут следующим образом
Перед началом работы создают вакуум в дезодораторе, что позволяет
заполнить его жиром до уровня несколько выше змеевиков. Жир ца.
гревают до 100°С и, не прекращая нагревания, вводят через барботер
сначала небольшое количество пара для перемешивания жира и даль-
нейшего нагрева. По достижении температуры жира 180°С подают
требуемое количество пара (до 250 кг/ч). Подъем температуры жира
до 180°С должен продолжаться не более 30 мин. Давление при работе
с эжекционной установкой должно быть не более 0,65 кПа.
Для улучшения качества получаемого продукта непосредственно
в жир в дезодоратор вводят лимонную кислоту в виде 20%-ного ра-
створа в количестве 0,6 л/т жира. Дезодорацию кокосового масла ве-
дут при температуре 180°С, для саломаса и других растительных ма-
сел температуру повышают до 210-230°С. Длительность собственно
дезодорации в зависимости от температуры и давления в аппарате,
количества острого водяного пара в среднем составляет от 1,5 до 3 ч.
Контроль за качеством жира осуществляют органолептически. Если
дезодорат не имеет вкуса и запаха, дезодорацию прекращают. Закры-
вают подачу пара и подают воду в змеевики, охлаждение ведут до тем-
пературы 100-120°С, после чего дезодорат передают в маслоохлади-
тель, в котором предварительно создан вакуум, где масло охлаждают
до 25-50°С, саломас до температуры на 10-12°С выше температуры
плавления. Производительность периодической установки дезодора-
ции составляет 20-25 т/сут.
На рис. 51 представлена технологическая схема периодической
дезодорации производительностью 10 т/сут, созданная для малых
предприятий по рафинации и дезодорации масел. Установка полнос-
тью изготавливается на российских предприятиях, разработана ООО
«Экотехпром» с участием ООО «Комин». Основным отличием этой
установки от дезодоратора периодического действия, представленно-
го на рис. 49, является дезодорация в тонком слое (300-500 мм), при
небольших расходах острого пара (10-20 кг/т масла). Малый расход
острого пара значительно облегчает работу вакуум-насоса (ПЭВН).
Дезодоратор 4 является горизонтальным аппаратом, что позволя-
ет вести дезодорацию в тонком слое. Внутри имеются перегородки,
разделяющие аппарат на ряд секций, что обеспечивает проточное те-
чение масла при малом эффекте перемешивания.
]Пар
4
Пар
0,6-1,0 МПа
Пар
перегре-
тый
230 °C
0,3 МПа
л Вода из системы оборотного
< водоснабжения
Погоны
Пар 0,3 МПа
Лимонная
кислота
В очистную
систему
Отбор
пробы
6-
Из системы оборотного
водоснабжения
В систему оборотного
водоснабжения
1
Дезодорированное масло ,/-ч|
в емкость готового продукта
Масло из цеха рафинации ।
Рис. 51. Технологическая схема периодической дезодорации производитель-
ностью 10 т/сут:
7 ~ фильтр; 2 — насос; 3 — электрический нагреватель; 4 — дезодоратор; 5 —электропароперегре-
ватель; 6 — охладитель; 7 — полировочный фильтр; 8 — каплеуловитель; 9 — каплесборник;
10 — ПЭВН; 11 — барометрический колодец
Рафинированное масло, проходя через фильтр 1, подается насо-
сом 2 через электрический нагреватель 3 в дезодоратор 4. Масло за-
полняет дезодоратор и до окончания его нагрева до температуры дезо-
166
167
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
дорации циркулирует по контуру (дезодоратор 4-насос 2-электр0.
нагреватель 3-дезодоратор 4) под вакуумом.
Время циркуляции составляет 5-10 мин. При кратковременной
циркуляции масло нагревается до температуры 210-240°С, по дости-
жении которой циркуляция прекращается. При температуре масла
100-110°С в дезодоратор начинают подачу острого пара, который пе-
регревается в электропароперегревателе 5. Вакуум 3-4 мм рт. ст. обес-
печивается работой ПЭВН. Время дезодорации при принятой темпе-
ратуре составляет 30-60 мин. После завершения дезодорации, не
выключая подачу острого пара, масло в течение 3-5 мин циркулирует
по контуру, после чего поток масла переключают на охладитель 6.
Охлаждение дезодорированного масла осуществляют оборотной во-
дой до температуры 25-40°С. Охлажденное масло через полировоч-
ный фильтр 7, поступает в емкость готовой продукции. Парогазовая
смесь из дезодоратора 4 через каплеуловитель 8 поступает в вакуум-
ную систему. Погоны из каплеуловителя сливаются в каплесборник 9.
Барометрические воды ПЭВН сливаются в барометрический колодец
11 и далее идут в систему оборотного водоснабжения.
Следующая партия масла поступает в дезодоратор по описаной
выше схеме. При необходимости после незначительной модернизации
производительность данной установки может быть увеличена до 15 и
даже 25 т/сут при переводе схемы на полунепрерывный режим работы.
9.5. ДЕЗОДОРАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ НЕПРЕРЫВНЫМ
СПОСОБОМ
В масложировой промышленности в основном применяют линии
для дезодорации масел и жиров фирм — «Де Смет», «Альфа Лаваль»,
«Кемтек», «Кирхфельд», «Крупп», «Европа Краун». •
В последние годы большое распространение получили барботаж-
ные дезодораторы тарелочного или полочного типа. В них дезодора-
ция масла нагретого до 230-260°С осуществляется в несколько ста-
дий (ступеней) в слое толщиной 350-450 мм. Для таких температур-
ных режимов необходимо наличие теплоносителя соответствующих
параметров.
В первых установках в комплект непрерывных схем дезодорации
входили специальные теплогенераторы с электрическим обогревом, в
168
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
которых использовался высококипящий органический теплоноси-
гель с температурой кипения более 300°С. Из-за высоких энергети-
ческих затрат, а также ограничений применения такого теплоносите-
ля со стороны санитарно-гигиенических служб от включения в состав
линий этих теплогенераторов отказались.
Новые современные линии комплектуют парогенераторами замк-
нутого типа высокого давления (6000-8000 кПа), где в качестве теп-
лоносителя используется водяной пар, а в качестве топлива (в зависи-
мости от конкретных условий эксплуатации) природный газ, дизель-
ное топливо или электричество. Безопасность эксплуатации таких
установок обеспечивается современной дублированной системой ав-
томатического контроля и регулирования. Перегрев острого пара осу-
ществляется, как правило, в электропароперегревателях.
Установки непрерывной дезодорации, выпускаемые в настоящее
время, снабжены системой для улавливания отогнанных жирных кис-
лот и механически унесенного жира путем абсорбции паров жидким
сорбентом — рафинированным маслом. Такое техническое решение
позволяет снизить содержание жира в отводимых барометрических
водах. Благодаря этому стало возможным при специальной подготов-
ке жиров исключить из технологической схемы рафинации процесс
нейтрализации, а жирные кислоты извлекать методом их дистилля-
ции, совместив ее с дезодорацией масел и жиров, т. е. осуществлять
бесщелочную рафинацию (физическую рафинацию).
Дезодорационная установка фирмы «Альфа Лаваль* производи-
тельностью 150 т/сут. В России эксплуатируется несколько подоб-
ных установок. Их особенностью является применение дезодоратора
колонного типа, скруббера для улавливания жирных кислот и меха-
нически увлеченного жира из парогазовой смеси, удаляемой из аппа-
рата, спиральных теплообменников и полировочного фильтра типа
«Спарклер».
Дезодоратор — цилиндрической формы, имеет сферическую
крышку и скруббер. Внутри находится восемь тарелок, высота над
верхней тарелкой увеличена за-счет сферической крышки. Это позво-
•Ияет уменьшить механический унос нейтрального жира.
Каждая тарелка имеет открытый горизонтальный спиральный ка-
нал 2 (рис. 52). Аналогичные каналы применяются в ряде дезодорато-
ров других фирм. Острый пар поступает по трубам 4 в барботеры.
Верхние шесть тарелок снабжены греющими наружными рубашками
169
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Пар
Рис. 52. Принципиальная схема дец.
ствия тарелок дезодоратора:
/ — трубка для перелива жира; 2 — горизонтальный
спиральный канал; 3 — спиральная труба; 4 — труба
подачи пара
на уровне жира в спиральных кана-
лах, теплоноситель — минеральное
масло.
В центре каждой тарелки имеет-
ся центральная труба 3 с окнами для
отвода парогазовой смеси и поддер-
жания одинакового давления над
каждой тарелкой. Рядом с централь-
ной трубой находится трубка 1 для
перелива жира на нижележащую та-
релку. Часть уносимых по трубе 3
паров конденсируется на ее внутрен-
ней поверхности и по сливной трубе (на рисунке не показана) стекает
в сборник, которым является центральная труба восьмой тарелки.
Здесь имеется регулятор уровня, соединенный с насосом для откачи-'
вания этого жира на верхнюю тарелку дезодоратора.
Жир, нагретый до температуры дезодорации, поступает на верх-
нюю тарелку, движется по спиральному каналу 2 от периферии к цен- ,
тру и перетекает по переливной трубе 1 в периферийный канал распо-
ложенной ниже тарелки. Одновременно жир обрабатывается острым
паром.
Парогазовая смесь из центральной трубы поступает в скруббер
(рис. 53), представляющий собой цилиндрический сосуд со сферичес-
кой крышкой. Над центральной трубой 5, входящей в скруббер, нахо-
дится конический отбойник 4, предохраняющий жир от попадания в
него высококислотного орошающего масла. На высоте 1000 мм от
крышки дезодоратора на решетке 3 размещены кольца Рашига 2 для
улавливания отгоняемых жирных кислот и других высококипящих
компонентов. Орошающее масло, поступающее через патрубок 1 на
кольца Рашига, подается непрерывно и непрерывно сливается.
Схема дезодорационной установки фирмы «Альфа Лаваль» пред-
ставлена на рис. 54. Рафинированный жир (масло) насосом 1 через
170
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
Рис. 53. Скруббер:
у -- патрубок подачи орошающего масла; 2 — коль-
ца рашига; 3 — решетка; 4 — конический отбойник;
5 — центральная труба
фильтр 2 и расходомер подается в
деаэратор 3. Деаэрированный жир
насосом 21 последовательно перека-
чивается через спиральные теплооб-
менники 20, 19, 13. В теплообменни-
ке 20 подогрев осуществляется водя-
ным паром только в период пуска. В
теплообменнике 19 жир нагревается
за счет охлаждения дезодорирован-
ного жира. В теплообменнике 13
производится окончательный обо-
грев жира жидким органическим
теплоносителем до температуры дезодорации. Откуда жир (масло)
поступает на верхнюю тарелку дезодоратора 10 и проходит последо-
вательно все восемь тарелок. Капли задержанного в центральной тру-
бе нейтрального жира насосом 18 возвращаются для повторной дезо-
дорации на верхнюю тарелку дезодоратора 10. Основная часть парога-
зовой смеси из дезодоратора 10 поступает в скруббер 11, в котором
через специальное устройство орошается охлажденным маслом.
В скруббере происходит конденсация большей части паров жирных
кислот и растворение их вместе с увлеченным нейтральным жиром в
орошающем масле.
Масло для орошения циркулирует в системе, включающей бак 4,
насос 5, пластинчатый теплообменник (охладитель) 8, скруббер 11.
Раствор лимонной кислоты готовится в баке 6 и подается дозиру-
ющим насосом 7 в охлажденный дезодорат непосредственно в трубу,
выходящую из охладителя 19. Дезодорированный жир (масло) из де-
зодоратора 10 насосом 17 направляется на первую стадию охлажде-
ния в спиральный теплообменник 19, а затем на вторую — в теплооб-
менник 14. Откуда жир (масло) поступает на полировочный фильтр
15 и затем в жирохранилище.
Парогазовая смесь после скруббера откачивается пароэжектор-
ным вакуум-насосом 12, состоящим из четырех пароструйных эжек-
171
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Вода
Рис. 54. Технологическая схема дезодорационной установки фирмы «Альфа Лаваль» производительностью 150 т/сут:
1,5, 7,17,18,21 — насосы; 2 — фильтр; 3 — деаэратор: 4 — бак орошающего масла; 6 — бак для раствора лимонной кислоты; 8 — пластинчатый
теплообменник (охладитель): 9 — пусковой пароэжектор; 10 — дезодоратор; 11 — скруббер; 12 — пароэжекторный вакуум-насос; 13, 19, 20 —
спиральные теплообменники: 14 — теплообменник; 15 — полировочный фильтр; 16 — барометрический колодец
172
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
—-—------------------------------------------
горов, трех барометрических конденсаторов и барометрического ко-
лодца 16. Давление пара составляет 0,8-1,0 МПа. Дополнительно к
основному пароэжекторному вакуум-насосу устанавливается пуско-
вой пароэжектор 9 для ускорения пуска установки.
Температура при дезодорации поддерживается в зависимости от
вида масла: для подсолнечного — 190-240°С, для соевого и других —
не ниже 210°С. Продолжительность дезодорации — около 3 ч, произ-
водительность линии 150 т/сут, давление (вакуум) 0,6-1,0 кПа.
Дезодорационная установка фирмы «Альфа Лаваль» производи-
тельностью 100 ni/cym. Дезодорация на этой установке (рис. 55) осу-
ществляется в колонном аппарате барботажного типа на трех тарелках
при температуре 210-250°С и при давлении 399 Па в течение 1,5 ч.
Рафинированный отбеленный жир (масло) из сырьевой емкости
насосом 1 через фильтр 2 подается в теплообменник 3, где нагревает-
ся дезодорированным жиром до 100°С. Затем через подогреватель 5
(используется только в период пуска установки) или по обводной ли-
нии, минуя подогреватель, поступает в деаэратор 6. Здесь при темпе-
ратуре 100°С и давлении 6650 Па, создаваемом пароэжекторным ва-
куумным насосом (ПЭВН) 14, из жира удаляются воздух и влага. Да-
лее деаэрированный жир насосом 4 через расходомер подается в подо-
греватель 33 (включается только в период пуска установки для нагре-
ва жира до 170°С паром) или по обводной линии, минуя подогрева-
тель, — в теплообменник 32, где происходит его подогрев до 160°С в
результате теплообмена с дезодорированным жиром. Для пускового
периода (отсутствует дезодорированный жир) предусмотрена также
обводная линия минуя теплообменник 32, по которой жир движется
непосредственно от подогревателя 33 к окончательному подогревате-
лю 8. В нем жир нагревается паром (давлением 4,6-6,6 МПа) до тем-
пературы 250°С.
Далее жир поступает на верхнюю тарелку дезодоратора 9 и, про-
двигаясь по горизонтальному лабиринту, создаваемому восемью вер-
тикальными перегородками, последовательно перетекает через пере-
ливные трубы на две последующие тарелки. Дезодорация осуществ-
ляется при давлении 399 Па. Из переливной трубы третьей тарелки
Дезодоратора 9 жир через распределительное устройство поступает в
охладитель (теплообменник) 30, где при давлении 399 Па охлаждает-
ся До 180°С конденсатом с давлением 1,3 МПа и температурой 140°С,
Подаваемым из сепаратора пара 28 насосом 29.
173
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
ре-соид
174
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
В каждую секцию тарелки дезодоратора 9 подается барботирующий
пар в количестве около 1,5% массы поступающего на установку жира.
В охладитель 30 также направляется острый пар в количестве около 0,1%
массы жира. Предварительно охлажденный жир из охладителя 30 насо-
сом 31 откачивается через теплообменник32, где охлаждается в процессе
работы установки до 122°С в результате теплообмена с деаэрированным
жиром, в охладитель 23. При отсутствии деаэрированного жира охлаж-
дение дезодорированного жира происходит в автоматическом режиме в
охладителе 20 водой с температурой 30°С. При этом жир насосом 31 по-
дается в охладители 23 и 20, минуя теплообменник 32.
После теплообменника 23 жир насосом 21 подается в смеситель
22. Сюда одновременно насосом 24 из бака 25 вводится 20-30%-ный
водный раствор лимонной кислоты из расчета 0,06-0,1 кг сухого ве-
щества на 1 т жира. Дальнейшее охлаждение жира осуществляется в
теплообменнике 3 рафинированным жиром до температуры 52°С и в
окончательном охладителе 20 водой.
При отсутствии рафинированного жира охлаждение дезодориро-
ванного жира до 50°С производится в окончательном охладителе 20
водой температурой 30°С. В охладитель 20 дезодорированный жир
поступает как после теплообменника 3, так и по его обводной линии,
далее — в один из полировочных фильтров 17 и центробежным насо-
сом 19 перекачивается в маслохранилище.
Для быстрого нагрева растительных масел до температуры дезодора-
ции в период пуска установки, а также при смене сырья предусмотрена
внутренняя система циркуляции жира из теплообменника 30 насосом 31
во всасывающую линию насоса 4, который должен быть выключен.
Парогазовая смесь из каждой тарелки дезодоратора 9 через верти-
кальный боковой канал отводится к скрубберу (каплеуловителю) 10.
Здесь происходит конденсация большей части паров летучих ве-
ществ, в том числе свободных жирных кислот, стеринов, токоферо-
лов, и растворение их вместе с увлеченным нейтральным жиром в
охлажденном до 60°С орошающем масле. Орошающее масло цирку-
лирует в системе, включающей в себя бак 12, насос 16, охладитель 15,
расходомер 13, скруббер 10.
Уровень орошающего масла в баке 12 поддерживается автомати-
чески. По мере заполнения его до нижнего уровня (примерно 300 л)
орошающее масло выводится из системы циркуляции в специальную
обогреваемую емкость или в соапсточник.
175
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Несконденсированная парогазовая смесь из скруббера направля-
ется в конденсаторы смешения (ПЭВН) 14. Часть парогазовой смеси
и механически увлеченного нейтрального жира, сконденсированного
в боковой шахте дезодоратора, стекает в бак 26, соединенный с ваку-
умной системой дезодоратора. Периодически, по мере, заполнения
бака 26, его отключают от установки и насосом 27 жир перекачивают в
сырьевую емкость. Разрежение в установке создается пароэжектор-
ным вакуумным насосом 14, состоящим из пяти эжекторов, трех баро-
метрических конденсаторов и барометрической емкости 18. В период
пуска установки используется пусковой эжектор 11.
Давление пара, необходимое для работы вакуумной системы, со-
ставляет 300 кПа, расход — 578-679 кг/ч.
Барометрические трубы конденсаторов и выхлопной трубопро-
вод из последнего эжектора опущены в барометрическую емкость 18
на 150-200 мм ниже уровня воды в ней. ПЭВН обеспечивает давление
в дезодораторе 300-390 Па, в деаэраторе — 6650 Па.
Окончательный нагрев жира до температуры дезодорации 250°С про-
изводится паром высокого давления (4600-6600 кПа), который выраба-
тывается из специально подготовленного конденсата в генераторе 7, обо-
рудованном горелкой для сжигания газа или электронагревателем и щи-
том управления. Система высокотемпературного нагрева жира — замкну-
тая с естественной циркуляцией пара и включает в себя генератор 7, окон-
чательный подогреватель жира 8, соответствующие коммуникации.
Полунепрерывнодействующая дезодорационная установка фирмы
«Кемтек» производительностью 100-120 т/сут. Рафинированный
жир из сырьевой емкости насосом 1 (рис. 56) подается в деаэратор 2,
где при температуре около 60°С и давлении 2660 Па из жира удаляют-
ся воздух и влага. Деаэрированный жир (масло) насосом 3 через рас-
ходомер 4 направляется в предварительный теплообменник 5, в кото-
ром нагревается в результате теплообмена с дезодорированным жи-
ром до 208-225°С. Затем жир последовательно поступает в оконча-
тельный подогреватель 7 и в верхнюю камеру дезодоратора 8, цирку-
лируя из нее опять в окончательный подогреватель.
В процессе рециркуляции жир нагревается вначале паром с давле-
нием 1000 кПа, а затем (при достижении необходимого уровня жира в
первой камере) — с давлением до 6900 кПа (время нагрева задается по
таймеру). Пар вырабатывается в нагревательной установке 20 и пода-
ется в межтрубное пространство окончательного подогревателя 7.
176
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
177
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
Для перемешивания жира в процессе нагревания в первую камеру де-
зодоратора подается острый пар с давлением до 350 кПа.
При достижении требуемой температуры нагрева и уровня жира в
первой камере дезодоратора жир сливается во вторую камеру, из ко-
торой по истечении времени дезодорации, заданной по таймеру, пере-
текает последовательно в третью, а затем четвертую камеру.
Во второй и третьей камерах дезодоратора 8 в непрерывном или
полунепрерывном режиме при давлении 665 кПа, подаче острого пара
с давлением до 350 кПа и температуре процесса 240-260°С осуществ-
ляется собственно дезодорация жира.
Из четвертой камеры, работающей в непрерывном режиме, дезо-
дорированный жир насосом 16 откачивается в теплообменник 5, где
охлаждается в результате теплообмена с деаэрированным жиром до
температуры 90°С.
Затем дезодорированный жир поступает в промежуточный охла-
дитель 6, в который подается охлаждающая вода в том случае, если
отсутствует охлаждение в теплообменнике 5, и далее последовательно
проходит по спиральным каналам пятой камеры дезодоратора 8.
В четвертую и пятую камеры дезодоратора также подается острый
пар с давлением до 350 кПа. Для повышения устойчивости жира к
окислению в пятую камеру дезодоратора 8 из емкости 17 дозирую-
щим насосом подается 20%-ный раствор лимонной кислоты. Из пятой
камеры дезодоратора жир насосом 15 откачивается в окончательный
охладитель 18, где охлаждается водой до температуры 60°С и поступа-
ет в один из полировочных фильтров 19.
Парогазовая смесь из каждой камеры дезодоратора поступает по
вакуумной трубе 9 в скруббер 10 и далее в пароэжекторный насос
(ПЭВН) 11. Конденсат парогазовой смеси и унесенные вещества ней-
трального жира стекают по стенкам вакуумной зоны второй и третьей
камер дезодоратора и также поступают в скруббер 10. Здесь происхо-
дит конденсация большей части паров летучих веществ в орошающем
масле. Последнее циркулирует в системе, включающей в себя скруб-
бер 10, насос 14, охладитель 13, распределяющие устройства в ваку-
умной трубе 9, скруббер 10.
Периодически по мере достижения определенного уровня в скруб-
бере (соответствует объему около 0,75 м3) орошающее масло с раство-
ренными в нем веществами автоматически выводится из системы цир-
куляции для дальнейшего использования его на технические цели.
178
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
Разрежение в установке создается пароэжекторным вакуумным
насосом (ПЭВН) 11, состоящим из четырех эжекторов и трех баро-
метрических конденсаторов смешения. ПЭВН работает при давлении
рабочего пара 1050 кПа. Барометрические трубы конденсаторов опу-
щены в барометрический колодец 12 на 500 мм ниже уровня воды.
Непрерывнодействующая дезодорационная установка фирмы
«Кирхфельд» производительностью 100 т/сут. Эта фирма постав-
ляет горизонтальные дезодораторы нового поколения производи-
тельностью 50-150 т/сут, в которых дезодорация масел и жиров осу-
ществляется в горизонтальном потоке в слое толщиной 400 мм в бар-
ботажном режиме. Поток разделяется на несколько ступеней верти-
кальными перегородками, придающими потоку масла лабиринтное
движение. Установка производительностью 100 т/сут успешно освое-
на в ОАО «Московский жировой комбинат» (рис. 57). Она обеспечи-
вает высокую стабильность в работе, процесс легко регулируется, ка-
чество дезодората высокое. В настоящее время осваивается и другая
модель полунепрерывной установки производительностью 45 т/сут.
Рафинированный жир из сырьевой емкости насосом 13 через
фильтр подается в деаэратор 12, где при температуре 90-95°С и давле-
нии 399 Па, создаваемом трехступенчатым пароэжекторным вакуум-
ным насосом 1, из жира удаляются воздух и влага. Далее деаэрирован-
ный жир насосом 11 через фильтр и расходомер поступает в предвари-
тельный теплообменник 10, где в результате теплообмена с дезодори-
рованным жиром (в рабочем режиме) нагревается до 150°С и далее
направляется в дезодоратор 4.
Дезодоратор горизонтальный, разделен перегородкой на две сек-
ции: верхнюю А и нижнюю Б. Секция А служит для окончательного на-
грева жира до температуры дезодорации и собственно дезодорации.
Здесь расположены змеевики для нагрева паром с давлением 7000 кПа,
в нижней части секции размещен трубчатый барботер острого пара. Над
уровнем жира установлена вакуумная труба с отверстиями в верхней
части для отвода парогазовой смеси и капель жира. В секции Б заверша-
ются процессы дезодорации и охлаждения дезодорированного масла ра-
финированным маслом, поступающим через змеевики в этой секции на
Дезодорацию в секцию А. Как и в секции А, в секции Б смонтированы
трубчатый барботер и труба для отвода парогазовой смеси. Высота слоя
жира в секции А — 400 мм, в секции Б — 500 мм. Жир из секции А слива-
ется в секцию Б через перегородку в торце аппарата, а полный слив жира
179
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
ПШО1ГЭПЯ эюнДпук
180
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
может осуществляться через специальную пропускную трубу. Уровень
масла в секции Б поддерживается регулятором уровня.
Деаэрированный жир поступает в змеевик нижней секции Б де-
зодоратора 4, где нагревается в результате теплообмена с дезодори-
рованным жиром до 160-180°С. Далее жир подается в подогреватель
3, в котором нагревается паром с давлением 800 кПа до температуры
160°С только в период пуска установки, а затем направляется в сек-
цию А дезодоратора 4. В секции А происходит собственно дезодора-
ция жира при температуре до 250°С и давлении 399 Па с подачей ос-
трого пара. Температура обеспечивается греющим паром с давлени-
ем до 7000 кПа, вырабатываемым в нагревательной установке 5.
Из секции А дезодорированный жир перетекает через вертикаль-
ную перегородку в межтрубное пространство секции Б дезодоратора
4, где охлаждается до 200°С.
В секции А и Б дезодоратора подается перегретый в электропаро-
перегревателе до 195°С острый пар в количестве 1,3% массы жира, по-
ступающего в дезодоратор (54 кг/ч).
Из секции Б дезодорированный жир насосом 9 откачивается в
теплообменник 10, где охлаждается деаэрированным жиром до 144°С.
Дальнейшее охлаждение дезодорированного жира до 50°С происхо-
дит водой в охладителе 7 или при необходимости сначала в охладите-
ле 8, а окончательно до 5° С — в охладителе 7. Далее дезодорирован-
ный жир поступает в один из полировочных фильтров 6 и специаль-
ным насосом откачивается в жирохранилище.
Парогазовая смесь из секций дезодоратора поступает в вакуум-
ную шахту, а затем в вакуумную трубу и в скруббер 2 (ниже располо-
жения насадочного материала демистрол). В скруббере 2 происходит
конденсация большей части паров жирных кислот и растворение их
вместе с увлеченным нейтральным жиром в охлажденном до 65°С
орошающем масле. Оно циркулирует в системе, включающей скруб-
бер 2, фильтр, насос 14, охладитель 16, расходомер, скруббер 2.
Периодически в автоматическом режиме орошающее масло с ра-
створенными летучими веществами по мере достижения определенного
Уровня в скруббере выводится из системы и используется на техничес-
кие цели, а взамен в систему вводят такое же количество нового масла.
Вакуум в системе создается трехступенчатым пароэжекторным
вакуумным насосом 1. Давление пара, подаваемого на эжекторы —
700 кПа. Охлаждение паров осуществляется в двух конденсаторах во-
181
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
дой при 22°С, далее вода отводится через колодец 15 на очистку и
охлаждение и возвращается к конденсаторам.
Фирма «Кирхфельд» поставляет горизонтальные дезодорациоц-
ные установки периодического действия, состоящие также из секций
А и Б, но в каждую секцию масло подается раздельно и раздельно от-
качивается готовое дезодорированное масло из каждой секции. Это
позволяет одновременно раздельно дезодорировать два различных
вида масла и получать дезодорированное масло в широком ассорти-
менте в зависимости от нужд потребителя.
В настоящее время фирма «Де Смет» поставляет четыре типа но-
вых линий дезодорации:
♦ «Юнисток» — полностью непрерывнодействующая линия дая
заводов, перерабатывающих, как правило, один вид масла (будет опи-
сан в разделе «Комплексные линии»);
♦ «Мультисток» — полунепрерывная линия для заводов, перера-
батывающих различные виды сырья;
♦ «Юни-микс» — комбинированная линия с возможностью рабо-
ты в обоих режимах;
♦ «Куалисток» — последняя разработка фирмы, предназначенная
для одного вида сырья.
Дезодоратор полунепрерывного действия «Мультисток» выпол-
нен в виде вертикальной тарельчатой колонны, содержащей встроен-
ные змеевики для нагрева, рекуперации тепла и охлаждения под ваку-
умом (рис. 58).
В дезодораторе данного типа масло обрабатывается на тарелках
острым паром в течение заданного промежутка времени. По его исте-
чении автоматически включается перепуск масла с тарелки на тарел-
ку, начиная с нижней, и прием заранее подготовленной порции масла
из мерной емкости 3 на первую тарелку. По прохождении следующего
периода выдержки автоматический перепуск масла повторяется. Та-
ким образом масло постадийно перемещается от верхней тарелки на
нижнюю и далее откачивается из дезодоратора.
До приема очередной порции масла каждая тарелка опорожняет-
ся полностью. При необходимости смены перерабатываемого сырья
этот принцип перемещения продукта позволяет предотвратить сме-
шивание нового сырья со старым.
В связи с прерывным движением масла в дезодораторе «Мульти-
сток» использована уникальная схема рекуперации тепла. Термосифон
182
Я5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
Вода
Рис. 58. Технологическая схема дезодорации масел фирмы «Де Смет» с использованием дезодоратора «Мультисток»:
1 — деаэратор; 2, 13,19,20 — насосы; 3 — мерная емкость; 4 — дезодоратор; 5 — центральный газоход с окнами на каждой тарелке; 6 — конденсатор
жирных кислот; 7 — безнасадочный сепаратор жирных кислот; 8 — ПЭВН; 9 - система охлаждения жирных кислот; 10 — термосифон; 11 — тарелка-
охладитель; 12 — емкость приготовления и дозирования раствора лимонной кислоты; 14 — охладитель дезодорированного масла; 15 — полировочные
фильтры; 16 — емкость уноса нейтрального масла; 17 — емкость горячей воды; 18 — емкость холодной воды; 21 — электропароперегреватель
183
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
10, включающий змеевики, расположенные на первой и предпоследней
тарелках, соединен между собой подъемной и опускной трубами.
В нижний змеевик помещается вода, которая при поступлении на та-
релку порции горячего масла испаряется, образуя пар. Этот пар, попа-
дая в верхний змеевик, нагревает порцию холодного масла, поступаю-
щего в первую тарелку. Конденсат пара стекает по опускной трубе вниз,
замыкая теплопередающий контур. Продолжительность одного цикла
рекуперации тепла равна времени выдержки масла на тарелке, задавае-
мому с помощью программирующего устройства. Нагретое до 170—
180°С масло далее сливается на вторую тарелку, где за аналогичный пе-
риод выдержки происходит его окончательный нагрев до температуры
240-250°С с помощью пара высокого давления от парогенератора.
Далее масло перемещается на дезодорационные тарелки, в кото-
рых обрабатывается при заданной температуре, и далее поступает в
предпоследнюю тарелку для рекуперационного охлаждения с помо-
щью нижнего змеевика термосифона до температуры 160-165°С.
В последней тарелке дезодорированное масло охлаждается водой до
90°С и сливается в нижнюю часть дезодоратора с переменным уров-
нем масла, где в масло вводится раствор лимонной кислоты дозатором
12. Откуда дезодорированное масло непрерывно откачивается на
окончательное охлаждение во внешний теплообменник 14 и на поли-
ровочную фильтрацию на фильтрах 15.
Так же как и в дезодораторе «Юнисток», все тарелки полунепре-
рывного дезодоратора имеют перфорированные трубчатые барботе-
ры, уложенные у днища тарелок по всей их площади для равномерно-
го распределения острого пара. Дезодорирующие тарелки содержат
дополнительно несколько мамунт-насосов (газ-лифтов), позволяю-
щих при незначительном расходе острого пара обеспечивать много-
кратную циркуляцию масла из нижних слоев к поверхности.
Остаточное давление в дезодораторе — 3 мм рт. ст., продолжи-
тельность обработки — 45 60 мин. Система улавливания погонов де-
зодорации аналогична системе, использующейся в линии с дезодора-
тором «Юнисток».
Линии с дезодоратором «Мультисток» позволяют перерабаты-
вать различные виды масел и жиров с возможностью частой замены
сырья в течение суток.
Дезодоратор сЮни-Микс» (рис. 59) может работать в полнос-
тью непрерывном режиме при дезодорации одного вида масла или
184
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
185
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
в полунепрерывном режиме при дезодорации различных видов
сырья.
Отличительной особенностью этого дезодоратора 6 является ре-
куперационный нагрев — охлаждение, осуществляемый змеевиком 4
находящемся непосредственно в дезодораторе. Охлаждение происхо-
дит циркуляционной водой, подаваемой насосом 12 из сборника 11 в
теплообменник 10. На всех тарелках (окончательного нагрева 7, бар-
ботажных, рекуперационной 4, охлаждения) осуществляется подача
острого пара. В остальном данный дезодоратор укомплектован так же,
как и «Юнисток» или «Мультисток».
Дезодоратор «Куалисток» — самая современная модель, отлича-
ющаяся простотой конструкции и эксплуатации, надежностью, обес-
печивающими высокие технологические показатели. Применяется в
схемах физической рафинации масел и жиров (рис. 60).
Дезодоратор представляет собой вертикальную колонну, в кото-
рой последовательно осуществляются все технологические процеду-
ры дезодорации масел: деаэрация 3, рекуперационный нагрев в змее-
виках секции 5 теплом дезодорированного масла, окончательный на-
грев в секции 6 паром высокого давления от парогенератора 25. По-
ток нагретого масла от периферии каждой секции проходит все та-
релки 7.1, 7.2, 7.3, попадает в секцию рекуперационного охладителя
5, накапливается в нижней секции, куда вводится из емкости приго-
товления и дозирования раствор лимонной кислоты. На все тарелки
(секции) подается острый пар, для лучшего перемешивания также
установлены мамунт-насосы. Верхняя и нижняя тарелки являются
буферными. Верхняя предназначена для окончательного нагрева
масла, нижняя — для накопления дезодорированного масла, откуда
оно откачивается насосом 11. Число активных тарелок определяется
производительностью установки. Внутри дезодоратора имеется га-
зоотводящая колонна с окнами в каждой секции. Газовый поток пе-
ремещается сверху вниз в зону конденсации 21, где орошается цир-
кулирующими жирными кислотами (орошающим маслом). Жирные
кислоты отделяются от паровой фазы в зоне 22. Откуда они насосом
19 через систему охлаждения 18, 20 возвращаются в зону конденса-
ции 21 и 22. Паровая фаза из зоны сепарирования потоков 22 отво-
дится по вакуумной трубе 15 на ПЭВН 17.
Отбеленное масло поступает в рекуперационный теплообменник
1. В период пуска используют также теплообменник 2. Нагретое мас-
186
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
Рис. 60. Технологическая схема дезодорации масел фирмы «Де Смет» с ис-
пользованием дезодоратора «Куалисток»:
1 — теплообменник (дезодорированное: отбеленное масло); 2 — пусковой теплообменник (недезо-
Дорированное масло : пар); 3 — секция деаэрации масла; 4 — насос подачи деаэрированного масла
в секцию 5; 5 — секция теплообмена (дезодорированное : деаэрированное масло); 6 — окончатель-
ный нагреватель; 7.1, 7.2, 7.3 — тарелки дезодоратора; 8 — трубопровод слива уноса нейтрального
масла; 9 — секция охлажденного дезодорированного масла; 10 — емкость приготовления и дозиро-
вания раствора лимонной кислоты; 11 — насос дезодорированного масла; 12 — окончательный ох-
ладитель (дезодорированное масло : охлаждающая вода); 13 — полировочные фильтры; 14 — сме-
ситель (дезодорированное масло : азот); 15 — вакуумная труба; 1ь — первая и вторая ступени
НЭВН; 17 — третья, четвертая и пятая ступени ПЭВН; 18 —охладитель орошающего масла; 19 —
насос циркуляции орошающего масла; 20 — насос подачи теплой воды на охладитель 18; 21 —кон-
денсатор орошающего масла; 22 — сепаратор жирных кислот; 23 — пароперегреватель; 24 — сепа-
ратор острого пара; 25 — генератор пара высокого давления
187
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
ло при температуре 85-95°С поступает в деаэрационную секцию Зде.
зодоратора, в которой поддерживается такой же вакуум, как и во всем
дезодораторе. Из деаэрационной секции масло насосом 4 подается в
змеевики секции 5, где оно за счет рекуперационного теплообмена на-
гревается до температуры 180-200°С, а дезодорированное масло
охлаждается до температуры 120-130°С.
Вакуум в установке создается пятиступенчатым вакуум-насосом
16,17. Унесенное и осевшее в газоотводящей колонне нейтральное мас-
ло возвращают. По трубе 8 оно сливается в деаэрационную камеру.
Температура дезодорации масла составляет 230-250°С, расход
острого пара — 20 30 кг/т, остаточное давление в дезодораторе — до
3 мм рт. ст., продолжительность процесса — 40-60 мин.
Дезодоратор «Дефлоу» фирмы «Европа Краун» (рис. 61) пред-
ставляет собой вертикальную колонну, которая сплошной перегород-
кой разделена на ряд секций (нижние тарелки секций). В каждой сек-
ции по высоте размещены еще две кольцевые тарелки. В нижнюю та-
релку и кольцевые тарелки подается острый пар. Уровень масла на
кольцевых тарелках составляет 10-20 мм. Помимо обычных барбо-
тажных труб на днище нижних тарелок секций установлены мамупт-
насосы. Половина из них поднимает масло при барботаже на первые, а
половина — на вторые кольцевые тарелки. Масло из кольцевых таре-
лок циркулирует внутри секции, переливаясь через борт тарелок.
Обеспечение циркуляции в каждой секции повышает эффективность
дезодорации при минимальном расходе острого пара. Нижняя секция
тарелок не имеет. Опа является буферной емкостью для охлажденно-
го в результате рекуперационного теплообмена дезодорированного
масла, в которое также введен раствор лимонной кислоты. Парогазо-
вая смесь из каждой секции отводится через окна вакуумной шахты,
расположенные вдоль стенки дезодоратора. Из верхней секции вся
парогазовая смесь через каплеуловитель отводится из дезодоратора.
Рафинированное отбеленное масло из емкости 1 насосом 2 через
фильтры 3 подается в теплообменник 4, где паром нагревается до тем-
пературы 110-130°С и поступает в деаэратор 5, находящийся под ваку-
умом. Деаэрированное масло насосом 6 направляется в рекуперацион-
ный теплообменник 7, где подогревается до температуры 180-210°С, а
затем в окончательный нагреватель 9, где нагревается паром высокого
давления до температуре 230-250° С. В период пуска дополнительно
используется пусковой подогреватель 8. Нагретое масло подается на
188
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
189
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
нижнюю тарелку верхней секции дезодоратора 10. Установленные ма-
мунт-насосы осуществляют циркуляцию масла в секции между тарел-
ками при барботаже острым паром. При достижении заданного уровня
в секции масло перетекает в следующую секцию. Из нижней дезодора-
ционной секции масло насосом 11 подается в рекуперационный тепло-
обменник 7. В смеситель 26 в охлажденное до температуры 120-140°С
дезодорированное масло насосом-дозатором 13 из емкости приготовле-
ния и дозирования 14 вводится раствор лимонной кислоты и масло по-
ступает в нижнюю буферную секцию дезодоратора. Откуда масло отка-
чивается насосом 22 и через окончательный охладитель 23 и полиро-
вочный фильтр 24 поступает в емкость хранения 25.
Парогазовая смесь через окна вакуумной шахты и верхнюю сек-
цию по трубопроводу вакуумной системы 16, скруббер 17 поступает в
ПЭВН 18. Конденсация парогазовой смеси осуществляется путем
орошения потока смеси орошающим маслом, циркулирующим в сис-
теме, включающей насос 20, теплообменник 21, вакуумную трубу 16,
скруббер 17. Избыток жирных кислот выводится из системы. Баро-
метрические воды собираются в колодце 19 и направляются после
охлаждения на рециркуляцию в систему ПЭВН 18.
Продолжительность процесса составляет 40-60 мин, расход ост-
рого пара — до 10 кг/т.
Технологические схемы непрерывной дезодорации производитель-
ностью до 40-100 т/сут, разработаны ООО «Экотехпром» с учас-
тием ООО «Комин». Установки предназначены для предприятий не-
большой мощности и позволяют завершить технологический процесс
рафинации масел и жиров как в режиме дезодорации, так и в режиме
физической рафинации.
Дезодоратор 8, представленный на рис. 62, выполнен в виде двух
горизонтальных цилиндров, соединенных переливным патрубком,
что обеспечивает непрерывное перемешивание и течение масла. Внут-
ри цилиндров имеются перегородки, что снижает эффект перемеши-
вания. Оба цилиндра снабжены барботерами острого пара и вакуум-
ными трубами для отвода парогазовой смеси в скруббер 13- Улавли-
вание погонов осуществляется орошением парогазовой смеси жирны-
ми кислотами, которые циркулируют по замкнутому контуру: тепло-
обменник для охлаждения жирных кислот 15, скруббер 13.
Окончательный нагрев масла осуществляется в электронагрева-
теле 7, в котором температура греющих поверхностей не превышает
190
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом
191
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
300°С. Острый пар перегревается в электропароперегревателе 12 ца
10-15°С выше температуры масла. Рафинированное масло насосом 1
через контрольные фильтры 2 подается в пластинчатый теплообмен-
ник 3, нагревается паром. Нагретое до температуры 110-120°С масло
поступает в деаэратор 4, работающий под вакуумом. Деаэрированное
масло насосом 5 подается в рекуперационный теплообменник 6, где
нагревается за счет теплообмена с дезодорированным маслом до тем-
пературы 180 -200°С. Затем в электронагревателе 7 масло нагревается
до 220 240°С и далее поступает в первую секцию дезодоратора 8.
Масло перемещается из секции в секцию, из первого цилиндра во вто-
рой. Из второго цилиндра дезодорированное масло насосом 9 через
рекуперационный теплообменник 6, охладитель 10 и полировочные
фильтры 11 направляется в хранилище.
Вакуум в системе создается трехступенчатым ПЭВН 16. Баромет-
рические воды сливаются в колодец 17, отстоявшаяся вода направля-
ется в систему оборотного водоснабжения.
Технологические параметры процесса: расход острого пара — до
20 кг/т, высоты слоя масла в дезодораторе — 300-500 мм.
Приведенная на рис. 63 схема непрерывной дезодорации, создан-
ная на базе периодического дезодоратора (см. рис. 49), состоит из деа-
эратора (предварительного дезодоратора) 5, окончательного дезодо-
ратора 6. В зависимости от конкретной поставки она может быть
укомплектована парогенератором (50-60 атм), электропароперегре-
вателем 4 с регулируемой температурой поверхностей теплообмена.
Установка позволяет, учитывая условия конкретных предприятий,
формировать оптимальную схему производства.
Рафинированное отбеленное масло насосом 1 через рекупераци-
онный теплообменник 3 при 130°С подается в деаэратор (предвари-
тельный дезодоратор) 5. При пуске установки дополнительно в схему
работы включается теплообменник 2. Деаэрированное масло при
180-200°С (зависит от параметров технологического процесса) дезо-
дорируется при подаче острого пара и постоянном нагреве котельным
паром. Бессальниковым насосом 14 масло из деаэратора 5, через элек-
трический нагреватель 4 при 230-240°С подается для окончательной
дезодорации в корпус А дезодоратора 6. Масло, пройдя корпус А, пе-
реливается в корпус Б, дезодорация проходит в корпусах при непре-
рывной подаче барботажного пара. Из последней секции корпуса Б
масло насосом 7 через рекуперационный теплообменник 3, оконча-
7 Зак. 3461
193
192
9. Дезодорация масел и жиров (модуль 4)
тельный охладитель 8 направляется в емкость хранения дезодориро-
ванного масла, в которое перед полировочными фильтрами в смеси-
тель 9 из емкости 11 насосом-дозатором 10 подается раствор лимон-
ной кислоты.
Парогазовая смесь из позиций 5 и 6 поступает в скруббер 15, где
орошается жирными кислотами, циркулирующими в контуре, вклю-
чающем насос 17, охладитель 16, скруббер 15.
9.6. ЗАМКНУТАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ
БАРОМЕТРИЧЕСКИХ ВОД
В вакуумную систему для охлаждения подается 50-100 м3/ч
охлаждающей воды в зависимости от производительности дезодора-
Рис. 64. Замкнутая система охлаждения фирмы «Альфа Лаваль»:
1 — ПЭВН; 2 — барометрическая коробка; 3,4 — пластинчатые охладители; 5 — емкость горячей
воды; 6 — градирня; 7,8,9 — насосы
194
9.6. Замкнутая система охлаждения барометрических вод
ционной установки, температуры охлаждающей воды, поступающей
после охлаждения на градирне.
Фирма «Альфа Лаваль» и другие фирмы рекомендует замкнутую
систему охлаждения барометрических вод, что значительно снижает
объем зажиренных вод, циркулирующих в вакуумной системе.
Пары из скруббера всасываются ПЭВН 1 (рис. 64) и конденсиру-
ются в конденсаторах водой. Барометрическая вода с конденсаторов
ПЭВН поступает в барометрический колодец 2, где находится ра-
створ щелочи для нейтрализации жирных кислот, присутствующих в
воде. Далее барометрические воды насосом 7 подаются в охладители
3,4. Охлаждающая вода подается насосом 8 с градирни 6, что обеспе-
чивает работу контура охлаждающей воды в чистом режиме. Обычно
пластинчатые теплообменники 3 и 4 функционируют попеременно:
один используется для охлаждения барометрических вод, второй очи-
щается обратным потоком горячей воды или слабым щелочным ра-
створом, подаваемым из емкости 5 насосом 9. Поверхность конденса-
торов ПЭВН рассчитана с учетом температуры воды, циркулирую-
щей в контурах.
10. БЕСЩЕЛОЧНАЯ ИЛИ ДИСТИЛЛЯЦИОННАЯ
РАФИНАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ
В настоящее время четко обозначилась тенденция к сокращению
числа операций, связанных с воздействием температуры, кислорода
воздуха и других факторов на глицеридную часть жира. В связи с
этим стремятся облагораживать масла и пищевые гидрированные
жиры без применения щелочной обработки, а удаление свободных
жирных кислот и одорирующих веществ совмещают с дистилляцион-
ной рафинацией.
Бесщелочная рафинация пищевого саломаса. Нерафинирован-
ный пищевой саломас направляют на рафинацию при кислотном чис-
ле не более 1 мг КОН/г, содержании влаги и летучих веществ — не
более 0,2%, никеля — не более 10 мг/кг. Процесс состоит из двух ста-
дий: подготовка жира и собственно дистилляционная отгонка жир-
ных кислот и одорирующих веществ.
Первая стадия включает в себя обработку жира раствором лимон-
ной или фосфорной кислоты для удаления никеля и никелевых мыл в
виде нерастворимого в саломасе лимоннокислого никеля, промывку
конденсатом для выведения основного количества лимоннокислого
никеля, разделение фаз на сепараторе, высушивание, адсорбционную
очистку для удаления остатков никеля и никелевых мыл, а также
жирных кислот, не прореагировавших с лимонной кислотой.
Температура саломаса при обработке лимонной кислотой состав-
ляет 90°С, концентрация кислоты — 5-15%, расход — 25-50 г/т в за-
висимости от содержания никеля. Отбеливание проводят при 90°С,
количество адсорбента при отбеливании — 0,30-0,5% массы жира.
Вторая стадия рафинации пищевых саломасов осуществляется на
непрерывно действующих дезодорациониых установках фирм «Аль-
фа-Лаваль», «Кемтек», «Кирхфельд» и др., оборудованных специаль-
196
ныМ узлом адсорбционного улавливания жировых погонов. Установ-
ки могут работать в режиме совмещения дистилляционной рафина-
ции и основного процесса дезодорации.
Бесщелочная рафинация масел. Этим методом можно с высокой
эффективностью перерабатывать растительные масла кислотностью
10% и выше, получать рафинированные дезодорированные масла кис-
лотностью менее 0,5% и дистиллированные жирные кислоты. Основ-
ным является тщательная подготовка масел к дистилляции, включаю-
щая глубокую гидратацию и отбеливание. Для осуществления дис-
тилляционной рафинации имеется ряд установок.
Проведенные исследования показали, что использование на за-
вершающей стадии подготовки масел и пищевого саломаса к бесще-
лочной рафинации сорбента Trisil-ЗОО (фирма Grace) обеспечивает
удаление катионов металлов (Fe, Си, Mg, Са, Na и др.) до следовых
количеств, а также фосфора.
11. КОМПЛЕКСНАЯ СХЕМА РАФИНАЦИИ
МАСЕЛ И ЖИРОВ
В данном разделе будут рассмотрены схемы отдельных модулей
рафинации, комплексное последовательное осуществление которых
обеспечивает получение пищевого дезодорированного вымороженно-
го и отбеленного масла, направляемого в розничную торговлю в рас-
фасованном виде для непосредственного употребления в пищу. Мас-
ло также может быть использовано в производстве различных видов
пищевых продуктов. В комплексной схеме предусматривается воз-
можность глубокой гидратации и последующее удаление из масел
свободных жирных кислот методом физической рафинации — дис-
тилляцией, совмещенной с дезодорацией.
В настоящее время уровень техники и технологии предусматри-
вает возможность проведения на установках как химической, так и
физической рафинации масел и жиров. При этом в большинстве слу-
чаев предпочтение отдается физической рафинации, а химической
подвергаются масла и жиры низкого качества.
Физическая рафинация по сравнению с химической имеет ряд
преимуществ:
♦ снижение отходов и потерь масла при производстве;
♦ снижение капитальных затрат;
♦ значительное снижение количества промывных вод, вплоть до
их полного отсутствия.
В приведенных схемах (см. схемы 12 и 13) комплексной рафина-
ции масел использованы поставляемые фирмами «Де Смет», «Альфа
Лаваль», «Европа Краун», «Крупп» модули, хорошо зарекомендовав-
шие себя на предприятиях за рубежом и в нашей стране.
Представленные схемы химической и физической рафинации
включают как классические способы винтеризации, когда на за-
198
Нерафинированное масло
Рафинированное отбеленное винтеризованное
дезодорированное растительное масло
Схема 12. Структурная схема химической рафинации
вершающем этапе рафинации перед дезодорацией масло (подсол-
нечное или кукурузное) подвергается сухой винтеризации, так и
альтернативные. К последним относится мокрая винтеризация,
совмещенная со стадией глубокой кислотной гидратации, низко-
температурная винтеризация совмещенная с отделением фосфо-
тидно-восковой фазы сепарированием, мокрая гидратация, со-
вмещенная с щелочной рафинацией кислотно-гидратированных
масел с отделением фазы фосфатидов, соапстока и восков сепари-
рованием.
199
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
Нерафинированное масло
Рафинированное отбеленное винтеризованное
дезодорированное растительное масло
Схема 13. Структурная схема физической рафинации
11.1. СТРУКТУРА РАФИНАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА
ФИРМЫ «ДЕ СМЕТ»
Предлагаемая фирмой «Де Смет» схема комплексной рафинации
позволяет осуществить две различные современные технологии, от-
личающиеся способом удаления свободных жирных кислот:
♦ традиционную технологию щелочной рафинации;
♦ технологию бесщелочной (физической) рафинации масел при
совмещении процесса удаления свободных жирных кислот, одориру-
ющих веществ и продуктов окисления.
В состав совмещенной схемы рафинации входят модули и их со-
четания, приведенные в табл. 28.
200
11.1. Структура рафинационного комплекса фирмы «Де Смет
Таблица 28
Состав комплексной схемы рафинации фирмы «Де Смет»
Модуль Назначение модулей при работе по методу
химической рафинации физической рафинации
Гидратация Совмещенный процесс удаления фосфолипидов путем кислотной гидра- тации и свободных жирных кислот — щелочной рафинации Удаление фосфолипидов путем кислотной гидратации
Щелочная рафинация Не используется
Адсорбционная рафина- ция (отбеливание) Удаление пигментов, остатков иегидратируемых фосфолипидов и мыла, а также катионов металлов Удаление пигментов, остат- ков фосфатидов, кислоты и катионов металлов
Винтеризация (вымора- живание) Удаление восковых веществ с целью сохранения товарного вида масла
Дезодорация/дистил- ляция жирных кислот Удаление одорирующих веществ и продуктов окисления Удаление свободных жир- ных кислот, одорирующих веществ и продуктов окисления
При необходимости выработки товарного гидратированного мас-
ла и фосфатидных концентратов модуль гидратации доукомплектует-
ся отдельным саморазгружающийся сепаратором и сушильным агре-
гатом для фосфатидной эмульсии, а собственно гидратация осуществ-
ляется водой.
В такой комплектации фирма «Де Смет» поставляет технологи-
ческие линии мощностью от 50 до 500 т/сут. В зависимости от типа
установленного дезодорационного оборудования возможна перера-
ботка нескольких видов масел и жиров (без остановки при переходе
на другой вид сырья).
11.1.1 . Модуль-схема кислотной гидратации при
комплексном способе физической рафинации масел
Нерафинированное или гидратированное масло из емкости 7
(рис. 65) подается насосом 2 в кожухотрубный рекуперационный теп-
лообменник 3, где подогревается до 95°С за счет теплоты отбеленного
масла. При необходимости нагрев до рабочей температуры может осу-
201
1
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
Рис. 65. Технологическая схема совмещенного процесса рафинации (модуль 1 и модуль 2):
1 — емкость сырого масла; 2,9,17,23,25,26,28,29 — насосы; 3 — рекуперационный теплообменник; 4, 7, 14,16,21 — пластинчатые теплооб-
менники; 5,11,12,18 — смесители; б, 13,19 — реакторы-экспозиторы; 8 — питатель; 10 — емкость дозирования щелочного раствора; 15.20 —
сепараторы; 22 — емкость горячей воды; 24 — жироловушка; 27 — емкость гидратационного осадка; 30 — емкость приготовления щелочного
раствора; 31 — емкость приготовления и дозирования раствора фосфорной кислоты
202
11.1. Структура рафинационного комплекса фирмы *Де Смет*
ществляться в пластинчатом теплообменнике 4 паром низкого давле-
ния. Подогретое масло поступает в смеситель 5, в котором произво-
дится его интенсивное перемешивание с кислотой (как правило, кон-
центрированной фосфорной), поступающей в количестве 0,1-0,3%
массы масла из дозирующего устройства 31 (емкость, объединенная с
диафрагменным насосом-дозатором).
Смесь масла с кислотой из смесителя 5 направляется в реактор 6,
где происходит взаимодействие кислоты с фосфолипидами для пере-
вода их в гидратируемую форму. Полнота реакции достигается благо-
даря достаточно большому объему реактора, обеспечивающему вы-
держку смеси в течение около 30 мин. Для коагуляции прореагиро-
вавших с кислотой фосфолипидов и перевода их в водную фазу смесь
после реактора охлаждается водой до 40 50°С в теплообменнике 7.
Затем кислоту нейтрализуют раствором щелочи, приготовленным в
секции бака 30, который насосом 29 подают далее через дозирующее
устройство 10. Для тесного контактирования масла со щелочным ра-
створом предусмотрен смеситель 11.
Выдержка смеси производится в реакторе-экспозиторе 13. В зави-
симости от качества перерабатываемого масла продолжительность
выдержки можно изменять путем регулирования уровня в экспозито-
ре. Максимальное время выдержки составляет 1,5-2,0 ч.
Смесь из экспозитора 13 шестеренным насосом 28 через теплооб-
менник 14 подается в сепаратор 15, в котором гидратационный осадок
отделяется от масла и направляется в емкость 27 и далее насосом 26
откачивается с производства.
Обработанное кислотой масло промывается водой для удаления
остатков кислоты. Для этого оно при необходимости нагревается в
теплообменнике 16 и насосом 17 подается в статический смеситель
18, где смешивается с горячей водой, перекачиваемой из емкости 22
насосом 23. Смесь масла с водой проходит через промежуточный ре-
актор 19, в котором происходит дополнительное контактирование
масла с водой, и далее направляется на разделение во второй сепара-
тор 20. Промывная вода поступает в отстойник-жироловушку 24. От-
стоянное масло насосом 25 вводится в реакционную смесь в смеси-
тель 12 перед экспозитором 13.
Промытое масло подогревается паром в теплообменнике 21 и вы-
сушивается в распылительном вакуум-сушильном аппарате. Для со-
здания вакуума используется вакуум-насос секции отбеливания.
203
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
11.1.2 . Модуль-схема совмещенной кислотной гидратации
и щелочной рафинации масел
Для проведения щелочной рафинации используют то же оборудо-
вание, что и при кислотной гидратации. В этом случае в смеситель 11
(см. рис. 65) с помощью дозирующего устройства — питателя 8 и насо-
са 9 подают рабочий раствор щелочи, который готовится в одной из
секций бака 30. Для лучшего формирования хлопьев в экспозиторе 13
в смеситель 12 может подаваться вода из емкости 22. Отделение соап-
стока производится в первом сепараторе 15. Соапсток направляется в
емкость 27 и далее на отгрузку.
Промывка масла осуществляется так же, как и при кислотной гид-
ратации. Промывная вода направляется в жироловушку 24. Из нее
свободный жир с помощью насоса 25 возвращается в процесс перед
смесителем 12. Далее масло через теплообменник 21 поступает в ваку-
ум-сушильный аппарат 1 модуля 3.
11.1.3 . Модуль-схема адсорбционной рафинации
(отбеливания) масел
В дополнение к традиционной схеме отбеливания фирма включа-
ет еще одну технологическую операцию — обработку масла лимонной
кислотой с целью более полного выведения фосфолипидов.
Исходное масло после секции кислотной гидратации (щелочной
рафинации), высушенное в вакуум-сушильном аппарате 1 (рис. 66),
насосом 2 направляется в смеситель 4. Сюда же дозирующим устрой-
ством 3 непрерывно подается лимонная кислота. Смесь масла с кисло-
той поступает в реактор 8, в котором смешивается с отбельной гли-
ной, подаваемой из бункера 6 с циклоном-разгрузителем. Дозирова-
ние глины производится шнеком-дозатором 7 с вариатором скорости.
Объем реактора позволяет выдерживать смесь масла, кислоты и гли-
ны в течение 30-40 мин. Продолжительность контактирования мож-
но регулировать, изменяя уровень смеси в реакторе.
Из нижней части реактора смесь засасывается под вакуумом в вер-
хнюю часть 9 отбельного аппарата, где она подогревается под вакуумом
(давление 7,3 кПа) до нужной температуры (90-100°С). Одновремен-
но с нагревом происходит деаэрация смеси. Далее по переливной трубе
в центре аппарата смесь перетекает в нижнюю часть 10 отбельного ап-
204
205
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
парата, в которой перемешивается острым паром в течение 30 мин, и
далее насосом 19 подается на фильтрование. Применение острого пара
вместо механических перемешивающих устройств является отличи-
тельной особенностью линии отбеливания фирмы «Де Смет». Благо-
даря отсутствию механических уплотнений в отбельном аппарате
можно минимизировать доступ воздуха к маслу, которое в присут-
ствии глины очень подвержено окислению при контакте с воздухом.
Продолжительность контактирования масла с отбельной глиной мож-
но регулировать, изменяя уровень смеси в отбельном аппарате.
Фильтруют суспензию попеременно на одном из двух вертикаль-
ных герметичных листовых фильтрах 12 марки АМА. Фильтроваль-
ным элементом является металлическая сетка.
Отфильтрованное масло направляется в сборник 11 отбеленного
масла, работающий под вакуумом для предотвращения окисления
масла. Из сборника 11 оно откачивается насосом 18 на полировочные
фильтры 17 и далее на винтеризацию. В качестве фильтровального
элемента используются рукава из синтетической ткани.
По окончании цикла фильтрования (забивание фильтра) масло
из отработанной отбельной глины извлекается путем продувки осад-
ка паром. Обезжиренная глина сбрасывается с пластин при помощи
специальной вибрационной системы и отводится в бункер 13 для от-
работанной отбельной глины.
Вакуум в отбельном аппарате создается с помощью двухступенча-
того пароэжекторного вакуум-насоса 5, одновременно поддерживаю-
щего разрежение и в сушильном аппарате 1.
Пароводожировая эмульсия при продувке конденсируется в ох-
ладителе 14. Отстоявшееся масло сливается в сборник 16 и насосом 13
откачивается в смеситель 12 (см. рис. 65).
11.1.4 . Модуль-схема винтеризации (вымораживания) 1
масел
Масло температурой 95°С, выходящее из секции отбеливания,
предварительно охлаждается до 30 40°С водой в теплообменнике 1
(рис. 67) и подается в исходную емкость 2. В ряде случаев вместо воды
для предварительного охлаждения поступающего масла используется
холодное вымороженное масло, выходящее из установки (рекупера-
ционное охлаждение).
206
11.1. Структура рафинационного комплекса фирмы сДе Смет*
Фильтрующий
материал
Рис. 67. Технологическая схема винтеризации (вымораживания) масел (модуль 1):
1 — пластинчатый теплообменик; 2 — емкость отбеленного масла; 3,9,10,12,15 — насосы; 4 — кристаллизатор: 5 — бункер фильтровального
порошка со шнеком-дозатором; 6 — экспозитор; 7 — фильтр; 8 — емкость фильтрованного масла; 11 — емкость для приготовления суспензии;
13 — подогреватель; 14 — охладитель гликолевого раствора; 16 — емкость гликолевого раствора
207
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
Далее масло насосом 3 перекачивается в кристаллизатор 4, куда
из бункера 5 с помощью шнека-дозатора подается фильтрующая до-
бавка. В качестве фильтрующей добавки для лучшего дренажа может
использоваться кизельгур, перлит и др.
Смесь масла и фильтрующей добавки проходит через кристалли-
затор 4, в котором она постепенно охлаждается с помощью змеевиков
с гликолевым раствором, циркулирующим внутри замкнутого конту-
ра охлаждения, включающего холодильную машину 14, промежуточ-
ный бак 16, циркуляционный насос 15, охлаждающие змеевики экспо-
зитора 6 и кристаллизатора 4. Продолжительность пребывания масла
в кристаллизаторе составляет 7-8 ч.
Из кристаллизатора масло поступает в экспозитор 6, в котором
происходит дальнейшее выдерживание смеси масла с фильтрующей
добавкой для созревания кристаллов восков. Максимальное время
пребывания масла в экспозиторе составляет 3,0-3,5 ч при температу-
ре около 10°С.
Далее смесь масла с фильтрующей добавкой и кристаллами вос-
ков направляется насосом 12 в подогреватель 13, где слегка подогре-
вается теплой водой до 20°С для улучшения процесса фильтрования.
Подогреватель снабжен системой регулирования температуры.
Слегка подогретая смесь масла, фильтрующей добавки и восков
подается на разделение в один из двух попеременно работающих гори-
зонтальных механизированных фильтров 7 с пакетом из вертикальных
пластин. Фильтровальным элементом является металлическая сетка.
Перед началом фильтрования на пластины наносится слой филь-
трующей добавки, который готовится в емкости с мешалкой 11 и по-
дается на фильтр насосом 10. Первые порции мутного масла сливают-
ся в емкость 11 и насосом 10 возвращаются на фильтрование. В эту
емкость сливается масло при заполнении корпуса фильтра и освобож-
дении его от воздуха. Отфильтрованное масло отводится в бак 8 и из
него насосом 9 направляется на дезодорацию.
Когда на фильтрующих пластинах одного из фильтров 7 скапли-
вается толстый слой осадка, затрудняющий фильтрование, подача
суспензии переводится на другой фильтр, масло из корпуса сливается
в емкость 11, откуда насосом 10 направляется на работающий фильтр.
Осадок отжимается от масла сжатым воздухом. Затем фильтрующие
пластины выдвигаются из корпуса в сторону с помощью специально-
го устройства, а осадок пневмовибратором разгружается в поддон.
208
11.1. Структура рафинационного комплекса фирмы «Де Смет
11.1.5 . Модуль-схема дезодорации (физической
рафинации) масел и жиров
Схема дезодорации одорирующих веществ (может быть совмеще-
на с удалением свободных жирных кислот) при бесщелочной (физи-
ческой) рафинации укомплектована дезодоратором «Юнисток». Де-
зодоратор 5 (рис. 68) выполнен в виде тарельчатой вертикальной ко-
лонны, содержащей встроенные системы рекуперации тепла и окон-
чательного нагрева масла. Для рекуперации тепла нижняя тарелка ос-
нащена змеевиками, в которые подается масло, поступающее на дезо-
дорацию. Для окончательного нагрева верхняя тарелка содержит не-
сколько змеевиков, в которые из парогенератора 75 поступает пар вы-
сокого давления. Средние тарелки предназначены для дезодорации
масла. Количество этих тарелок зависит от производительности дезо-
доратора и может быть от двух до пяти. Все тарелки дезодоратора,
включая теплообменные, оснащены барботерами острого пара и на-
правляющими перегородками, позволяющими избежать перемешива-
ния масла в потоке. Барботеры представляют собой концентрические
перфорированные трубы, уложенные у днища тарелок. Отверстия для
выхода пара из барботера выполнены с фасками, что позволяет избе-
жать их забивания нагаром. Пары из дезодоратора отводятся по цент-
ральной газоотводной трубе 6, которая внутри дезодоратора имеет
окна в каждой секции дезодорации (тарелки). Через окна парогазовая
смесь поступает в трубу и выводится из дезодоратора.
Исходное недезодорированное масло подается в рекуперационный
кожухотрубный теплообменник 7, в котором нагревается до 85 95° С
дезодорированным маслом, выходящим из дезодоратора 5, и далее по-
ступает в деаэратор 2, содержащий распылительные форсунки и подсо-
единенный через дезодоратор к вакуумной системе. В деаэраторе 2 из
масла удаляются влага и воздух. Далее масло насосом 3 подается в змее-
вики нижней (рекуперационной) тарелки дезодоратора 5, где продол-
жается рекуперационный нагрев недезодорированного масла до 180
220°С теплотой дезодорированного масла. Выходя из змеевиков ниж-
ней тарелки, масло попадает на верхнюю тарелку, в которой нагревает-
ся до требуемой температуры (240 250°С) паром высокого давления,
поступающим в змеевики верхней тарелки из парогенератора 75.
Перетекая с тарелки на тарелку, нагретое масло в результате вы-
теснения поступающим маслом, подвергается последовательной об-
209
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
210
11.1. Структура рафинацианного комплекса фирмы «Де Смет»
работке острым паром под вакуумом. Остаточное давление в верхней
части дезодоратора 0,3—0,4 кПа. На последней нижней тарелке дезо-
дорированное масло охлаждается до 120 135°С, отдавая теплоту ис-
ходному маслу, перекачиваемому по змеевикам этой тарелки. Рекупе-
рационное охлаждение продолжается в теплообменнике 1, куда масло
подается насосом 18 из дезодоратора 5. Далее масло окончательно ох-
лаждается в кожухообразном теплообменнике 14 водой. Перед этим
дезодорированное масло проходит через сетчатые фильтры 17, кото-
рые задерживают основную массу нагара, образующегося при дезодо-
рации.
После окончательного охлаждения масло подается на полировоч-
ные фильтры 13. Дезодорированное масло может насыщаться азотом
с помощью специального дозирующего устройства и смесителя (на
рисунке не показаны). При такой обработке замедляется окисление
масла, что благоприятно сказывается на его сохранности.
Система улавливания погонов (дистиллята) двухступенчатая. На
первом этапе пары, выходящие из дезодоратора по газоотводной тру-
бе 6, поступают в конденсатор 7, конденсируется в результате их кон-
тактирования в прямотоке с жирными кислотами (дистиллятом),
циркулирующими в системе улавливания. На втором этапе происхо-
дит механическое разделение смеси паров и погонов в безнасадочном
сепараторе 8 циклонного типа. Степень улавливания погонов состав-
ляет 99%.
Вакуум в дезодораторе создается четырехступенчатым пароэжек-
торным вакуум-насосом 11.
Острый пар для дезодорации получают с помощью электропаро-
перегревателя 4 и подают в аппарат через сепаратор.
Лимонная кислота поступает из емкости 16, оборудованной дози-
рующим устройством. Погоны дезодорации (в основном жирные кис-
лоты), предварительно охлажденные в блоке 9, циркулируют в систе-
ме конденсации паров при помощи насоса 10. Уровень их в сепараторе
8 контролируется. При его повышении часть погонов автоматически
выводится из системы циркуляции.
Механически увлеченные капельки жира частично улавливаются
в газоотводной трубе 6 дезодоратора 5 и сливаются в сборник 19, от-
куда периодически возвращаются в процесс. Охлаждающая вода с
конденсаторов пароэжекторного блока через барометрическую ко-
робку 12 насосом 20 подается после охлаждения на рециркуляцию.
211
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
11.2. СТРУКТУРА РАФИНАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА
ФИРМЫ «КРУПП»
Состав схем рафинации фирмы «Крупп» представлен в табл. 29.
Таблица 29
Состав комплексной схемы рафинации фирмы «Крупп»
Модуль Назначение модулей при работе по методу
химической рафинации физической рафинации
Гидратация Совмещенный процесс удаления фосфолипидов путем кислотной гидратации, свободных жирных кислот — щелочной рафинации, восков — низкотемпературной винтеризации Удаление фосфолипидов путем кислотной гидратации
Щелочная рафи- нация Не используется
Винтеризация Удаление восков низкотемпе- ратурной винтеризацией
Адсорбционная рафинация (отбеливание) Удаление пигментов, остатков негидратируемых фосфолипидов и мыла, катионов металлов Удаление пигментов, остатков фосфатидов, кислоты и, воз- можно, катионов металлов
Дезодорация Удаление одорирующих веществ и продуктов окисления Удаление свободных жирных кислот, одорирующих веществ и продуктов окисления
Фирма «Крупп» предлагает защищенный патентом способ UF-
рафинацию — универсальный и эффективный для рафинации рас-
тительных масел (подсолнечного, соевого, рапсового, кукурузно-
го). UF-рафинация обеспечивает остаточное содержание фосфора
в пределах 3-5 мг/кг. Основа способа заключается в обработке
масла фосфорной или лимонной кислотой при температуре 50
60°С, охлаждение полученной смеси до 8 10°С. В качестве флоку-
лянта перед охлаждением в смесь добавляется раствор щелочи в
количестве необходимом для нейтрализации введенной кислоты.
Способ включает экспозицию охлажденной смеси, разделение ее
на сепараторе, промывку масла с отделением промывной воды так-
же на сепараторе. Это так называемая рафинация и мокрая винте-
ризация восков. UF-рафинация предусматривает кислотную гид-
ратацию, винтеризацию, а при необходимости и нейтрализацию в
едином процессе.
212
11.2. Структура рафинационного комплекса фирмы «Крупп*
11.2.1. Кислотная гидратация, совмещенная
с низкотемпературной винтеризацией
Нерафинированное масло из емкости 1 (рис. 69) насосом 2 через
фильтр 3, отделяющий механические включения, поступает в тепло-
обменник 4, где подогревается паром до температуры 40 60°С в зави-
симости от применяемой технологии. В поток масла из емкости 5 на-
сосом-дозатором подается концентрированная фосфорная кислота.
Масло и фосфорная кислота поступают в смеситель 6, откуда направ-
ляются в экспозитор 7. Время выдержки — 15-30 мин. Затем смесь
насосом 8 подается в рекуперационный теплообменник 9, где охлаж-
дается исходным маслом, и охладитель 10. После охлаждения смеси в
статический смеситель 13 из емкости 12 насосом-дозатором подается
раствор щелочи в количестве необходимом для нейтрализации не
прореагировавшей кислоты. Реакционная смесь направляется в экс-
позитор 14, где при слабом перемешивании находится 2 ч. Откуда она
насосом 16 последовательно направляется в кристаллизаторы 17, 18,
где выдерживается при охлаждении хладагентом, подаваемым насо-
сом 31. Хладагент — раствор глицерина — циркулирует в системе,
включающей емкость хладагента 32, насос 30, фреоновый холодиль-
ник 29.
Время выдержки в кристаллизаторах составляет 10-12 ч, конеч-
ная температура охлаждения — 8°С. Медленное и длительное охлаж-
дение позволяет сформировать крупные кристаллы восковых ве-
ществ. Из кристаллизатора 18 насосом 19 смесь через теплообменник
20, где она подогревается до температуры 15° С, поступает на сепара-
тор 21.
Винтеризованное масло в теплообменнике 24 нагревается до тем-
пературы 75 85°С, в смесителе 25 оно смешивается с промывной во-
дой и поступает в сепаратор 26. Промытое масло идет на дальнейшую
переработку(отбелку).
Фосфатидно-восковой осадок с сепаратора 21 поступает в ем-
кость 22, откуда насосом 23 перекачивается в хранилище или на пере-
работку, а промывная вода — в емкость 27, откуда насосом 28 направ-
ляется в цеховую жироловушку.
Если переработке подвергаются масла с незначительным количе-
ством восков, то масло из экспозитора 14 подается в теплообменник
20, где нагревается до температуры 60 80°С, т. е. минует режим вымо-
213
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
Пар_______
Конденсат
Холодная вода
О
S
&
214
11.2. Структура рафинационного комплекса фирмы «Крупп.
раживания. Дальнейшая обработка и разделение смесей происходит
аналогично описанным выше.
Приведенная схема может также действовать в режиме щелочной
рафинации. В этом случае в смеситель 13 подается раствор щелочи
(80—120 л) в количестве необходимом для нейтрализации как кисло-
ты, так и свободных жирных кислот. После выдержки в экспозиторе
14, смесь насосом 15 (при необходимости винтеризации) перекачива-
ется на охлаждение в кристаллизаторы 17, 18, а затем через теплооб-
менник 20, где она нагревается до температуры 80 85°С, подается на
сепаратор 21. Дальнейшая обработка осуществляется по описанной
выше схеме.
11.2.2. Схема адсорбционной очистки
Масло после UF-рафинации поступает в промежуточную емкость
35 (рис. 70), откуда непрерывно подается в смеситель 37, в который из
бункера 39 шнеком 40 дозируется отбельная земля. Ее количество в за-
висимости от качества исходного масла составляет 0,3-1,0%. Суспен-
зия масло-адсорбент насосом 42 подается в отбельный аппарат 43 и
распыляется в верхней части аппарата, в результате чего происходит
деаэрация и сушка масла. Суспензия масло-адсорбент непрерывно
циркулирует через теплообменник 45 и распыляется через дополни-
тельные форсунки в верхней части отбельного аппарата. Эта циркуля-
ция позволяет обеспечить высокий контакт масло — отбельная земля,
регулировать температуру ведения процесса адсорбционной очистки в
зависимости от вида и качества исходного масла. В непрерывном режи-
ме суспензия насосом 46 подается на один из двух вертикальных филь-
тров 47. Суспензия поднимается снизу вверх, заполняя корпус фильт-
ра. Об окончании заполнения судят по наличию масла на линии пере-
лива. Появление прозрачного масла указывает на начало выхода филь-
; трата. Фильтровальный слой наносят путем циркуляции подаваемой
суспензии из отбельного аппарата 43. При этом мутное масло возвра-
щается в аппарат 43. Фильтрованное масло поступает в емкость 48, от-
куда насосом 40 через полировочные фильтры 50 направляется на дезо-
дорацию. Вертикальные фильтры работают попеременно. Один функ-
ционирует, другой находится в режиме чистки.
При чистке фильтра необходимо предварительно слить масло либо
из одного в другой, либо в отбельный аппарат 43. После окончания сли-
215
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
В атмосферу
38
39
Гидратиро-
ванное вымо-
роженное
масло
В атмос-
Отбельная ФеРУ
земля
Пар_________
ф Конденсат
ф Холодная вода
48
47
37
42 45
35 36
“73------
Гиоратиро-
ванное вымо-
роженное
отбеленное
масло
41
43
и й
Рис. 70. Технологическая схема адсорбционной очистки фирмы «Крупп»:
35 — емкость гидратированного (рафинированного) масла; 36,42, 44, 46, 49 — насосы; 37 — смеси-
тель; 38 — загрузочное устройство отбельной земли; 39 — бункер отбельной земли; 40 — шнек-
дозатор отбельной земли; 41 — вентилятор; 43 — отбельный аппарат; 45 — греющий теплообмен-
ник; 47 — фильтр; 48 — буферная емкость отбеленного масла; 50 — полировочный фильтр; 51 —
емкость возврата масла; 52 — сепаратор парогазовой смеси; 53 — вакуум-насос
ва масла начинают продувку паром фильтрационного осадка. Продув-
ку осуществляют до прекращения выделения масла в сливном канале.
Паромасляная смесь поступает в емкость 51. Отделение масла из
пароводяной смеси происходит в сепараторе 52. Масло возвращается
в верхнюю часть отбельного аппарата.
Затем осадок продувают сжатым воздухом. После окончания про-
дувки обезжиренный осадок с фильтровальных пластин сбрасывается
при помощи вибраторов через нижний люк и собирается в бункере
отработанной отбельной земли, откуда направляется в хранилище.
11.2.3. Схема дезодорации
Рафинированное отбеленное масло из емкости 54 (рис. 71) насо-
сом 55 через полировочный фильтр 56 поступает в деаэратор 57. Тем-
216
11.2. Структура рафинационного комплекса фирмы «Крупп»
Рис. 71. Технологическая схема дезодорации фирмы «Крупп»:
54 — емкость рафинированного отбеленного масла; 55, 58, 62, 65 — насосы: 56, 64 — полировочные фильтры; 57 — деаэратор; 59 — греющий
теплообменник; 60 — дезодоратор; 61 — скруббер; 63, 66 — охлаждающие теплообменники; 67 — генератор пара высокого давления; 68 —
ПЭВН; 69 — емкость приготовления и насос-дозатор раствора лимонной кислоты; 70 — пусковой эжектор.
217
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
пература деаэрации — 100°С. Деаэрированное масло насосом 58 через
рекуперационные змеевики нижней части дезодоратора подается на
верхнюю тарелку дезодоратора 60 (окончательный подогреватель).
В период пуска установки дополнительно используется теплообмен-
ник 59, где масло нагревается паром. Окончательный нагрев масла
осуществляется паром высокого давления, вырабатываемого в генера-
торе 67, и поступающего в змеевики верхней тарелки дезодоратора.
Дезодоратор 60 фирмы «Крупп» представляет собой вертикаль-
ную цилиндрическую колонну с несколькими тарелками (высота
слоя масла на тарелке 350-400 мм), по которым при барботаже сверху
вниз стекает масло.
Дезодорация осуществляется при температуре 240 250°С. При
барботаже острым паром на тарелках масло сливается из одной тарел-
ки в другую. На нижней тарелке происходит охлаждение дезодориро-
ванного масла за счет теплообмена с деаэрированным маслом, посту-
пающим на верхнюю тарелку дезодоратора. В дезодорированное мас-
ло при температуре 120 140°С на нижней тарелке насосом-дозатором
из емкости приготовления и дозирования 69 вводится раствор лимон-
ной кислоты. Дезодорированное масло насосом 62 подается в оконча-
тельный охладитель 63, откуда через полировочный фильтр 64 — в ем-
кости хранения.
Отвод парогазовой смеси осуществляется противотоком масла
через скруббер 61 с насадкой. Здесь происходит конденсация жиро-
вых погонов орошающим маслом. Степень улавливания погонов вы-
сока и составляет 95-98%.
Капли увлеченного масла, осажденные из парогазовой смеси, со-
бираются в приемнике нижней части отводящей трубы и по мере на-
копления возвращается в деаэрированное масло.
Вакуум (2-3 мм рт. ст.) в системе создается четырехступенчатым
вакуум-насосом 68. При запуске для создания вакуума используется
дополнительный эжектор 70.
11.3. СТРУКТУРА РАФИНАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА
ФИРМЫ «АЛЬФА ЛАВАЛЬ»
Состав схем рафинации фирмы «Альфа Лаваль» представлен в
табл. 30.
218
11.3. Структура рафинационного комплекса фирмы «Альфа Лаваль»
Таблица 30
Состав комплексной схемы рафинации фирмы «Альфа Лаваль»
Модуль Назначение модулей при работе по методу
химической рафинации физической рафинации
Гидратация Совмещенный процесс удаления фосфолипидов и свободных жир- ных кислот путем кислотной гидратации и щелочной рафина- ции; удаление восковых веществ низкотемпературной промывкой Глубокая кислотная гидратация
Щелочная рафинация Не используется
Винтеризация Удаление восковых веществ низкотемпературной промывке
Адсорбционная рафинация (отбеливание) Удаление пигментов, остатков не- гидратируемых фосфолипидов и мыла, а также катионов металлов Удаление пигментов, остатков фосфатидов, кислоты и, воз- можно, катионов металлов
Дезодорация Удаление одорирующих веществ и продуктов окисления
Фирма «Альфа Лаваль» предлагает различные технологические
линии:
♦ нейтрализации — «Комби Микс», «Лонг Микс», «Мульти
Микс» и «Комби Вэкс»;
♦ отбеливания — сухое, мокрое, двухступенчатое;
♦ дезодорации.
Ниже будут рассмотрены одни из последних разработок фирмы.
11.3.1. Схема щелочной рафинации и низкотемпературной
гидратации (метод «Комби Вэкс» — мокрая винтеризация)
Сырое масло закачивается через фильтр 1 (рис. 72) насосом 2,
проходит рекуперационный теплообменник 3, где нагревается за
счет теплообмена с нейтрализованным маслом, теплообменник 4,
где нагревается паром до температуры 70 80°С, и поступает в смеси-
тель 5. В смеситель 5 из емкости 19 насосом-дозатором 20 подается
1-2 кг/т (в зависимости от содержания фосфатидов) фосфорной
кислоты. Далее суспензия масло-фосфорная кислота поступает в
смесители б и 7, куда из емкости 21 насосом-дозатором 22 подается
раствор щелочи, согласно расчета (0,2 кг NaOH на нейтрализацию
СЖК и 0,7 кг NaOH на нейтрализацию 1 кг введенной фосфорной
кислоты). Нейтрализованная эмульсия поступает на сепаратор 8 для
отделения фофатидно-мыльного осадка (соапстока). Он поступает в
219
Пар 14 15
220
11.3. Структура рафинационного комплекса фирмы «Альфа Лаваль.
промежуточную емкость 17, откуда насосом 18 направляется в емко-
сти хранения.
Нейтрализованное масло насосом 9 закачивается в смеситель 10,
куда подается горячая технологическая вода для промывки масла и
при необходимости небольшое количество раствора щелочи в каче-
стве флокулянта. Далее масло через рекуперационный теплообмен-
ник 3 и охладители 27, 28 поступает последовательно в первый 29, а
затем во второй 30 экспозитор-кристаллизатор, где охлаждается хла-
дагентом до температуры 6 8°С. Для формирования кристаллов вос-
ковых веществ в экспозиторы 29 и 30 из емкости 23 насосом-дозато-
ром 25 подается раствор электролита. Время выдержки в экспозито-
рах составляет 8 10 ч. Масло из экспозитора 30 насосом 3/ через теп-
лообменник 32 (здесь оно нагревается до температуры 15°С паром
или горячей водой) подается на сепаратор 11. Отделенный водно-вос-
ковой осадок направляется в емкость 17. Промытое масло насосом 12
через теплообменник 13, где оно нагревается до температуры 85 90°С
направляется в смеситель 14 и смешивается с горячей водой. Далее
масло поступает на сепаратор 15. Отделенная на сепараторе 15 про-
мывная вода идет в жироловушку, а нейтрализованное промытое мас-
ло — на отбелку.
| Полученное винтеризованное масло выдерживает тест 24 ч при
температуре 0°С.
I 11.3.2. Схема кислотной гидратации и винтеризации
| при низкотемпературной промывке
Данная технологическая схема предполагает подготовку масла к
физической рафинации (дистилляции) и отличается от описанной
выше схемы тем, что после обработки масла фосфорной кислотой в
смесителе 5 (см. рис. 72) в смесители б и 7 подается раствор щелочи в
количестве необходимым только для нейтрализации фосфорной кис-
лоты (0,7 кг NaOH на 1 кг введенной фосфорной кислоты). После раз-
деления суспензии на сепараторе 8 гидратированное масло обрабаты-
вается, как указано выше.
Описанные технологические схемы рафинации применяют для
кукурузного и подсолнечного масла. Если рафинации подвергают
Другие масла, то из схемы могут быть исключены аппараты и комму-
никации, обеспечивающие проведение винтеризации.
221
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
В последних предложениях фирмы «Альфа Лаваль» для обеспе-
чения теста на винтеризованное масло до 72 ч при 0°С рекомендуется
установить после мокрой винтеризации (низкотемпературной гидра-
тации) дополнительный кристаллизатор и полировочные фильтры.
11.3.3. Схема мокрой адсорбционной очистки
(отбеливания)
Гидратированное рафинированное винтеризованное промытое
невысушенное масло через теплообменники 1 (рис. 73) и 2, где оно
нагревается отбеленным маслом и паром до температуры 85 90°С,
поступает в основной отбельный аппарат 5. В отбельный аппарат
ниже распылительных сопел из загрузочного бункера при помощи до-
затора подается расчетное количество отбельной земли (0,3-1,0% в
зависимости от вида и качества перерабатываемого сырья). Распыле-
ние масла в объеме аппарата предотвращает попадание адсорбента в
вакуумную систему. Отбельный аппарат 5 снабжен мешалкой для
обеспечения наилучшего контакта масла с адсорбентом. Из отбельно-
го аппарата суспензия масло-отбельная земля направляется насосом
7 в сушильный аппарат 6, где завершается процесс сушки и отбелива-
ния, а затем насосом 8 на фильтр 9. Нанесение фильтровального слоя
проводится путем циркуляции подаваемой суспензии из аппарата 6.
При этом мутное масло возвращается в аппарат 6, или направляется в
емкость 13. Фильтрованное масло через полировочные фильтры 11
направляется на дезодорацию. Вертикальные фильтры работают по-
переменно. Один работает, другой находится в режиме очистки.
При очистке фильтра необходимо предварительно слить масло
либо из одного фильтра в другой, либо в сушильный аппарат 6. Оса-
док продувают паром. Паромасляная смесь разделяется в циклоне 12.
Затем осадок продувают сжатым воздухом. После окончания про-
дувки обезжиренный осадок с фильтровальных пластин сбрасывается
при помощи вибраторов через нижний люк и собирается в бункере
отработанной отбельной земли, откуда направляется в хранилище.
11.3.4. Схема дезодорации «Софт Колумн»
Дезодоратор «Софт Колумн» фирмы «Альфа Лаваль» представ-
ляет собой вертикальную колонну 7 (рис. 74), разделенную на три
222
113. Структура рафинационного комплекса фирмы «Альфа Лаваль
К вакуумной системе
Рис. 73. Технологическая схема мокрой адсорбционной очистки (отбелки) фирмы «Альфа Лаваль»:
1 — рекуперационный теплообменник; 2 — греющий теплообменник; 3 — бункер отбельной земли; 4 — загрузочное устройство отбельной
земли и шнек-дозатор отбельной земли; 5 - отбельный аппарат; 6 — сушильный аппарат; 7,8,10,14,16 - насосы; 9 — фильтр; 11 — полиро-
вочный фильтр; 12 — сепаратор парогазовой смеси; 13 — емкость для мутного масла; 15 — емкость сборного масла
t
223
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
Рнс. 74. Технологическая схема дезодорации «Софт Колумн» фирмы
«Альфа Лаваль»:
1 — деаэратор; 2, 8, 11,16 — насосы; 3 — греющий теплообменник; 4 — рекуперационный теплооб-
менник; 5 — окончательный подогреватель; 6 — генератор пара высокого давления; 7 — дезодора-
тор; 7а — скруббер; 76 — насадочная часть дезодоратора; 7в — барботажные тарелки; 9, 17 — охлаж-
дающие теплообменники; 10 — полировочный фильтр; 12 — емкость приготовления раствора ли-
монной кислоты; 13 — насос-дозатор; 14 — сборник уноса нейтрального масла; 15 — емкость оро-
шающего масла; 18 — ПЭВН; 19 — барометрический колодец
функциональные зоны. Средняя зона насадочная 76 заполнена струк-
турированной набивкой, по которой масло стекает тонким слоем на
барботажные тарелки (нижняя зона 7в). Острый пар с барботажных
тарелок, проднимаясь вверх в противотоке, контактирует с маслом.
В тонком слое обеспечивается эффективная дистилляция одорирую-
щих веществ и жирных кислот. Набивка со специальной структурой
практически не оказывает сопротивления. Отработанный острый пар,
попадая в зону скруббера 7а в верхней части колонны, конденсирует-
ся благодаря орошению циркулирующим маслом (жирными кислота-
ми) при температуре 60°С.
Другой особенностью установки является выносной окончатель-
ный нагреватель 5 и рекуперационный теплообменник 4, работающие
под вакуумом и при подаче острого пара.
224
11.3. Структура рафинационного комплекса фирмы «Альфа Лаваль»
Рафинированное отбеленное масло поступает в деаэратор 1, где
в капельном состоянии освобождается от остаточной влаги и возду-
ха. Насосом 2 деаэрированное масло направляется в паровой нагре-
ватель 3 (пусковой) и рекуперационный теплообменник 4, где нагре-
вается до температуры 200°С за счет теплообмена с дезодорирован-
ным маслом при барботаже острым паром, что значительно увеличи-
вает эффект теплообмена. Нагретое мало идет далее в окончатель-
ный нагреватель 5, где нагрев осуществляется паром высокого дав-
ления (8,0 МПа), вырабатываемым парогенератором 6. Нагрев про-
изводится под вакуумом и при барботаже острым паром. Нагретое
до 230 260°С масло поступает в секцию 76 дезодоратора 7, равно-
мерно распределяясь по набивке, стекает под силами гравитации
вниз тонким слоем и в противотоке взаимодействует с острым па-
ром, поступающим из нижней части дезодоратора 7в. Масло после-
довательно перемещается по тарелкам без перегородок, барботиру-
ясь острым паром. После выхода из дезодоратора масло поступает в
рекуперационный теплообменник 4, куда из емкости 12 насосом-до-
затором 13 подается раствор лимонной кислоты. Из теплообменни-
ка 4 насосом 8 оно направляется на окончательное охлаждение в теп-
лообменник 9. Далее масло через полировочные фильтры насыщает-
ся азотом и идет в хранилище.
Парогазовая смесь из зоны барботажных тарелок 7в отводится по
наружному газоходу, расположенному в верхней части этой зоны. От-
сюда пары попадают в насадочную зону 76. Увлеченное нейтральное
масло сливается по стенкам газоотводящей трубы в емкость 14 и воз-
вращается в технологический процесс. Конденсация паров осуществ-
ляется орошением циркулирующим маслом в скруббере 7а, который в
зависимости от конкретных условий может размещаться и вне колон-
ны. Орошающее масло (жирные кислоты) циркулирует в системе,
включающей насос 16, теплообменник 17, скруббер 7а, емкость оро-
шающего масла 15.
Вакуум в системе создается ПЭВН 18, барометрическая вода по-
ступает в барометрический колодец 19, откуда направляется в замк-
нутую систему охлаждающего контура.
Дезодорационные установки «Софт Колумн» экономичны, обес-
печивают высокое качество конечного продукта — дезодорированного
масла. Расход острого пара составляет до 7 кг/т, время дезодорации —
до 60 мин.
8 Зак. 3461
225
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
11.4. КОМПЛЕКСНАЯ ЛИНИЯ РАФИНАЦИИ КУБГТУ
В основу разработки кафедры технологии жиров, товароведения
и экспертизы товаров КубГТУ положен так называемый «холодный»
способ рафинации масел. Эта технология получения рафинирован-
ных подсолнечных масел с пониженным содержанием восковых ве-
ществ отличается следующими основными преимуществами:
♦ обеспечивает высокий выход качественного рафинированного
масла;
♦ позволяет существенно экономить энергоресурсы (рабочая тем-
пература не превышает 25°С, отсутствуют энергозатраты на сушку);
♦ не требуется стадия промывки, следовательно, снижается про-
блема очистки большого объема зажиренных промывных вод.
Особо следует отметить, что разработанная технология обеспечи-
вает минимальный уровень сопутствующих липидов, остающихся в
масле. Это при последующем проведении дезодорации позволяет дос-
тичь высоких органолептических показателей дезодорированного
масла, сводя к минимуму риск реверсии вкуса и запаха.
Нерафинированное (гидратированное) подсолнечное масло насо-
сом 1 (рис. 75) через ротаметр 3 и теплообменник 2, где оно нагревает-
ся или охлаждается до температуры 20°С, поступает в ножевой смеси-
тель 4. Сюда же из емкости приготовления 9 насосом-дозатором 8 по-
дается раствор хлорида натрия для снижения эмульгирования. Полу-
ченная смесь далее направляется в коагулятор-экспозитор 10. Затем
она поступает в электромагнитный активатор (ЭМА) 11, куда из ем-
кости 15 насосом-дозатором 14 подается раствор лимонной кислоты
заданной концентрации. В ЭМА происходит смешение системы мас-
ло-фосфолипидные хлопья с раствором лимонной кислоты и элект-
ромагнитная активация системы. При этом достигается тонкое дис-
пергирование раствора лимонной кислоты в системе и одновремен-
ная гидратация негидратируемых фосфолипидов.
Смесь масла с раствором лимонной кислоты поступает в ножевой
смеситель 17, куда из емкости 21 насосом-дозатором 20 подается ра-
створ силиката натрия в количестве, необходимом для нейтрализа-
ции введенной лимонной кислоты. В смесителе происходит контак-
тирование лимонной кислоты, диспергированной в масле, с силика-
том натрия с образованием развитой адсорбционной поверхности
геля кремниевой кислоты. Полученная система поступает в коагуля-
226
11.4. Комплексная линия рафинации КубГТУ
227
11. Комплексная схема рафинации масел и жиров
тор-экспозитор 22, где происходит адсорбция до 90% восковых ве-
ществ, присутствующих в подсолнечном масле, а также некоагулиро-
вавшихся фосфолипидов и других сопутствующих липидов на разви-
той поверхности геля. Данный процесс сопровождается коагуляцией
частичек геля, в результате чего формируются частицы фосфолипид-
но-гелевоскового осадка.
После экспозитора-коагулятора 22 смесь идет в лопастной смеси-
тель 23, где обрабатывается нейтрализующим агентом (силикатом на-
трия), подаваемым из емкости 27 насосом-дозатором 26. Нейтрализо-
ванная система поступает в экспозитор-коагулятор 28, где заверша-
ются процессы нейтрализации, формируется фосфолипидно-гелевос-
ковой соапсток.
Далее система поступает на разделение в статический сепаратор
29 (тонкослойный отстойник). Отделенное масло непрерывно отво-
дится в промежуточную емкость 30, откуда насосом 31 подается на
фильтрацию, после чего направляется на дальнейшую переработку
(отбелку, дезодорацию).
Фосфолипидно-гелевосковой соапсток непрерывно или периоди-
чески отводится в емкость 32 и насосом 33 направляется на реализацию.
При использовании метода физической рафинации масло из экс-
позитора коагулятора 22 передается в экспозитор-коагулятор 28 и да-
лее в статический сепаратор 29. Кислотно гидратированное винтери-
зованнное масло без промывки и сушки поступает на отбелку и дис-
тилляцию.
Линия отбелки и дезодорации (дистилляции) комплектуется
либо отечественным, либо импортным оборудованием соответствую-
щей производительности.
Технологическая линия холодной рафинации поставляется мощ-
ностью от 20 до 200 т/сут.
Зарубежные и отечественные фирмы поставляют рафинационное
оборудование с учетом заказа покупателя и имеют возможность ком-
плектовать линии согласно пожеланиям потребителя. Модификации
технических линий могут быть самые разнообразные.
12. ПРЕДОХРАНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
И ЖИРОВ ОТ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ПОРЧИ
В результате контактирования растительных масел и жиров с
кислородом воздуха происходит их окисление и полимеризация. Рас-
тительные масла, подвергшиеся окислению, имеют неприятный запах
и вкус. Большая часть продуктов окисления отрицательно влияет на
организм человека.
Окисление растительных масел происходит как в процессе полу-
чения, так и в ходе их переработки и хранения.
Наилучшим средством защиты растительных масел от окисления
является переработка, хранение и фасовка в атмосфере инертного
газа. Применение инертных газов позволяет стабилизировать каче-
ство выпускаемой продукции, увеличить сроки ее хранения.
В соответствии с Санитарными правилами для предприятий по
производству растительных масел, утвержденными Министерством
здравоохранения РФ (№ 1197-74 от 18.02.74) и Руководством по пре-
дотвращению окисления масла (ВНИИЖ, 1997) растительные масла
рекомендуется хранить и фасовать в атмосфере инертного газа.
В качестве инертного газа можно использовать азот или углекис-
лый газ. Сегодня ведутся исследования возможности хранения расти-
тельных масел в целях предотвращения окислительной порчи в регу-
лируемой газовой среде, представляющей собой высококачественные
экологически безвредные продукты сгорания природного или сжи-
женного газа.
К инертным газам, применяемым для предотвращения окисли-
тельной порчи растительных масел и жиров, предъявляются высокие
требования (см. приложение 8). Так, в газах не допускается содержа-
ние минеральных масел и низкомолекулярных углеводородов. Следы
минеральных масел при пропадании в растительные масла резко
ухудшают их органолептические показатели. Присутствие низкомо-
229
12. Предохранение растительных масел и жиров от окислительной порчи
лекулярных углеводородов провоцирует окислительные процессы,
что приводит к образованию продуктов окисления, ускоряет процес-
сы сополимеризации жирных кислот.
Ниже приведены основные мероприятия по снижению окисли-
тельной порчи масел в процессе их переработки, фасовки и хранения.
1. При закладке свежевыработанного сырого масла на длитель-
ное хранение его отстаивают в емкости, откуда перекачивают с осадка
в чистый бак длительного хранения, заполненный азотом.
2. Рекомендуется использовать деаэрированную и дехлориро-
ванную технологическую воду.
3. Острый пар должен быть освобожден от воздуха и получатся
из деаэрированной воды.
4. Необходимо минимизировать длительность обработок, про-
межуточного хранения и транспортирования масла.
5. Исключить контакт горячего масла с кислородом за счет по-
ступления деаэрированного пара, устранения неплотностей запорной
арматуры и оборудования.
6. Охлаждать масло до момента контакта с воздухом.
7. Трубопроводы после каждой перекачки масла необходимо за-
полнять инертным газом.
8. Использовать инертный газ при фасовке масла.
9. Масла в период хранения между технологическими стадиями,
а также готовая продукция (гидратированное, рафинированное, отбе-
ленное, гидратированное рафинированное отбеленное дезодориро-
ванное масло) должны быть деаэрированы, насыщены азотом и содер-
жаться в атмосфере азота.
Главная задача на всех этапах технологического процесса — сведе-
ние к минимуму контакта масла с кислородом воздуха. Для каждого
предприятия должны быть приняты и реализованы мероприятия с
учетом конкретных условий производства.
В рекомендуемых для поставки технологических схемах дезодо-
рации предусмотрено насыщение масла по выходу из дезодоратора
азотом. Состояние насыщения ограничивает контакт масла с кисло-
родом воздуха и проникновение последнего в толщу масла.
13. НОРМИРОВАНИЕ ОТХОДОВ И ПОТЕРЬ
МАСЕЛ И ЖИРОВ ПРИ РАФИНАЦИИ
Нормирование отходов и потерь масел и жиров в производстве
продукции имеет огромное значение, так как в значительной степе-
ни влияет на себестоимость готовых изделий. Нормы рассчитаны на
типовое оборудование, типовые технологические схемы и режимы
работы.
13.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ И ПОТЕРЬ МАСЕЛ
И ЖИРОВ
Основные виды сырья, подлежащие нормированию в рафинаци-
онных цехах, — масла и жиры. К вспомогательным материалам отно-
сятся щелочь, лимонная кислота, отбельная глина, фильтровальный
порошок и т. п. Нормы расхода сырья устанавливают на единицу кон-
кретной продукции — в кг на 1 т рафинированного жира.
Технологические потери и отходы обусловлены процессом
производства и непосредственно зависят от него. Организацион-
ные потери и отходы не зависят от технологического процесса, они
связаны с недоиспользованием возвратных отходов, с убылью сы-
рья при транспортировке и хранении сверх норм естественной
убыли и т. д. В нормы расхода сырья не включают брак продукции,
потери и отходы, вызванные отступлениями от технологических
режимов, сверхнормативную естественную убыль, а также потери
и отходы, обусловленные неисправностью технологического обо-
рудования.
В рафинационном цехе отходом является та часть сырья, которая
не возвращается для использования в производственном процессе.
К потерям относятся жиры на салфетках фильтр-прессов, потери в ре-
231
13. Нормирование отходов и потерь масел и жиров при рафинации
зультате розлива и прилипания жиров к аппаратуре, к полу, остаток
жира в сточных водах, в отбельной глине, фильтровальном порошке, в
погонах при высушивании и дезодорации и др.
13.2. НОРМАТИВЫ ОТХОДОВ И ПОТЕРЬ
Отходы при рафинации зависят от вида, качества и назначения
жиров и масел, режимов процесса и методов рафинации. В табл. 31 и
32 приведены основные нормы отходов и потерь жиров при рафина-
ции, рекомендованные в настоящее время.
Таблица 31
Нормативы отходов и потерь при безщелочной рафинации
масел н жиров
Стадия рафинации Количество, % от массы нерафини- рованного масла, не более
отходов | потерь
Кислотная гидратация 2 Ф 0,1
Высушивание — 0,05
Отбеливание, фильтрация 0,45 А 0,05 А
Дистилляция при кислотном числе:
до 1,5 мг КОН/г 1,6 X 0,05
более 1,5 мг КОН/г 1,4 X 0,05
В зарубежной практике для расчета отходов и потерь применяют
так называемые потери по Вессону. Они включают в себя содержащи-
еся в масле свободные жирные кислоты и примеси, не растворимые в
петролейном эфире (см. приложение?):
w-x+n,
где W — потери по Вессону, %; X — содержание свободных жирных
кислот (СЖК) в масле, поступившем на нейтрализацию, %; П — со-
держание примесей и сопутствующих веществ в масле, поступившем
на нейтрализацию, %.
232
I
13.2. Нормативы отходов и потерь
Таблица 32 Нормативы отходов и потерь при щелочной рафинации масел и жиров
Стадия рафинации Способ рафинации Количество, % от массы нера- финированного масла, не более
отходов потерь
Гидратация светлых С применением сепараторов 1,7 Ф -
масел (подсолнечно- го, соевого, арахисо- вого, кукурузного) С применением отстойников 2 Ф -
Нейтрализация пище- вого саломаса и масел Периодический 1,5 X 0,1
Нейтрализация масел На линиях с сепараторами (1,4-1,5) X 0,1
и пищевого саломаса В мыльно-щелочной среде 1,25 X 0,1
Промывка - 0,2 0,2
Высушивание - - 0,05
Отбеливание, На рамных фильтрах 0,45 А 0,05 А
фильтрация Дезодорация: На механизированных фильтрах 0,2 А 0,05 А
кокосовое масло Периодический 0,05 0,3
прочие жиры Непрерывный 0,3 0,1
и масла Периодический 0,15 0,05
Примечание: Ф — количество фосфатидов, выведенных из масла при гидратации, % то массы
масла; X — содержание свободных жирных кислот в масле, поступившем на нейтрализацию, %;
А — количество отбельной земли, % массы масла.
Потери при нейтрализации масел и жиров с содержанием СЖК
до 4% составляют 0,8 + 1,21V, с содержанием СЖК более 4 % — 1,4 IV;
при физической рафинации — (1,05 ч- 1,1) IV.
14. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИСХОДНОГО
СЫРЬЯ, ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
И ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА
На предприятиях контроль за качеством исходного сырья, гото-
вой продукции, вспомогательных материалов осуществляется цехо-
выми и заводскими лабораториями. В табл. 33 на примере подсолнеч-
ного масла представлены карты аналитического контроля исходного
сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов и произ-
водственного контроля технологического процесса производства ра-
финированного дезодорированного растительного масла на установ-
ке периодического действия; в табл. 34 — технологического процесса
производства рафинированного дезодорированного растительного
масла на установке непрерывного действия.
Таблица 33
Карта аналитического контроля материалов и производственного
контроля процесса производства рафинированного дезодорированного
растительного масла на установке периодического действия
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Аналитический контроль качества исходного сырья, готовой продукции, основных
и вспомогательных материалов
' Масло при Кислотное число В каждой Не более ГОСТ 5476
поступлении новой партии 6,0 мг КОН/г
на нейтрали массовая доля влаги зацию и летучих веществ То же Не более 0,3 % ГОСТ 11812
Цветное число » » Не более 35 мг йода ГОСТ 5477
Перекисное число » ». Не более 10 ммоль '/2О/кг ГОСТ 26593
234
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 33
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Массовая доля фосфорсодержащих веществ в пересчете на стеароолеолецитин » » Не более 0,8 % ГОСТ 7824
Умягченная Жесткость По мере необ- Не более ГОСТ 4151
вода или ХОДИМОСТИ 1,8 мг экв/г
конденсат Щелочность То же Не более 0,4 мг-экв/г ГОСТ 4151
Рабочий Концентрация При приго- 80-180 г/л Руководство
раствор товлении по методам
щелочи из каждой но- исследова-
емкости вой партии ния, техно-
раствора логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой
продукции, Том 3
Масло после Кислотное число Каждая новая Не более ГОСТ 5480
нейтрал иза- партия масла 0,5 мг КОН/г
ции Содержание мыла То же Не более 0,2 % ГОСТ 5476
Масло после Содержание мыла После про- Не более 0,02 % ГОСТ 5480
промывки мывки каж-
дой партии
масла
Содержание влаги То же Не более 0,2 % ГОСТ 11812
Щелочность воды » » Качественно
Нейтрализо- Содержание мыла В каждой Отсутствие ГОСТ 5480
ванное, партии (качественная
промытое, проба)
высушенное, отбеленное и Кислотное число То же Не более ГОСТ 5476
фильтрован- 0,5 мг КОН/г
ное масло в Содержание влаги и » » Не более 0,1 % ГОСТ 11812
процессе фильтрации летучих веществ ГОСТ 5477
и в емкости Цветное число » » Не более 12 мг
масла йода
235
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 33
Наименование стадии и место отбора проб Контрол 11 ру ем ы й показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Дезодориро- Запах и вкус После 1,5 ч Без вкуса и Органолеп-
ванное масло в процессе дезодорации дезодорации, далее каждые полчаса запаха тически
Дезодориро- ванное масло Мыло В каждой новой партии Отсутствие (ка- чественная проба) ГОСТ 5480
Кислотное число То же Не более 0,6 мг КОН/г ГОСТ 5476
Массовая доля влаги и летучих веществ » » Не более 0,1 % ГОСТ 11812
Цветное число » » Не более 12 мг йода ГОСТ 5477
Перекисное число Массовая доля фосфоросодержащих веществ » » Нс более 10 ммоль '/2О/кг Отсутствие ГОСТ 26593 ГОСТ 7824
Соапсток из Общее содержание В средней 40-50 % Руководство
емкости жира пробе по методам исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, ТомЗ
Содержание связанного жира То же 60-70 % То,же
Содержание нейтрального жира » » 30-40 % » >>
Промывные воды из жи- роловушки Общее содержание жира В средне- сменной пробе Не более 3 % » >>
Отбельная земля Отбеливающая способность По мере необ- ходимости 70-85 % » >>
236
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 33
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Маслоемкость Содержание влаги То же » » 50-55 % 4-12 %
Раствор хлорида натрия Концентрация При приго- 20% товлении каждой но- вой партии раствора Подготовительные и вспомогательные операции >>
Емкость умягченной Температура После запол- нения 90 °C Термометр
воды или конденсата Верхний уровень То жё Коэффициент заполнения — 0,9 Регулятор уровня
Емкость приготовле- ния рабочего раствора щелочи Верхний уровень » >> Коэффициент заполнения — 0,7-0,8 То же
Емкость приготовле- ния раствора хлорида натрия Верхний уровень » ь Нейтрализация То же » >>
Нейтрализа- тор Температура масла Во время проведения процесса 50 °C Показываю- щий прибор по месту
Давление греющего пара То же Промывка 0,3 МПа То же
Нейтрализа- Температура масла » » 70-75 °C » »
тор Давление греющего пара » » Сушка 0,3 МПа >> >>
Сушильный Температура масла » » 90-95 °C >> >>
и отбельный аппарат Давление греющего пара » » 0,3 МПа » »
237
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 33
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Вакуум- насос Остаточное давление в аппарате Температура охлаждающей воды: » » 0,8 кПа » »
на входе » » Не выше 27 °C » »
на выходе » » Отбеливание Не выше 31 °C » »
Сушильный Температура масла » » 90-95 °C » »
и отбельный аппарат Давление греющего пара » » 0,3 МПа » »
Остаточное давление » » в аппарате Фильтрация 0,5 кПа » »
Фильтр- Температура масла » » 90-95 °C » »
пресс Давление на фильтр- » » прессе Дезодорация 0,3 МПа » »
Дезодоратор Температура масла » » 180-210 °C » »
Остаточное давление в аппарате » » 0,3 кПа » »
Уровень масла » » 50% » »
Охладитель Температура охлаж- дающей воды » » 15 °C » »
Температура воды на выходе из охладителя » » 65 °C » »
Остаточное давление в аппарате » » 0,3 кПа » » /
Фильтр де- зодорирован- ного масла Давление на фильтре » » До 270 кПа » »
Каплеулови- тель Температура орошающего масла » » 50 °C » »
Уровень масла » » До появления масла в смотро- вом стекле » »
238
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Окончание табл. 33
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Охладитель орошающего Температура орошающего масла:
масла перед охладителем » » 70 °C » »
после охладителя » » 65 °C » »
Температура воды на выходе из охладителя » » 28 °C » »
Сборник погонов Коэффициент заполнения » » 50% Визуально
Давление пара на коллекторе » » До 0,3 МПа Манометр
Разрежение Давление пара на эжекторах 1-5 ступеней » » Не менее 1,0 кПа »
Примечание. За аналитический контроль качества исходного сырья, готовой продукции, ос- новных и вспомогательных материалов отвечает лаборатория, за остальные стадии контроля — ап- паратчик.
Таблица 34
Карта аналитического контроля материалов и производственного
контроля процесса производства рафинированного дезодорированного
растительного масла на установке непрерывного действия
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Аналитический контроль качества сырья, готовой продукции, вспомогательных
материалов и жиросодержащих отходов
Раститель- Кислотное число В каждой Не более ГОСТ 5476
ное масло новой партии 5,0 мг КОН
при поступ- лении из железнодо- Массовая доля влаги и летучих веществ То же Не более 0, 3 % ГОСТ 11812
рожных цис- терн и авто- цистерн Массовая доля фосфоросодержащих веществ » » Не более 1,0 % в пересчете на стеа- роолеолецитин ГОСТ 7824
Цветное число » » Не более 25 мг йода ГОСТ 5477
Перекисное число » » Не более 10 ммоль ’/2О на кг ГОСТ 26593
239
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Температура вспышки » » Не более 225 °C ГОСТ9287
Массовая доля нежировых примесей » » Не более 0,1 % ГОСТ 5481
Массовая доля восковых веществ » » Не более 1500 мг/кг (0,15 %) Руководство по методам исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, Том VI
Раститель- ное масло Кислотное число » » Не более 5,0 мг КОН/г ГОСТ 5476
при поступ- лении в цех Массовая доля влаги и летучих веществ В среднесмен- ной пробе Не более 0, 3 % ГОСТ 11812
Массовая доля фос- форосодержащих веществ То же Не более 1,0 % в пересчете на сте- ароолеолецитин ГОСТ 7824
Цветное число » » Не более 15 мг йода ГОСТ 5477
Массовая доля восковых веществ » >> Не более 0,15 % Руководство по методам исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, Том VI
Конденсат или умягчен- Жесткость По мере необ- ходимости Не более 1,8 мг-экв/л ГОСТ 4151
ная вода Щелочность То же Не более 0,4 мг экв/л ГОСТ 4151
240
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемы й показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Раствор Концентрация При каждом 40-42 % Руководство
щелочи приготовле- (400-420 г/л); по методам
иии раствора 13-14 % (130-140 г/л); 1 % (10 г/л) исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, Том Ш
Раствор лимонной кислоты Концентрация То же 30% То же
Раствор фосфорной Концентрация В каждой новой партии 80-85 %; » »
КИСЛОТЫ При каждом приготовле- нии раствора 30% » »
Фильтро- вальный Скорость фильтрации В каждой повой партии » »
порошок Влажность То же » »
Отбельная Маслоемкость » >> 20-55 % » »
земля Отбеливающая способность >> » 70-85 % » »
Влажность » » 4-12 % » »
Масло после обработки фосфорной кислотой Кислотное число 3 раза в смену ГОСТ 5476
Масло после нейтрализа- Кислотное число То же Не более 0,1 мг КОН/г ГОСТ 5476
ции Массовая доля мыла >> » Не более 0,2 % ГОСТ 5480
Масло после промывки Кислотное число » » Не более 0,1 мг КОН/г ГОСТ 5476
Массовая доля мыла » » Не более 0,01 % ГОСТ 5480
Массовая доля влаги и летучих веществ » » Не более 0,2 % ГОСТ 11812
241
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Нейтрализо- Кислотное число В среднесмен- Не более ГОСТ 5476
ванное высу- шенное масло Массовая доля влаги ной пробе То же 0,1 мг КОН/г Не более ГОСТ 11812
Нейтрализо- и летучих веществ Кислотное число » » 0,1 % Не более ГОСТ 5476
ванное высушенное отбеленное Массовая доля влаги » » 0,1 мг КОН/г Не более 0,1 % ГОСТ 11812
масло и летучих веществ Массовая доля Отсутствие ГОСТ 7824
фосфоросодержащих веществ Цветное число » » Не более 7 мг ГОСТ 5477
Нейтрализо- Массовая доля йода Отсутствие Руководство
ванное восковых веществ (качественная по методам
высушенное отбеленное Бинаризо- ванное масло Соапсток Холодный тест Общее содержание » » » » проба) Не менее 72 ч 25-50 % исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, Том VI Руководство
жира Содержание связанного жира 60-70 % по методам исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, Том III
242
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Гидрата- Содержание нейтрального жира Общее содержание » » » ь 30-40 % То же
ционный осадок Промывные жира Содержание фосфоросодержащих веществ Содержание нейтрального жира Содержание общего » » * » Не более 3 % »
воды Отработан- жира Содержание общего » » Не более 20 % »
нал отбель- ная земля Отработан- жира Содержание общего » » Не более 60 % »
ный фильт- ровальный порошок Орошающее жира Массовая доля влаги Не более 0,1 % ГОСТ 11812
масло (жир- ные кисло- и летучих веществ Кислотное число » » Не менее ГОСТ 5476
ты) Нейтрализо- Кислотное число » » 50 мг КОН/г Не более ГОСТ 5476
ванное высу- шенное отбе- Массовая доля влаги » » 0,1 мг КОН/г Не более 0,1 % ГОСТ 11812
ленное вин- теризованное дезодориро- и летучих веществ Массовая доля фос- » » Отсутствие ГОСТ 7824
ванное масло форосодержащих веществ Цветное число » » Не более 10 мг ГОСТ 5477
Перекисное число » » йода Не более ГОСТ 26593
Температура вспыш- » » 10 ммоль ’/2О/кг Не более 225 °C ГОСТ9287
ки
243
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Массовая доля нежировых примесей » » Отсутствие ГОСТ 5481
Массовая доля мыла (качественная проба) » » Не более 0,009 % (отрицательная) ГОСТ 5480
Массовая доля восковых веществ » » Отсутствие (качественная проба) Руководство по методам исследова- ния, техно- логическому контролю и учету произ- водства мас- ложировой продукции, Том VI
Холодный тест Подготовительные » » Не менее 72 ч и вспомогательные операции То же
Емкость горячей воды или Температура После заполнения 90 ”С Регулятор температуры иа щите
конденсата Верхний уровень То же Коэффициент заполнения - 0,9 Регулятор уровня на щите, сигна- лизатор уров- ня па щите
Нижний уровень » »• То же То же
Емкость при- готовления рабочего рас- Верхний уровень » » Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня па щите
твора щелочи Емкость при- готовления и дозирования: Нижний уровень » » То же То же
рабочего раствора щелочи Нижний уровень » » » » » »
244
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
раствора Нижний уровень » » » » » >>
фосфорной кислоты
раствора Нижний уровень » >> » » » »
лимонной кислоты
Бункер Верхний уровень » » » » >> »
отбельной
земли Нижний уровень » » » » » >>
Бункер филь- Верхний уровень » » » >>
тровального
порошка Нижнии уровень > » » »
Емкость Гидратация Верхний уровень (щелочная рафинация) >> ъ » >> » >>
сырого масла Нижний уровень » » » » » »
Насос-доза- Производительность Ежечасно 600-6000 кг/час Изменение
тор сырого масла Теплообмен- ник Давление Температура сырого масла: на входе » 0,4 МПа 25 °C скорости на щите Расходомер по месту Маиовакуу- метр по месту Термометр
Теплообмен- ник на выходе Температура отбеленного масла: на входе на выходе Температура сырого масла: на входе на выходе » >> » » 55 °C 95 °C 65 °C 55 °C 85 °C по месту То же >> » » » » » » »
245
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Насос-доза- Количество раствора При пуске, 0,1 % от массы Расходомер
тор раствора ежечасно масла по месту
фосфорной кислоты Давление То же До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
Экспозитор Теплообмен- ник Температура масла Температура сырого масла: Ежечасно 85 °C Указатель на щите управления
на входе » 85 °C Показываю- щий прибор по месту
на выходе » 40 °C То же
Насос-доза- тор щелоч- Количество раствора При пуске, ежечасно Расчетное Расходомер по месту
ного раст- вора Давление То же До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
Смеситель Количество воды » » 40 л/т Расходомер по месту
Экспозитор Температура масла Ежечасно 40 °C Указатель на щите
Верхний уровень » Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 Сигнализа- тор и регуля- тор уровня на щите
Насос пода- чи масла на Производительность » 600-6000 кг/час Расходомер по месту
сепаратор Теплообмен- ник Давление Температура сырого масла » До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
на входе 40 °C Термометр по месту
246
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
на выходе » 85 °C То же
Сепаратор саморазгру- жающийся Давление на выходе масла из сепаратора » 0,18-0,32 МПа Манометр по месту
Емкость Верхний уровень После запол- Коэффициент Сигнализа-
гидратацион- ного осадка нения заполнения — 0,7-0,8 тор уровня на щите
(соапстока) Нижний уровень То же То же То же
Температура » » 85 °C Термометр по месту
Насос гидратацион- ного осадка (соапстока) Теплообмен- Давление Температура масла: Ежечасно До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
НИК на входе » 80 °C Термометр по месту
на выходе » 90 °C То же
Смеситель Количество воды При пуске, ежечасно Расчетное Расходомер по месту
Сепаратор Давление на выходе масла из сепаратора Ежечасно 0,18-0,32 МПа Манометр по месту
Температура масла на входе в сепаратор То же 90 °C Термометр, регистриру- ющий на щите управ- ления
Жироловуш- ка Верхний уровень Коэффициент заполнения — 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня на щите
Нижний уровень » То же То же
Насос возврата масла Давление » До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
247
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Отбеливание
Вакуум- сушильный Остаточное давление » 20-40 мм рт. ст. Вакуумметр по месту
аппарат Температура масла » 90 °C Термометр по месту
Верхний уровень Коэффициент заполнения — 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня на щите
Нижний уровень » То же То же
Насос Производительность » 600-6000 кг/час Расходомер по месту
Давление » До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
Насос-доза- тор раствора Количество раствора При пуске, ежечасно Расчетное Расходомер по месту
лимонной кислоты Давление То же До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
Дозирующий Количество При пуске, Расчетное Вариатор
шнек отбельной земли смене сырья, ежечасно скорости винта шнека на щите
Смеситель масла с отбельной Верхний уровень Ежечасно Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня на щите
землей Нижний уровень » То же То же
Отбельный Верхний уровень » » »
аппарат Нижний уровень » >> » » >>
Температура » 100-110 °C Автоматиче- ский регуля- тор по месту Регистрирую- щий прибор на щите
248
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
ПЭВН Насос пода- чи масла на фильтрацию Фильтры Емкость мас- ла с фильтра Емкость ^.фильтрован- ного масла Насос фильтрован- ного масла Полировоч- ные фильтры Теплообмен- ник Остаточное давление >> Температура отходя- щей воды с баромет- рических конденса- торов: первый » второй » Давление » Давление » Прозрачность масла » Нижний уровень » Нижний уровень » Давление » Давление масла: на входе » на выходе \ » Винтеризация Температура масла: на входе » на выходе » 20-40 мм рт. ст. Не выше 35 °C Не выше 40 °C До 0,4 МПа До 0,4 МПа Прозрачное Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 То же До 0,4 МПа До 0,4 МПа До 0,4 МПа 95 °C 40 °C Вакуумметр по месту Термометр по месту То же Мановакуу- метр по месту То же Смотровое стекло по месту Сигнализа- тор уровня на щите То же; регулятор уровня по месту Мановакуу- метр по месту То же » >> Термометр по месту Регистриру- ющий при- бор на щите
249
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Емкость Верхний уровень » Коэффициент Сигнализа-
фильтрован- ного отбелен- ного масла Нижний уровень » заполнения - 0,7-0,8 То же тор уровня на щите То же
Температура » 40 °C Термометр
Насос пода- Производительность » 600-6000 кг/час по месту Расходомер
чи масла на винтериза- Давление » До 0,4 МПа по месту Мановакуу-
цию Емкость Верхний уровень » Коэффициент метр по месту Сигнализа-
рассола Температура » заполнения - 0,7-0,8 5 °C тор уровня на щите Термометр
Насос пода- Производительность » Расчетная по месту Расходомер-
чи рассола на винтери- Давление » До 0,4 МПа на щите Мановакуу-
зацию Емкость Температура » 5 °C метр по месту Термометр
рассола Дозирующий Количество При пуске, Расчетное по месту Вариатор
шнек отбельной земли смене сырья, скорости
Экспозитор Температура рассола: на входе ежечасно Ежечасно 5 °C винта шнека на щите Термометр
на выходе » 6-7 °C на щите и по месту То же
Температура масла » 7 °C » »
Емкость Нижний уровень » Коэффициент Сигнализа-
винтеризо- ванного масла Верхний уровень » заполнения — 0,7-0,8 То же тор уровня на щите То же
250
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Насос пода- Давление » До 0,4 МПа Мановакуу-
чи масла на фильтрацию Теплообмен- ник Температура: воды на входе » 50 °C метр по месту Термометр
масла на выходе » 15 °C по месту Регистриру-
Давление » До 0,4 МПа ющий при- бор на щите Мановакуу-
Фильтры Давление » До 0,55 МПа метр по месту То же
Прозрачность масла » Прозрачное Смотровое
Емкость для Нижний уровень » Коэффициент стекло по месту Сигнализа-
приготовле- ния суспен- зии Верхний уровень » заполнения - 0,7-0,8 То же тор уровня на щите То же
Насос пода- Давление » До 0,4 МПа Мановакуу-
чи суспензии на фильтр Емкость Верхний уровень » Коэффициент метр по месту Сигнализа-
фильтрован- ного масла Нижний уровень » заполнения - 0,7-0,8 То же тор уровня на щите Регулятор
Температура » 15 °C уровня по месту Термометр
Полировоч- ные Давление масла: на входе » До 0,4 МПа по месту Мановакуу-
фильтры на выходе » До 0,4 МПа метр по месту То же
251
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место Контролируемый Частота Нормы и техноло- гические показа- Метод
отбора проб показатель контроля тели контроля контроля
Насос пода- Производительность » 600 6000 кг/ч Расходомер
чн винтери- по на щите
зованного
масла на Давление » До 0,4 МПа Мановакуу-
дезодорацию метр по месту
Дезодорация
Теплообмен- Температура дезодо-
НИК рированного масла:
па входе >> 120 °C Регистриру- ющий при- бор на щите
на выходе » 80 °C Термометр по месту
Давление >> До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
Деаэратор Нижний уровень » Коэффициент Сигнализа-
заполнения - тор уровня
до 0,5 на щите
Температура » 120 °C Регистриру- ющий при- бор на щите
Насос пода- Производительность » 600-6000 кг/ч Расходомер
чи виптери- на щите
зованного Давление » До 0,4 МПа Мановакуу-
масла на метр по месту
дезодорацию <
Окопчатель- Верхний уровень » Коэффициент Сигнализа-
ный нагрева- заполнения - тор уровня
тель до 0,5 на щите
Нижний уровень » То же То же
Температура » 120 °C Регистриру- ющий при- бор на щите
Дезодоратор Остаточное давление >> 2,3 мм рт. ст. То же
Температура на 5-й тарелке 250 °C » >>
252
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Продолжение табл. 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Предвари- тельный теп- лообменник Верхний уровень » Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня на щите
Нижний уровень » То же То же
Температура » 120 °C Регистриру- ющий прибор на щите
Емкость сбо- ра «уноса» Верхний уровень » Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня на щите
Насос-доза- тор раствора лимонной кислоты Количество раствора Давление При пуске, ежечасно » Расчетное До 0,4 МПа Расходомер по месту Мановакуу- метр по месту
Полировоч- ные фильтры Давление масла: на входе Ежечасно До 0,4 МПа То же
на выходе » До 0,4 МПа »
Скрубберная система Давление орошающего масла » До 0,4 МПа »
Температура орошаю- щего масла на входе » 60 °C Термометр на щите
* Температура парогазовой смеси » 180 °C Термометр по месту
Скруббер Верхний уровень » Коэффициент заполнения - 0,7-0,8 Сигнализа- тор уровня на щите f
Нижний уровень » То же То же
Насос оро- шающего масла Давление При пуске, ежечасно До 0,4 МПа Мановакуу- метр по месту
Охладитель орошающего масла Температура воды на входе Ежечасно 20 °C Термометр по месту
253
14. Контроль качества исходного сырья, готовой продукции и производственного процесса
Окончание табл, 34
Наименование стадии и место отбора проб Контролируемый показатель Частота контроля Нормы и техноло- гические показа- тели контроля Метод контроля
Парогенера- тор Давление » До 0,8 МПа Мановакуу- метр по месту
Температура пара » До 350 "С Термометр по месту
Давление рабочего пара на коллекторе » До 0,9 МПа Регистриру- ющий при- бор на щите
Температура воды на входе в барометри- ческие конденсаторы Температура воды на выходе из барометри- ческих конденсаторов: » До 30 “С Термометр по месту
первого » До 35 °C То же
второго » До 40 °C »
Паропере- греватель Давление пара на коллекторе барбо- тажного пара » До 0,3 МПа Мановакуу- метр по месту
Давление барботаж-' ного пара на тарелки дезодоратора, в деаэратор » До 0,05 МПа t То же
Температура пара на выходе » До 275 °C Термометр на щите, с регулятором
Примечание. За аналитический контроль качества сырья, готовой продукции, вспомогатель-
ных материалов и жиросодержащих отходов отвечает лаборатория (за контроль концентрации ра-
створов щелочи, лимонной и фосфорной кислот, а также качества масла после обработки фосфор-
ной кислотой, после нейтрализации и после промывки — лаборатория и цех), за остальные стадии
контроля — аппаратчик.
15. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИСХОДНОГО
СЫРЬЯ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Получаемые в промышленных условиях растительные масла и
животные жиры представляют собой смесь триглицеридов жирных
кислот, содержащую некоторое количество сопутствующих веществ.
К числу последних относятся те вещества жировых тканей, которые
растворимы в триглицеридных или гидрофобных органических ра-
створителях, например фосфатиды, стеролы, токоферолы, пигменты
и продукты гидролиза глицеридов и других сложных соединений.
Ниже приведен перечень ТУ и ГОСТов на масложировую про-
дукцию.
♦ ГОСТ 7981 «Масло арахисовое. Технические условия»;
♦ ГОСТ 8807 «Масло горчичное. Технические условия»;
♦ ГОСТ 10766 «Масло кокосовое. Технические условия»;
♦ ГОСТ 8989 «Масло конопляное. Технические условия»;
♦ ТУ «Масло кориандровое. Технические условия»;
♦ ГОСТ 8808 «Масло кукурузное. Технические условия»;
♦ ГОСТ 5791 «Масло льняное техническое. Технические условия»;
♦ ТУ «Масло льняное пищевое. Технические условия»;
♦ ГОСТ 1129 и Изменение 1 «Масло подсолнечное. Технические
условия»;
♦ ГОСТ 8988 «Масло рапсовое. Технические условия»;
♦ ТУ 9141-109-4731297-93 «Масло рапсовое рафинированное де-
зодорированное. Технические условия»;
♦ ГОСТ 10113 «Масло рыжиковое техническое. Технические ус-
ловия»;
♦ ТУ «Масло рыжиковое пищевое. Технические условия»;
♦ ГОСТ 7825 «Масло соевое. Технические условия»;
♦ ТУ «Масло сурепное. Технические условия»;
♦ ГОСТ 1128 «Масло хлопковое. Технические условия»;
255
15. Показатели качества исходного сырья и готовой продукции
♦ ГОСТ 25292 «Жиры животные топленые пищевые. Техничес-
кие условия»;
♦ ГОСТ 1045 «Жиры животные топленые технические. Техничес-
кие условия»;
♦ ГОСТ 1045 «Жиры животные топленые технические. Техничес-
кие условия»;
♦ ТУ 9145-180-00334534-95 «Саломас технический»;
♦ ТУ 9145-181-00334534-95 «Саломас нерафинированный для
маргариновой продукции»;
♦ ТУ 9145-181-00334534-95 «Саломас рафинированный дезодо-
рированный для маргариновой продукции».
Содержание токсичных элементов, пестицидов и микотоксинов в
растительных маслах и животных жирах не должно превышать допус-
тимых уровней, установленных «Гигиеническими требованиями бе-
зопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (СанПиН
2.3.2.1078-01).
К техническим маслам и жирам относятся все масла и жиры фи-
зико-химические и органолептические показатели которых не удов-
летворяют требованиям на пищевые жиры, но соответствующие тре-
бованиям на данные виды масел и жиров.
Качество исходного сырья и готовой продукции должно удовлет-
ворять требованиям действующей нормативно-техническо'й докумен-
тации (табл. 35 41).
Таблица 35
Основные органолептические показатели нерафинированного
подсолнечного масла (ГОСТ 1129 и Изменение 1)
Показатель | Высший и первый сорт | Второй сорт
Прозрачность: j
гидратированное масло Прозрачное без осадка Легкое помутнение и4и «сетка» не являются браковочным фактором
нерафинированное масло Наличие «сетки» над осадком не является браковочным фактором Легкое помутнение над осадком не являются браковочным фактором
Запах и вкус Свойственный подсолнечному маслу без постороннего запаха, привкуса и горечи Свойственный подсолнечному маслу. Слегка затхлый запах и привкус легкой горечи не является браковочным фактором
256
15. Показатели качества исходного сырья и готовой продукции
Таблица 36
Основные физико-химические показатели нерафинированного
подсолнечного масла (ГОСТ 1129 и Изменение 1)
Показатель Гидратированное масло Нерафинированное масло
Высший Первый Второй сорт сорт сорт Высший Первый Второй сорт сорт сорт
Цветное число, мг йода, не более 15 20 30 15 25 35 Кислотное число, мг КОН/г, не более 1,5 4,0 6,0 1,5 4,0 6,0 Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более 0,10 0,15 0,3 0,10 0,15 0,3 Массовая доля фосфоросодер- жащих веществ, %, не более: в пересчете на стеароолеоле- цитин 0,10 0,2 0,25 0,40 0,60 0,80 в пересчете на Р2О5 0,009 0,018 0,022 0,035 0,053 0,070 Массовая доля нежировых примесей, %, не более Отсутствуют 0,05 0,10 0,20 Перекисное число, ммоль '/ О на кг, не более 10,0 Температура вспышки экстрак- ционного масла, °C, не ниже 225
Таблица 37
Основные органолептические показатели нерафинированных
растительных масел
Показатель Кукурузное масло (ГОСТ 8808) Рапсовое масло (ГОСТ 8988) Соевое масло (ГОСТ 7825) Хлопковое масло (ГОСТ 1128)
Первый сорт Второй сорт
Прозрач- Над осадком до- Допускается Прозрач- Допускается Прозрачное
ность пускается легкое помутнение легкое помутнение ное легкое помутнение
Запах Свойственный Свойственный Свойственный гидра- Свойственный не-
и вкус кукурузному маслу, без посто- роннего запаха и привкуса рапсовому маслу, без постороннего запаха. Вкус не определяется тированному соевому маслу, без посторон- него запаха и при- вкуса рафинированному хлопковому маслу, без постороннего запаха и привкуса
9 Зак. 3461
257
15. Показатели качества исходного сырья и готовой продукции
Таблица 38
Основные физико-химические показатели нерафинированных
растительных масел
Показатель Кукурузное масло (ГОСТ 8808) Рапсовое масло (ГОСТ 8988) Соевое масло (ГОСТ 7825) Хлопковое масло (ГОСТ 1128)
Первый сорт Второй сорт
Цветное число, мг йода, не более 100 85 50 70 16*
Кислотное число, мг КОН/г, не более 5,0 4,0 1,0 1,5 4
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более 0,10 0,25 0,15 0,20 0,2
Массовая доля фосфоросодер- жащих веществ, %, не более:
в пересчете на стеароолеоле- цитин 1,0 0,20 0,30
в пересчете на Р2О5 0,096 0,018 0,026
Массовая доля нежировых примесей, %, не более 0,20 0,15 Отсутствуют 0,1
Перекисное число, ммоль '/2О/кг, не более 10,0 10,0 10,0 10,0
Температура вспышки экстрак- ционного масла, °C, не ниже 225 230 225 225
* Цветность в красных единицах при 35 желтых (по Ловибонду).
Таблица 39
Основные органолептические показатели рафинированных растительных
масел
Масло | Внешний вид | Занах и вкус
Кукурузное масло (ГОСТ 8808) Прозрачное без осадка Свойственный рафинированному кукурузному маслу, без постороннего запаха и привкуса
Подсолнечное масло (ГОСТ 1129 и Изм. 1) То же Свойственный рафинированному подсолнечному маслу, без постороннего запаха, привкуса и горечи
Рапсовое масло (ГОСТ 8988) Прозрачное Свойственный рафинированному рапсовому маслу, без постороннего запаха и привкуса
Соевое масло (ГОСТ 7825) Прозрачное, цвет — желтый, допускается зеленоватый оттенок Свойственный рафинированному соевому маслу, без постороннего запаха и привкуса
Хлопковое масло (ГОСТ 1128) Прозрачное Свойственный рафинированному хлопковому маслу, без постороннего запаха и привкуса
258
/5. Показатели качества исходного сырья и готовой продукции
Таблица 40 Основные физико-химические показатели рафинированных растительных масел
Показатель Кукуруз- ное масло (ГОСТ 8808) Подсолнеч- ное масло (ГОСТ 1129 и Изм. 1) Рапсовое масло (ГОСТ 8988) Соевое масло (ГОСТ 7825) Хлопковое масло ГОСТ И 28, сорт
высший первый
Цветное число, мг йода, не более 20 10 0,4 12 7* 10* Кислотное число, мг КОН/г, не более 0,6 0,6 0,3 0,2 0,3 Массовая доля, %, не более: нежировых примесей Отсутствуют влаги и летучих веществ 0,10 0,10 0,15 0,1 0,1 0,2 фосфоросодержащих веществ: в пересчете на стеа- роолеолецитин 0,05 Отсутствуют 0,05 0,05 Отсутствуют в пересчете на Р2О5 0,005 » 0,004 0,004 » Мыло (качественная проба) Отсутствует Температура вспышки экстракционного масла, °C, не ниже 225 225 240 240 232 Перекисное число, '/2 О ммоль/кг, не более 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0
* Цветность в красных единицах при 35 желтых (по Ловибонду).
Таблица 41
Основные органолептические и физико-химические показатели
рафинированных дезодорированных растительных масел
Показатель Кукуруз- ное масло (ГОСТ 8808) Подсолнеч- ное масло (ГОСТ 1129 и Изм. 1) Рапсовое масло ТУ 9141-109- 4731297-93 Соевое масло (ГОСТ 7825) Хлопков ГОСТ 1 высший ое масло 28, сорт первый
Прозрачность Прозрачноебез Прозрачное
осадка
Запах и вкус Без запаха, вкус обезличенного масла
259
15. Показатели качества исходного сырья и готовой продукции
Окончание табл. 4 7
Показатель Кукуруз- ное масло (ГОСТ 8808) Подсолнеч- ное масло (ГОСТ 1129 и Изм. 1) Рапсовое масло ТУ 9141-109- 4731297-93 Соевое масло (ГОСТ 7825) Хлопковое масло ГОСТ И 28, сорт
высший первый
Цветное число, мг йода, 20(18)* 10 Желтый, 12 7** 10** не более допускается зеленоватый оттенок Кислотное число, 0,4 0,6 0,4 0,3 0,2 0,2 мг КОН/г, не более (0,35)* Нежировые примеси Отсутствуют Массовая доля, % не более: влаги и летучих 0,10 0,10 0,15 0,1 0,1 0,1 веществ фосфоросодержащих веществ: в пересчете на Отсутствуют 0,05 0,05 Отсутствуют стеароолеолецитин в пересчете на Р2О3 » 0,004 0,004 » Мыло (качественная Отсутствует проба) Температура вспышки 234 234 240 240 234 232 экстракционного масла, ’С, не ниже Перекисное число, 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 ммоль ‘/2О/кг, не более
* Характеристики и нормы рафинированного дезодорированного кукурузного масла предназна-
ченного для производства продуктов детского и диетического питания.
** Цветность в красных единицах при 35 желтых (по Ловибонду). г
16. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
И ЖИРОВ
Проведение текущих анализов сырья, промежуточных продуктов,
готовой продукции, вспомогательных материалов и отходов произ-
водства входит в задачи лабораторий предприятий.
Производственные лаборатории должны иметь следующее основ-
ное лабораторное оборудование, количество которого зависит от
объема производимых анализов:
♦ весы аналитические (предел взвешивания 200 г);
♦ весы технические (предел взвешивания 500 г);
♦ аппарат Сокслета;
♦ сушильный шкаф;
I ♦ сушильный шкаф-термостат;
| ♦ вакуум-сушильный шкаф-термостат;
♦ муфельная печь (рабочая температура 1000’С);
♦ лабораторная центрифуга (число оборотов до 6000 мин1);
♦ лабораторная мешалка (число оборотов от 10 мин *);
♦ вакуум-насос;
♦ рН-метр;
♦ спектрофотометр;
♦ нефелометр фотоэлектрический;
♦ вискозиметр Оствальда, Тепл ера;
♦ прибор Ransimat (модель 679);
♦ рефрактометр;
♦ прибор для определения цветности растительных масел — уни-
версальный колориметр Ловибонда (модель 900/684) в комплекте с
кюветами 5-1/4" и 1" (Lovibond Tintometer);
♦ лабораторная вакуум-роториая установка;
♦ хроматограф с пламенно-ионизационным детектором;
261
16. Физико-химические методы исследования растительных масел и жиров
♦ набор для ТСХ — определение фрационного состава фосфорсо-
держащих веществ в растительных маслах;
♦ установка для автоматического титрования (кислотное число,
перекисное число);
♦ турбидиметр с диапазоном измерения 0,01-10 ЕВС единиц
Формазина или 0,1-100 JTU единиц помутнения Джексона, образец
прозрачности по стандарту NTU (нефелометр).
♦ колбонагреватели электрические;
♦ магнитная мешалка;
♦ дистиллятор.
В лаборатории должны быть следующие помещения:
♦ приема и хранения образцов;
♦ мойки посуды;
♦ препараторская;
♦ перегонки эфира;
♦ хранения сухих реактивов;
♦ хранения жидких реактивов;
♦ весовая;
♦ спектрального анализа;
♦ хроматографического анализа;
♦ дегустационная.
В штат лаборатории должны входить химики-технологи, химики-
аналитики, лаборанты.
Показатели, характеризующие качество и состав масел и жиров, а
также методы их исследования приведены в соответствующих ГОСТ,
технических условиях на продукцию.
Анализируемые показатели можно разделить на три группы:
1. Посторонние вещества и примеси — массовая доля влаги и ле-
тучих веществ, нежировых примесей, фосфорсодержащих веществ,
мыла, металлов, пестицидов, афлатоксинов, наличие минерального
масла.
2. Показатели, характеризующие качество и стабильность, — пе-
рекисное, кислотное число, цвет, окислительная стабильность, массо-
вая доля витамина Е.
3. Показатели, характеризующие подлинность — жирнокислот-
ный состав, йодное число, число омыления, массовая доля неомыляе-
мых веществ, плотность, показатель преломления, глицеридный и
стерольный состав, температуры плавления, застывания, титр.
262
16. Физико-химические методы исследования растительных масел ижиров
Для большинства жиров известны предельные значения показа-
телей состава и качества, представляющих собой усредненные ха-
рактеристики, обусловленные составом ацилглицеринов жиров,
жирных кислот и их строением, а также содержанием сопутствую-
щих ацилглицеринам веществ. Сравнение значений показателей со-
става и качества, найденных экспериментально, со стандартными,
позволяет идентифицировать неизвестный жир и оценить его каче-
ство.
Отбор проб для анализа, правильная их подготовка имеют боль-
шое значение при контроле производства, входящего сырья и вспомо-
гательных материалов. Отбор проб для растительных масел и жиров
осуществляется по ГОСТ Р 52062 «Масла растительные. Правила
приемки и методы отбора проб», для животных жиров и методы ана-
лиза — по ГОСТ 8285 «Жиры животные топленые. Правила приемки
и методы анализа». Приемка вспомогательных материалов происхо-
дит по действующей НТД на данный вид материала.
Органолептические характеристики в растительных маслах и жи-
вотных жирах определяют прозрачность, запах, вкус и цвет.
Определение запаха, вкуса и прозрачности растительных масел
и жиров проводится по ГОСТ 5472 «Масла растительные. Определе-
ние запаха, цвета и прозрачности» животных жиров — по ГОСТ 8285
«Жиры животные топленые. Правила приемки и методы анализа».
Масла и жиры высшего и первого сорта не должны иметь посто-
роннего для данного вида сырья запаха и привкуса. В маслах и жирах,
идущих на технические цели, вкус и запах не определяются. Для опре-
деления вкуса дезодорированных масел применяется балловая оцен-
ка, приведенная в разделе 9.2.
По прозрачности масла различают:
♦ прозрачные без осадка;
♦ с помутнением над осадком — наличие фона частиц, снижающих
прозрачность;
♦ с «сеткой» — наличие восковых веществ, заметных невооружен-
ным глазом.
В мировой практике для определения качественной пробы на со-
держание восковых веществ и прозрачности применяется «холодный
тест», заключающийся в охлаждении исследуемого образца масла до
температуры 0°С и визуальном наблюдении за прозрачностью образ-
ца через 5,5,12, 24, 48, 72 ч.
263
16. Физико-химические методы исследования растительных масел и жиров
Массовую долю восковых веществ в рафинированных маслах коли-
чественно определяют по широко распространенной методике, описан-
ной в журнале JAOCS в 1979 г. (V. 56, Р. 857-860), Содержание воско-
вых веществ (мг/кг) определяется турбодиметрически после быстрого
охлаждения от 130 до 0°С на льду с помощью калибровочной кривой.
Массовая доли влаги и летучих веществ, выраженная в процентах,
определяется по ГОСТ 11812 «Масла растительные. Методы опреде-
ления содержания влаги и летучих веществ», ГОСТ Р 50456 «Жиры и
масла животные и растительные. Определение содержания влаги и
летучих веществ», ГОСТ 8285 «Жиры животные топленые. Правила
приемки и методы анализа».
Массовая доля нежировых примесей и отстоя — процентное со-
держание твердых веществ, не растворимых в петролейном эфире и
находящихся в масле в виде осадка или взвешенных частиц. Показа-
тель отражает качество первичной очистки масла. Определение про-
водят по ГОСТ 5481 «Масла растительные. Методы определения не-
жировых примесей и отстоя».
Массовая доля фосфоросодержащих веществ определяется по
ГОСТ 7824 «Масла растительные. Методы определения фосфоросо-
держащих веществ» и выражается в % в пересчете на Р2О5 или стеаро-
олеолецитин, а также в % Р или в мг/кг. Соотношение между этими
размерностями следующие:
♦ % Р = I О1 мг/кг = 0,44% в пересчете на Р2О5 = 0,038% в пересчете
стеароолеолецитин;
♦ % в пересчете на стеароолеолецитин = 26,03% Р;
♦ % в пересчете на Р2О5 = 2,29% Р.
Содержание фосфатидов характеризует качество масла. Их повы-
шенное количество в сырых маслах приводит к появлению осадка.
Даже незначительное содержание фосфатидов в рафинированных
маслах вызывает снижение скорости гидрирования и появление нага-
ра на дезодораторе.
Примесь минеральных кислот определяется по качественной реак-
ции по ГОСТ 5485 «Масла растительные. Метод определения содер-
жания минеральных кислот».
Массовая доля мыла характеризует качество проведения промыв-
ки масла после нейтрализации. Определение проводят по одной из
методик, приведенных в ГОСТ 5480 «Масла растительные и нату-
ральные жирные кислоты. Метод определения мыла», качественно
264
16. Физико-химические методы исследования растительных масел и жиров
или (если зто необходимо для расчета введения лимонной кислоты
для связывания мыла) количественно.
Перекисное число (ПЧ) характеризует содержание первичных
продуктов окисления — перекисей и гидроперекисей и выражается в
миллимолях активного кислорода перекисей, содержащихся в 1 кг
масла. Определение проводят в соответствии с требованиями ГОСТ
26593 «Масла растительные. Метод определения перекисного числа»,
ГОСТ Р 51487 «Масла растительные и жиры животные. Метод опре-
деления перекисного числа».
Кислотное число (КЧ) отражает содержание свободных жирных
кислот в масле и выражается в мг едкого калия (КОН), необходимого
для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г
масла. Определение проводят по ГОСТ Р 52110 «Масла раститель-
ные. Методы определения кислотного числа», ГОСТ Р 50457 «Жиры
и масла животные и растительные. Определение кислотного числа и
кислотности», ГОСТ 8285 «Жиры животные топленые. Правила при-
емки и методы анализа».
Для некоторых целей важно знать не кислотное число, а процент-
ное содержание свободных жирных кислот (FFA). Соотношение меж-
ду ними для растительных масел, имеющих в жирнокислотном соста-
ве в основном кислоты, следующие:
♦ 0,7 КЧ — в пересчете на лауриновую кислоту;
♦ 0,55 • КЧ — в пересчете на пальмитиновую кислоту;
♦ 0,5 • КЧ — в пересчете на стеариновую кислоту;
♦ 0,45 КЧ — в пересчете на бегеновую кислоту.
Цветное число растительных масел, выраженное в мг йода, содер-
жащегося в 100 мл водного раствора, имеющего одинаковую окраску с
исследуемым образцом масла, определяется по ГОСТ 5477 «Масла
растительные. Метод определения цветности». В мировой практике
применяется определение цветности с помощью тинтометра Лови-
бонда, выраженное в желтых, красных и синих единицах.
Массовая доля витаминов, содержащихся в природных маслах
или внесенных с целью витаминизации продукта, определяется по
ГОСТ 30417 «Масла растительные. Методы определения массовой
доля витаминов А и Е», ГОСТ 30624 «Масла растительные. Методы
обнаружения фальсификации концентратом витамина D».
Содержание антиоксидантов, вводимых для увеличения сроков
хранения растительных масел и животных жиров, определяют в со-
265
16. Физико-химические методы исследования растительных масел и жиров
ответствии с ГОСТ Р 50206 «Жиры и масла животные и раститель-
ные. Определение бутилоксианизола (БОА) и бутилокситолуола
(БОТ) методом газожидкостной хроматографии», ГОСТ 11254
«Жиры животные топленые. Методы определения содержания ан-
тиокислителей».
Окислительную стабильность растительных масел и жиров оце-
нивают различными методами:
♦ анализ содержания продуктов окисления масел: первичных —
перекисное число, вторичных — карбонильное число, анизидиновое
число и др.;
♦ определение содержания природных и внесенных антиоксидан-
тов, скоростей окисления и инициирования;
♦ определение устойчивости к окислению по ГОСТ Р 51481
«Жиры и масла животные и растительные. Метод определения устой-
чивости к окислению (метод ускоренного окисления» (на приборе
Ransimat, модель 679).
Массовая доля неомыляемых веществ показывает суммарное со-
держание растворимых в эфире и не растворимых в воде продуктов
омыления по ГОСТ 5479 «Масла растительные и натуральные жир-
ные кислоты. Метод определения неомыляемых веществ». К этим ве-
ществам относятся стерины, спирты восков, углеводороды, пигменты.
Число омыления (ЧО) указывает количество КОН в мг, необходи-
мое для омыления связанных в воде глицеридов и для нейтрализации
свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла. Определение
проводят в соответствии с ГОСТ 5478 «Масла растительные и нату-
ральные жирные кислоты. Метод определения числа омыления». ЧО
характеризует средний молекулярный вес триглицеридов масла и,
следовательно, молекулярную массу жирных кислот, входящих в со-
став данного масла. Для мыловаренного производства ЧО является
важнейшим показателем, так как дает возможность контролировать
расход щелочи на варку мыла и определяет также чистоту жира.
Йодное число показывает количество йода в г, которое может при-
соединить 100 г жира, характеризует степень ненасыщенности масла
и позволяет рассчитывать расход водорода на гидрогенизацию. Опре-
деляют йодное число по ГОСТ 5475 «Масла растительные. Методы
определения йодного числа».
Показатель преломления (п<{) отражает степень ненасыщенности
жира и зависит от молекулярной массы жирных кислот, входящих в
266
16. Физико-химические методы исследования растительных масел и жиров
состав данного масла. Значение пЛ увеличивается с ростом средней
молекулярной массы жирных кислот и степени ненасыщенности мас-
ла. Показатель преломления определяют с помощью рефрактометра
по ГОСТ 5482 «Масла растительные. Методы определения показате-
ля преломления (рефракции)».
Титр — это температура застывания жирных кислот; зависит от
жирнокислотного состава масла или жира. Титр определяют по
ГОСТ 8285 «Жиры животные топленые. Правила приемки и методы
анализа».
Температуры плавления и застывания также характеризуют сте-
пень ненасыщенности масла или жира. На эти показатели требуется
обратить внимание при переработки таких жидких масел, как арахи-
совое, пальмовое, пальмоядровое, кокосовое, оливковое, хлопковое.
Температуру вспышки определяют по ГОСТ 9287 «Масла расти-
тельные. Метод определения температуры вспышки в закрытом тиг-
ле». Это температура, при которой выделяющиеся из масла пары при
строго установленных условиях нагревания образуют с окружающим
воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении пламени.
Плотность у большей части масел и жиров изменяется в незначи-
тельных пределах (за исключением касторового масла), поэтому она
не является характерным показателем и применяется в технологичес-
ких расчетах. Плотность может быть определена при помощи пикно-
метра или ареометра.
Вязкость растительных масел и жиров (за исключением тунгового
и касторового масел) колеблется в узких пределах и зависит от чистоты
продукта. Этот показатель имеет существенное значение для различ-
ных гидродинамических и тепловых расчетов, а также в лакокрасочной
и олифоваренной промышленности. Для определения используют, как
правило, вискозиметры Оствальда, Энглера, Геплера.
Использование современных методов исследования, например га-
зожидкостной хроматографии, позволяет разделить смеси соедине-
ний, идентифицировать и определить их количество. В зависимости
от пробоподготовки, условий хроматографирования, используемого
детектора и колонок газожидкостной способ позволяет определить
жирнокислотный, триглицеридный, глицеридный, стерольный со-
став, фракционный состав токоферолов.
Сопоставительный анализ жирнокислотного состава по ГОСТ
30623 «Масла растительные и маргариновая продукция. Метод обна-
267
16. Физико-химические методы исследования растительных масел и жиров
ружения фальсификации» позволяет достоверно идентифицировать
анализируемое масло, не проводя длительных исследований. Опреде-
ление жирно-кислотного состава масел и жиров проводят по ГОСТ
30418 «Масла растительные. Методы определения жирно-кислотного
состава», ГОСТ Р 51483 «Масла растительные и жиры животные. Оп-
ределение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых
эфиров индивидуальных жирных кислот», ГОСТ Р 51486 «Масла ра-
стительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жир-
ных кислот».
Приложения
Приложение 1
Удельный вес и концентрация растворов гидроксида натрия
(NaOH) при 15°С
Удельный вес, г/см3 Концентра- ция, ° Be Содержание NaOH
в% в г/л
1,007 1 0,59 6,0
1,014 2 1,20 12,0
1,022 3 1,85 18,9
1,029 4 2,50 25,7
1,036 5 3,15 32,6
1,045 6 3,79 39,6
1,052 7 4,50 47,3
1,060 8 5,20 55,0
1,067 9 5,86 62,5
1,075 10 6,58 70,7
1,083 И 7,30 79,1
1,091 12 8,07 88,0
1,100 13 8,78 96,6
1,108 14 9,50 105,3
1,116 15 10,30 114,9
1,125 16 11,06 124,4
1,134 17 11,90 134,9
1,142 18 12,69 145,0
1,152 19 13,50 155,5
1,162 20 14,35 166,7
1,171 21 15,15 177,4
1,180 22 16,00 188,8
1,190 23 16,91 201,2
1,200 24 17,81 213,7
1,210 25 18,71 226,4
Удельный вес, г/см3 Концентра- ция, °Ве Содержание NaOH
в% в г/л
1,220 26 19,65 239,7
1,231 27 20,60 253,6
1,241 28 21,55 267,4
1,252 29 22,50 281,8
1,263 30 23,50 296,9
1,274 31 24,48 311,9
1,285 32 25,50 327,7
1,297 33 26,58 344,7
1,308 34 27,65 361,7
1,320 35 28,83 380,6
1,332 36 30,00 399,6
1,345 37 31,20 419,6
1,357 38 32,50 441,0
1,370 39 33,73 462,1
1,383 40 35,00 484,1
1,397 41 36,36 507,9
1,410 42 37,65 530,9
1,424 43 39,06 556,2
1,438 44 40,47 582,0
1,453 45 42,02 610,6
1,468 46 43,58 639,8
1,483 47 45,16 669,7
1,498 48 46,73 700,0
1,514 49 48,41 732,9
1,530 50 50,10 766,5
269
Приложения
Приложение 2
Давление насыщенного водяного пара в зависимости
от температуры
' Темпера- тура, ’С Давление
105 Н/м21 мм рт. ст.
0 0,00611 4,58
1 0,00657 4,92
2 0,00705 5,29
3 0,00758 5,68
4 0,00813 6,10
5 0,00872 6,54
6 0,00935 7,01
7 0,01001 7,51
8 0,01072 8,04
9 0,01147 8,61
10 0,01227 9,20
И 0,01312 9,84
12 0,01402 10,51
13 0,01497 11,22
14 0,01597 11,98
15 0,01704 12,78
16 0,01817 13,63
17 0,01936 14,53
18 0,02062 15,47
19 0,02196 16,47
20 0,02337 17,53
21 0,02486 18,65
22 0,02643 19,82
23 0,02808 21,06
24 0,02982 22,37
25 0,03166 23,75
26 0,03360 25,20
27 0,03564 26,73
28 0,03779 28,34
29 0,04004 30,03
30 0,04241 31,81
31 0,04491 33,69
32 0,04753 35,65
33 0,05029 37,72
34 0,05318 39,89
Темпера- тура, °C Давление
Ю5 Н/м2 мм рт. ст.
35 0,05622 42,17
36 0,05940 44,55
37 0,06274 47,06
38 0,06624 49,69
39 0,06991 52,44
40 0,07375 55,31
41 0,07777 58,34
42 0,08198 61,49
43 0,08639 64,80
44 0,09101 67,25
45 0,09584 71,87
46 0,10088 75,84
47 0,10614 76,59
48 0,11163 83,72
49 0,11736 88,02
50 0,12335 92,52
51 0,12960 97,21
52 0,13612 102,1
53 0,14292 107,2
54 0,15001 112,5
55 0,15740 118,1
56 0,16510 123,8
57 0,17312 129,8
58 0,18146 126,1
59 0,19014 142,6
60 0,19917 149,4
61 0,2086 156,5
62 0,2184 163,8
63 0,2285 171,4
64 0,2391 179,3
65 0,2501 187,6
66 0,2615 196,1
67 0,2733 205,0
68 0,2856 214,2
69 0,2984 223,8
Темпера- тура, °C Давление
Ю5 Н/м21 мм рт. ст.
70 0,3117 233,8
71 0,3254 244,1
72 0,3396 254,7
73 0,3543 265,8
74 0,3696 277,2
75 0,3855 289,1
76 0,4019 301,4
77 0,4189 314,2
78 0,4365 327,4
79 0,4547 341,1
80 0,4736 355,2
81 0,4931 369,8
82 0,5133 385,0
83 0,5342 400,7
84 0,5558 416,8
85 0,5784 433,5
86 0,6011 450,8
87 0,6249 468,7
88 0,6495 487,2
89 0,6749 506,2
90 0,7111 525,9
91 0,7281 5446,1
92 0,7560 567,1
93 0,7848 578,1
94 0,8145 611,0
95 0,8451 634,0
96 0,8767 657,7
97 0,9093 682,2
98 0,9429 707,3
99 0,9775 733,4
100 1,0132 760,0
101 1,0499 787,6
102 1,0876 815,9
\ Приложения
Приложение 3
Свойства насыщенного водяного пара
Давление Температура, Удельный Удельная теплота
10s Па кгс/см2 •с объем, м3/кг парообразования, кДж/кг
0,0059 0,006 0 207,00 2500
0,0196 0,02 17,2 63,30 2457
0,098 0,1 45,4 14,96 2388
0,196 0,2 59,7 7,80 2360
0,392 0,4 75,4 4,071 2322
0,588 0,6 85,47 2,785 2297
0,784 0,8 93,0 2,127 2278
0,88 0,9 96,2 1,905 2269
0,98 1,0 99,1 1,726 2262
1,013 1,033 100,0 1,674 2260
1,208 1,23 105,0 1,420 2242
1,76 1,8 116,3 0,996 2215
1,096 2,0 119,6 0,902 2206
2,94 3,0 132,9 0,617 2168
3,92 4,0 142,9 0,4708 2137
4,90 5,0 151,1 0,3818 2111
5,88 6,0 158,1 0,3214 2088
6,86 7,0 164,2 0,2778 2067
7,84 8,0 169,6 0,2446 2048
8,82 9,0 174,5 0,2189 2031
9,8 10,0 179,0 0,1980 2014
11,8 12,0 187,1 0,1663 1984
13,7 14,0 194,1 0,1434 1956
15,7 16,0 200,4 0,1261 1930
17,6 18,0 206,2 0,1125 1907
19,6 20,0 211,4 0,1015 1882
29,4 30,0 232,8 0,0679 1790
39,2 40,0 249,2 0,0506 1712
55,0 56,1 270,0 0,0356 1605
270
271
Приложения
Приложение 4
Наименования основных жирных кислот, входящих
в жирнокислотный состав триглицеридов растительных
масел и животных жиров
Условное обозначение жирной кислоты Наименование жирной кислоты
по тривиальной номенклатуре по женевской номенклатуре
С40 Масляная Бутановая
С6:0 Капроновая Гексановая
С80 Каприловая Октановая
^,(,.0 Каприновая Декановая
С,о., Канринолеиновая Декаценовая
Сц:о У ндециловая Ундециловая
с ^iz.o Лауриновая Додекановая
C12J Л ауроолеи новая Додеценовая
С,зо Тридециловая Тридекаповая
С,,о Миристиновая Тетрадекановая
Си, Миристолеиновая Тетрадеценовая
С,5О Пентадециловая Пептадекановая
с ^160 Пальмитиновая Гексадекановая
С16;1 Пальмитолеиновая Гексадеценовая
Ст, Маргариновая Гептадекановая
С,,, Маргаринолиновая Гептадеценовая
с '“'18:0 Стеариновая Октадекановая
с ^18:1 Олеиновая Октадеценовая
с ^18:2 Линолевая Октадекадиеиовая
с ^18-3 Линоленовая Октадекатриеновая
С,9Л Нонадециловая Нонадекановая
с 20:0 Арахиновая Эйкозановая
с ^201 Гадолеиновая Эйкозеновая
с '“'20.2 Эйкозадиеновая Эйкозадиеновая
C№i Арахидоновая Эйкозатетраеновая
с ^22:0 Бегеновая Докозановая
с2,, Эруковая Докозеновая
с ^22:2 Докозадиеновая Докозадиеновая
С244) Лигноцериновая Тетракозановая
Си:, Селахолевая (нервоновая) Тетракозеновая
272
Приложения
Приложение 5
Соотношение между единицами измерения давления
Единица измерения | Па 1 ат | атм | бар | мм рт. ст. | | мм вод. ст.
1 Па (Н/м2) 1 1,02 103 9,87 10 6 10’ 75 Ю1 0,102
1 ат (техническая атмосфера) 9,81 -104 1 0,968 0,981 736 10“
1 атм (физическая атмосфера) 1,013 -105 1,033 1 1,013 760 1,033 104
1 бар 105 1,02 0,987 1 750 1,02-Ю4
1 мм рт. ст 133 1,36-Ю3 1,32 103 1,33 10~3 1 13,6
1 мм вод. ст 9,81 13,59 10 4 9,68 IO'5 9,81 • 10 5 7,36-10 5 1
Приложение 6
Допустимые уровни пестицидов и токсичных
элементов в нерафинированных и рафинированных
дезодорированных растительных маслах
Ниже приведены допустимые уровни пестицидов, токсичных эле-
ментов в нерафинированных и рафинированных растительных маслах
в соответствии с документом «Гигиенические требования к качеству и
безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. Сани-
тарно-эпидемиологические правила и нормы. СанПиН 2.3.2.1078-01».
Показатель Рафинированное и дезодорированное масла Нерафинированное масло
Токсичные элементы, мг/кг:
свинец 0,1 (0,2*) о,1
мышьяк 0,1 0,1
кадмий 0,05 0,05
ртуть 0,03 0,03
Микотоксины, мг/кг:
афлатоксин В, — 0,005
Пестициды, мг/кг:
гексахлорциклогексан (а-, р-, у-изомеры) 0,05 0,2
ДДТ и его метаболиты 0,1 0,2
Радионуклиды, Бк/кг:
цезий-137 60 60
стронций-90 80 80
* Для арахисового масла.
273
Приложения
Приложение 7
Определение теоретических потерь при рафинации
(модифицированный метод Вессона)
Оборудование:
♦ воронки В-1 (3) 250 по ГОСТ 25336;
♦ колбы Кн-1-250-29\32 ТХС по ГОСТ 25336;
♦ цилиндры 1(3)-25,1(3)-50, 1(3)-100;
♦ пипетки 1-1(2,3)-1(2)-10-0,05.
Реактивы:
♦ калия гидроокись по ГОСТ 24363, ч.д.а., водный раствор с мас-
совой долей 14%;
♦ спирт этиловый технический по ГОСТ 17299 или ГОСТ 18300,
водный раствор с массовой долей 50%;
♦ эфир петролейный по НТД (фракция, выкипающая при темпе-
ратуре 35-60°С).
Проведение испытаний. В колбу отвешивают около 10 г сырого
(нерафинированного) масла с погрешностью не более 0,001 г, прили-
вают 50 мл петролейного эфира, 10 мл 14%-ного водного раствора
КОН и взбалтывают 3 мин. Затем добавляют 25 мл 50%-ного водного
раствора этилового спирта. Тщательно перемешивают и отстаивают
до четкого разделения петролейного эфира и спирта.
Переносят слой петролейного эфира, содержащий нейтрализо-
ванное масло, во вторую колбу на 250 мл, добавляют 35 мл 50%-ного
раствора спирта, тщательно взбалтывают для промывки эфира. Смесь
отстаивают до полного разделения ее на два слоя.
Экстракцию нейтрализованного масла повторяют, дважды добав-
ляя 25 мл петролейного эфира, слегка взбалтывая (энергичное пере-
мешивание может привести к образованию эмульсии), перенося слой
петролейного эфира, содержащий нейтрализованное масло, в чистую
колбу на 250 мл, добавляя 35 мл 50%-ного раствора спирта, тщательно
взбалтывая для промывки эфира и отстаивая.
Промытые эфирные вытяжки объединяют и количественно пере-
носят в предварительно высушенную и взвешенную колбу, сливая че-
рез воронку с бумажным фильтром.
Петролейный эфир отгоняют на водяной бане. Полученный оста-
ток высушивают при температуре 80°С до постоянной массы, взвеши-
вая через каждые 15 мин.
274
Приложения
За постоянную принимают массу, которая после 15 мин сушки от-
личается от предыдущей не более чем на 0,001 г.
Возможно использование вакуум-сушки при температуре 105°С.
Расчет. Выход нейтрализованного масла в процентах вычисляют
по формуле:
М
В =—±lQQ
,м М
где В1м — выход нейтрализованного масла, %; М — навеска масла, г;
МЛ — масса остатка после высушивания, г.
Приложение 8
Основные показатели азота по ГОСТ 9293
Показатель Технический газообразный Жидкий первого сорта Особой чистоты газообразный и жидкий
высшего сорта, высшая катего- рия качества второго сорта, первая катего- рия качества
Выси гая категория качества
Объемная доля, %:
азота, не менее 99,994 99,0 99,6 99,996
кислорода, не менее 0,005 1,0 0,4 0,001
водорода, не более Не нормируется 0,001
суммы углеродсодержа- щих соединений в пере- счете на СО2, не более Не нормируете Я 0,001
Массовая концентрация водяных паров в газооб- разном азоте при 20”С и 101,3 кПа, г/м3, не более 0,005 Выдерживает испытание 0,07 0,005
Температура насыщения азота при давлении 101,3 кПа, °C, не выше -63 — -43 -63
Содержание масла в газообразном азоте Выдерживает испытание Не опреде- ляется
Содержание механичес- ких примесей и влаги в жидком азоте В ы д ерживает испытание
ЛИТЕРАТУРА
1. Арутюнян Н. С., Корнена Е. П., Янова А. И. и др. Технология пе-
реработки жиров. — М.: Пищепромиздат, 1999. — 452 с.
2. Васильева Г.Ф. Дезодорация масел и жиров. — СПб: ГИОРД,
2000. - 192 с
3. Бурнашев В. Р., Белобородов В.В. Основные тенденции в созда-
нии оборудования для дезодорации и физической рафинации масел и
жиров. (Обзорная информация). — М.: АгроНИИТЭИПП, 1991. —
Серия 20. — Вып. 3. — 40 с.
4. Вакуумная техника. Справочник. /Под редакцией Е.С. Флоро-
ва и В.Е. Минайчева — М.: Машиностроение, 1992. — 480 с.
5. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической тех-
нологии. — М.: Химия, 1973. — 752 с.
6. Стопский В. С., Ключкин В.В., Андреев Н.В. Химия жиров и про-
дуктов переработки жирового сырья. — М.: Колос, 1992. — 286 с.
7. Либерман С. Г., Петровский В.П. Справочник по производству
пищевых животных жиров. — М.: Пищевая промышленность, 1972. —
488 с.
8. Ржавская Ф. М. Жиры рыб и морских млекопитающих. — М.:
Пищевая промышленность, 1976. — 472 с.
9. Тютюнников Б. Н., Гладкий Ф. Ф. и др. Химия жиров. — М.: Ко-
лос, 1992. — 448 с.
10. Шмидт А. А. Теоретические основы рафинации растительных
масел. — М.: Пищевая промышленность, 1960. — 340 с.
11. Руководство по технологии получения и переработки расти-
тельных масел и жиров. / Под ред. А.Г. Сергеева — Л.: ВНИИЖ —
Т. II. - 1973. - 351 с.; Т. III, книга 2. - 1977. - 352 с.; Т. VI, книга 1. -
1989.-360 с.
276
Литература
12. Руководство по предотвращению окисления масел. — СПб.:
ВНИИЖ, 1997.
13. МеламудН. Л., Ключкин В. В. Золочевский В. Т. и др. Современные
промышленные катализаторы гидрирования жиров и адсорбенты. —
М.: АгроНИИТЭИПП, (Обзорная информация), 1995. — Серия 20. —
Вып. 1-2. — 92 с.
14. Азнаурьян М. Л., Калашева Н. А. Современные технологии
очистки жиров, производства маргарина и майонеза. - М.: Сампо-
Принт, 1999. - 496 с.
15. Patterson Н. В. IF. Bleaching and Purifying Fats and Oils. Theory
and Practice. — Champaign, Illinois: AOCS PRESS, 1992 — 243 p.
16. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, 4th edn., edited by
D. Swern, John Wiley & Sons, New York, 1979, vol. 1„ 1982, vol. 2.
17. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, 5th edn., edited by
T. H. Applewhite, John Wiley & Sons, New York, 1985, vol. 1, 2, 3.
18. Official and Tentative Methods of the American Oil Chemists’
Society (AOCS). — Champaign, Illinois: AOCS PRESS.
19. Physical and Chemical Characteristics of Oils, Fats and Waxes. —
Champaign, Illinois: AOCS PRESS.
20. Codex Alimentarius. Codex Standard for Named Vegetable Oils
and Fats. Codex Stand 210-99.
21. Codex Alimentarius. Codex Standard for Named Animals Fats.
Codex Stand 211-99.
22. Технический бюллетень фирмы «Alfa Laval».
23. Технический бюллетень фирмы «De Smet».
24. Технический бюллетень фирмы «Кгирр».
25. Технический бюллетень фирмы «Sud Chemie».
26. Технический бюллетень фирмы «World Minerals».
27. Технический бюллетень фирмы «Engelhard».
Оглавление
Предисловие ........................................................... 3
Введение .............................................................. 7
1. ОСНОВНОЕ ЖИРОВОЕ СЫРЬЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА .. 9
1.1. Растительные масла ........................................... И
1.1.1. Лауриновая группа(кокосовоеи пальмоядровое масла).......15
1.1.2. Эруковая группа (высокоэруковые рапсовое, горчичное
и сурепное масла)..........................................15
1.1.3. Линоленовая группа (низкоэруковые рапсовое, горчичное,
сурепное, льняное, пшеничное, рыжиковое и соевое масла) ...15
1.1.4. Пальмитиновая группа (хлопковое, пальмовое масла и масло
какао) ................................................... 16
1.1.5. Олеиновая группа (абрикосовое, арахисовое, кориандровое,
миндальное, оливковое, персиковое, подсолнечное
высокоолеиновое, рисовое и сливовое масла).................17
1.1.6. Олеиново-линолевая группа (кунжутное и вишневое масла) .18
1.1.7. Линолевая группа (арбузное, виноградное, кедровое,
кукурузное, подсолнечное, сафлоровое, томатное и тыквенное
масла) ................................................... 18
1.1.8. Селекция масличных культур .............................19
1.2. Жиры наземных животных ...................................... 19
1.2.1. Молочный жир .......................................... 22
1.2.2. Свиной жир..............................................22
1.2.3. Бараний жир.............................................22
1.2.4. Говяжий жир ............................................23
1.2.5. Костный жир ............................................23
1.3. Жиры морских животных и рыб ................................. 24
1.3.1. Китовый жир ............................................24
1.3.2. Кашалотовый жир ........................................25
1.3.3. Тресковый жир ..........................................25
278
Оглавление
2. НЕЖИРОВЫЕ ПРИМЕСИ И СОПУТСТВУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА ... 28
2.1. Фосфолипиды ...................................... 29
2.2. Пигменты (каротиноиды, госсипол, хлорофиллы) ..... 34
2.2.1. Каротиноиды ..................................34
2.2.2. Хлорофиллы....................................35
2.2.3. Госсипол......................................35
2.3. Воски ............................................ 35
2.4. Жирорастворимые витамины ......................... 36
2.4.1. Витамин А ....................................37
2.4.2. Витамины группы D ............................37
2.4.3. Витамин Е ....................................37
2.4.4. Витамин К.....................................39
2.5. Стеролы .......................................... 39
2.6. Вещества, определяющие вкус и запах............... 39
2.7. Соединения типа гликолипидов, гликопротеидов,
фосфопротеидов ........................................ 41
2.8. Свободные жирные кислоты ......................... 41
2.9. Продукты окислительной порчи масел и жиров ....... 41
3. ТРАНСПОРТИРОВКА И ПРИЕМ ЖИРОВОГО СЫРЬЯ...................44
4. ЦЕЛЬ РАФИНАЦИИ И ОСНОВНЫЕ МОДУЛИ.........................46
4.1. Цель рафинации.................................... 47
4.2. Основные модули рафинации......................... 48
5. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И МЕТОДОВ РАФИНАЦИИ .. 55
5.1. Гидромеханические методы.......................... 56
5.1.1. Разделение фаз — отстаивание..................56
5.1.2. Разделение фаз — центрифугирование............60
5.1.3. Разделение фаз — фильтрование.................69
5.2. Физико-химические методы рафинации ............... 77
5.2.1. Гидратация фосфолипидов из масел .............77
5.2.2. Щелочная нейтрализация масел и жиров .........99
6. СХЕМЫ РАФИНАЦИИ МАСЕЛ И ЖИРОВ...........................117
6.1. Технологическая схема периодической рафинации ... 117
6.2. Технологические схемы непрерывной рафинации ..... 119
6.2.1. Рафинация с использованием сепараторов........119
279
Оглавление
6.2.2. Рафинация в мыльно-щелочной среде (комбинированная) .130
6.3. Обработка соапстоков .................................... 132
7. АДСОРБЦИОННАЯ РАФИНАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ
(МОДУЛЬ 3) ...............................................135
7.1. Основы процесса адсорбционной рафинации масел и жиров
и применяемые адсорбенты ............................. 135
7.2. Способы адсорбционной очистки ........................... 141
8. ВЫВЕДЕНИЕ ИЗ МАСЕЛ ВОСКОВ И ВОСКОПОДОБНЫХ
ВЕЩЕСТВ (МОДУЛЬ 4) .......................................147
8.1. Вымораживание (винтеризация) масел....................... 148
8.2. Другие способы выведения восков и воскоподобных веществ ... 152
9. ДЕЗОДОРАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ (МОДУЛЬ 5)............................154
9.1. Вещества, определяющие вкус и запах масел и жиров........ 154
9.2. Органолептические показатели дезодорированного масла
или жира ............................................. 156
9.3. Теоретические основы дезодорации
и условия ее проведения .............................. 157
9.4. Дезодорация масел и жиров периодическим способом ........ 164
9.5. Дезодорация масел и жиров непрерывным способом........... 168
9.6. Замкнутая система охлаждения барометрических вод ........ 194
10. БЕСЩЕЛОЧНАЯ ИЛИ ДИСТИЛЛЯЦИОННАЯ РАФИНАЦИЯ
МАСЕЛ И ЖИРОВ.............................................196
11. КОМПЛЕКСНАЯ СХЕМА РАФИНАЦИИ МАСЕЛ И ЖИРОВ ... 198
11.1. Структура рафинационного комплекса фирмы «Де Смет» ......200
11.1.1. Модуль-схема кислотной гидратации при комплексном способе
физической рафинации масел.........................201
11.1.2. Модуль-схема совмещенной кислотной гидратации и щелочной
рафинации масел ...................................204
11.1.3. Модуль-схема адсорбционной рафинации
(отбеливания) масел................................204
11.1.4. Модуль-схема винтеризации (вымораживания) масел ....206
11.1.5. Модуль-схема дезодорации (физической рафинации) масел
и жиров ...........................................209
11.2. Структура рафинационного комплекса фирмы «Крупп».212
280
Оглавление
11.2.1. Кислотная гидратация, совмещенная с низкотемпературной
винтеризацией .........................................213
11.2.2. Схема адсорбционной очистки ......................215
11.2.3. Схема дезодорации ................................216
11.3. Структура рафинационного комплекса фирмы
«Альфа Лаваль» .................................... 218
11.3.1. Схема щелочной рафинации и низкотемпературной
гидратации (метод «Комби Вэкс» — мокрая винтеризация) .219
11.3.2. Схема кислотной гидратации и винтеризации
при низкотемпературной промывке ...........................221
11.3.3. Схема мокрой адсорбционной очистки (отбеливания) .222
11.3.4. Схема дезодорации «Софт Колумн» ..................222
11.4. Комплексная линия рафинации КубГТУ..................... 226
12. ПРЕДОХРАНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И ЖИРОВ
ОТ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ПОРЧИ........................................229
13. НОРМИРОВАНИЕ ОТХОДОВ И ПОТЕРЬ МАСЕЛ И ЖИРОВ
ПРИ РАФИНАЦИИ.................................................231
13.1. Характеристика отходов и потерь масел и жиров ......... 231
13.2. Нормативы отходов и потерь ............................ 232
14. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, ГОТОВОЙ
ПРОДУКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА........................234
15. ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ
И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ......................................255
16. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И ЖИРОВ...............................261
ПРИЛОЖЕНИЯ .................................................... 269
Приложение 1. Удельный вес и концентрация растворов
гидроксида натрия (NaOH) при 15°С .............. 269
Приложение 2. Давление насыщенного водяного пара
в зависимости от температуры.................... 270
Приложение 3. Свойства насыщенного водяного пара ............ 271
Приложение 4. Наименования основных жирных кислот, входящих
в жирнокислотный состав триглицеридов растительных масел
и животных жиров ............................... 272
281
Оглавление
Приложение 5. Соотношение между единицами измерения
давления .........................................273
Приложение 6. Допустимые уровни пестицидов и токсичных
элементов в нерафинированных и рафинированных
дезодорированных растительных маслах..............273
Приложение 7. Определение теоретических потерь при
рафинации (модифицированный метод Вессона) ...... 274
Приложение 8. Основные показатели азота по ГОСТ 9293 . 275
ЛИТЕРАТУРА ..............................................276
Производственно-практическое издание
[Арутюнян Норайр Степанович],
Корнена Елена Павловна,
Нестерова Екатерина Анатольевна
РАФИНАЦИЯ МАСЕЛ И ЖИРОВ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ, ПРАКТИКА, ТЕХНОЛОГИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ
Редактор Рубинов А. 3.
Технический редактор Игнашоя Д. А.
Корректор Дудина Е. И.
Лицензия ИД № 06311 от 19.11.01. Подписано в печать 29.07.04
Формат бумаги 60 х 88'/ Печать офсетная.
Бумага офсетная. Гарнитура Петербург. Объем 17,6 п.л.
Тираж 1000 экз. Заказ № 3461
ЗАО ГИОРД. 192148, Санкт-Петербург, а/я 8. Тел. (812) 327-92-20
Отпечатано с готовых диапозитивов
в ГУП «Типография «Наука»
199034, Санкт-Петербург, 9 линия, 12