Рафинация жиров (Товбин, Фаниев) 1977 год

Контроль и регулирование производственных процессов.

Контрольные вопросы.

Приемка, хранение и подготовка сырья и материалов.

Характеристика жирового сырья.

Приемка жиров.

Хранение и перекачка жиров.

Приготовление растворов щелочи и подготовка воды.

Контрольные вопросы.

Гидратация фосфатидов и выведение воскообразных веществ.

Гидратация фосфатидов.

Физико-химические основы процесса гидратации фосфатидов.

Технология гидратации фосфатидов.

Гидратация фосфатидов в аппаратуре непрерывного действия.

Гидратация фосфатидов в аппаратуре периодического действия.

Обработка фосфатидов.

Качественные показатели продуктов гидратации.

Выделение из подсолнечного масла воскообразных веществ.

Контрольные вопросы.

Щелочная рафинация светлых масел и саломаса.

Физико-химические основы щелочной рафинации.

Общие принципы щелочной рафинации.

Технология щелочной рафинации.

Щелочная рафинация на линиях непрерывного действия с сепараторами.

Щелочная рафинация в мыльно-щелочной среде.

Щелочная рафинация в аппаратуре периодического действия.

Качественные показатели продуктов щелочной рафинации.

Отбеливание и фильтрация жиров и масел.

Отбеливание жиров и масел.

Физико-химические основы отбеливания жиров и масел.

Технология отбеливания жиров и масел.

Отбеливание жиров в аппаратуре непрерывного действия.

Отбеливание жиров в аппаратуре периодического действия.

фильтрование жиров.

Физические основы фильтрования жиров.

Технология фильтрования жиров.

Утилизация отработавших отбеливающих порошков.

Контрольные вопросы.

Дезодорация жиров и масел.

Физические основы дезодорации жиров и масел.

Подготовка жиров к дезодорации.

Требования к водяному пару.

Технология дезодорации жиров и масел.

Дезодорация жиров в аппаратуре непрерывного действия.

Новые методы дезодорации.

Дезодорация жиров в аппаратуре периодического действия.

Качественные показатели дезодорированных жиров и масел.

Контрольные вопросы.

Рафинация хлопкового масла.

Физико-химические основы осаждения госсипола.

Обработка хлопкового масла антраниловой кислотой.

Щелочная рафинация хлопкового масла.

Рафинация хлопкового масла в аппаратуре непрерывного действия.

Рафинация хлопкового масла в аппаратуре периодического действия.

Рафинация хлопкового масла в мисцелле.

Качественные показатели рафинированного хлопкового масла и побочных продуктов.

Контрольные вопросы.

Обработка соапстоков и сточных вод.

Обработка соапстоков.

Состав соапстоков.

Методы обработки соапстоков.

Очистка сточных вод.

Характеристика сточных вод.

Методы очистки сточных вод.

Контрольные вопросы.

Охрана труда и техника безопасности.

Инструктаж по безопасным условиям работы.

Предупреждение травматизма на рабочих местах.

Содержание помещений.

Техника безопасности при обслуживании электрооборудования.

Противопожарные мероприятия.

Первая медицинская помощь.

Контрольные вопросы.

Список рекомендуемой литературы.

ВВЕДЕНИЕ

Значительное место в структуре пищевой промышленности Советского Союза занимают масло-жировая и маргариновая отрасли. В 1976 г. на их долю приходилось около 13% от объема продукции, реализуемой предприятиями /Министерства пищевой промышленности СССР. Главной задачей масло-жировой и маргариновой промышленности на предстоящие годы является увеличение выпуска и повышение качества растительных масел и разнообразных продуктов, получаемых путем дальнейшей переработки растительных масел и животных жиров. К ним относятся пищевые салатные масла в жидком виде, маргарин, кондитерские, хлебопекарные и кулинарные жиры, майонез, пищевой и технический саломас, хозяйственное и туалетное мыло, мыльные и стиральные порошки, олифа, жирные кислоты, глицерин, стеарин, олеин и пр.

Особенно большую роль играет масло-жировая промышленность в обеспечении потребностей населения в пищевых жирах.

Специалисты в области питания в нашей стране и за рубежом придают большое значение увеличению доли растительных масел, используемых в пищу, так как в их составе содержатся важные незаменимые или полиненасыщенные жирные кислоты, благоприятно влияющие на организм человека. В 1975 г. среднее потребление растительных масел на продовольственные цели (включая маргарин, майонез и другие продовольственные товары) составляло 7,8 кг в год на душу населения; По расчетам к 1980 г. оно должно повыситься до 9-9,5 кг в год.

Для увеличения потребления в пищу растительных жиров следует разнообразить их товарную форму. Наряду с выпуском жидких растительных, так называемых салатных, масел необходимо обеспечить потребность населения, предприятий пищевой промышленности и общественного питания в твердых видах жиров, изготовленных в основном на растительной основе. К ним относятся различные виды маргарина, кондитерские, хлебопекарные и кулинарные жиры, выработка которых в 1975 г. впервые в нашей стране достигла 1 млн. т. Для производства этой продукции в различных районах страны, в основном в крупных промышленных центрах, создана разветвленная сеть специализированных маргариновых заводов, оснащенных современной техникой.

Производство и потребление маргариновой продукции в нашей стране, как и во многих зарубежных странах, систематически возрастает. В течение десятой пятилетки производство маргариновой продукции намечено увеличить в 1,3 раза. Производство растительных масел главным образом для пищевых целей возрастет более чем на 22% по сравнению с производством в 1975 г.

Растительные масла, извлекаемые из семян, и многие животные жиры, вытапливаемые из сала-сырца, содержат разнообразные, в том числе нежелательные примеси. Количество и состав примесей, находящихся в сырых маслах, колеблется в широком интервале и зависит от вида масла, качества использованного сырья и способа его переработки. Некоторые масла, как, например, подсолнечное, выработанное методом прессования из здоровых зрелых семян, часто применяется в пищу и в сыром виде без очистки. Другие же масла, такие, как хлопковое или соевое, из-за темного цвета, а хлопковое также из-за наличия в нем токсических примесей и все масла с повышенной кислотностью в сыром виде в пищу не применяются и должны быть предварительно очищены - отрафинированы.

Растительные масла, используемые для промышленной переработки на пищевые продукты и на техническую продукцию, как правило, подвергают предварительной очистке, в результате которой из них удаляются те или иные примеси, мешающие ведению технологического процесса или ухудшающие качество получаемой продукции. Процесс очистки жиров от примесей называется рафинацией. Наиболее полной рафинации подвергаются жиры, используемые для производства маргариновой продукции и майонеза, различных консервов и другой пищевой продукции. В большей или меньшей мере, в зависимости от требований к качеству продукции, очищают масла, направляемые для выработки саломаса, олифы, лаков, мыла и др.

Таким образом, в настоящее время большая часть вырабатываемых растительных масел (а в перспективе все масла) проходит ту или иную степень очистки.

На начало десятой пятилетки в масло-жировой промышленности находилось в эксплуатации около 90 рафинационных цехов и участков (не считая цехов первичной очистки при маслозаводах) мощностью более 2500 тыс. т перерабатываемых жиров в год. Рафинационные цехи и участки, как правило, имеют все предприятия, вырабатывающие хлопковое и соевое масла, саломас и маргариновую продукцию. В соответствии с перспективными планами в предстоящие годы участки для рафинации будут создаваться также на маслозаводах,, вырабатывающих подсолнечное и другие растительные масла.

4

Техника и технология рафинации жиров непрерывно совершенствуется. На основе работ советских ученых и опыта передовиков производства созданы оригинальные технологические схемы, обеспечивающие высокий эффект очистки масел признательном сокращении отходов и потерь. Радиационное производство оснащается современным высокопроизводительным оборудованием непрерывного действия, благодаря которому повышается мощность цехов и значительно сокращаются трудовые затраты.

На экономические показатели всех процессов рафинации жиров решающее влияние оказывает количество отходов и потерь, образующихся в производстве при получении продукта с заданными качественными показателями. Качество продукта в свою очередь зависит от умения аппаратчика выбрать оптимальный вариант ведения процесса рафинации и от соблюдения всех параметров, предусмотренных для данных условий.

Задачи, стоящие перед масло-жировой и маргариновой промышленностью по дальнейшему улучшению качества выпускаемой продукции, по внедрению новой техники и прогрессивной технологии, по снижению материалоемкости, по повышению производительности труда, экономической эффективности производства в целом, могут быть успешно решены при наличии квалифицированных кадров эксплуатационного персонала. Этот персонал должен полностью и в деталях овладеть комплексом теоретических и практических знаний, которые помогут ему квалифицированно, со знанием дела проводить все операции, предусмотренные технологическим процессом, получать высококачественную продукцию при минимальных материальных, трудовых и энергетических затратах.

Хотя смеситель 4 имеет механическую мешалку, в линии установлен шестеренчатый циркуляционный насос 8, при помощи которого суспензия непрерывно перекачивается из нижней части смесителя в верхнюю, что препятствует оседанию антраниловой кислоты в конусе аппарата и обеспечивает равномерную концентрацию ее во всем объеме.

      Из смесителя приготовленная суспензия насосом-дозатором: 9 подается в реактор 10, в который одновременно насос 7 подает из второго резервуара 6 в заданном количестве рафинируемое масло. Перед поступлением в реактор масло подогревается в трубчатом нагревателе 12.

      Из аппарата 10 реакционная смесь насосом 11 через второй трубчатый нагреватель 12 подается в три экспозиторы 13, в которых завершается реакция взаимодействия госсипола и его-производных с антраниловой кислотой и формируется осадок. Из экспозиторов реакционная масса насосами 14 подается последовательно через два трубчатых холодильника 15, охлаждается в них сначала водой, а затем рассолом, после чего поступает в последний экспозитор 16. Смесь из экспозиторы 16 насосом 17 направляется на фильтрование.

      Трубопроводы линии проложены так, что экспозиторы могут работать параллельно или последовательно, при этом из любого экспозиторы реакционная смесь может быть подана на охлаждение и на дальнейшую обработку.

      Фильтрование для отделения антранилата госсипола производится на герметических фильтрах 18 с механической выгрузкой осадка. Масло, освобожденное от госсипола, пройдя автоматические весы 5, собирается в приемном резервуаре 19, из которого насосом 20 перекачивается на щёлочную рафинацию. Первые мутные порции фильтрата собираются в промежуточном резервуаре 21 и затем насосом 22 возвращаются на повторное фильтрование.

      После того как поверхность фильтра оказывается заполненной осадком, его выключают (переводя процесс на второй подготовленный фильтр) и проводят обезжиривание. С этой целью из конуса фильтра спускают в резервуар 21 оставшееся в нем: масло и после плотного перекрытия всей запорной арматуры обрабатывают осадок растворителем (бензином или гексаном),, который поступает из резервуара 23, разделенного перегородками на четыре секции: в первой находится чистый растворитель, во второй — слабый раствор масла в растворителе (слабая мис-целла), в третьей — раствор средней крепости (средняя мисцел-ла) и в четвертой — крепкая мисцелла.

      Промывку осадка ведут многократно противотоком — сначала подают мисцеллу средней крепости, затем слабую и под конец подают чистый растворитель. Этим достигается достаточнополное обезжиривание при небольшом расходе растворителя.

      Насос 24 забирает растворитель из резервуара и прокачивает его через нагреватель 25 в фильтр 18. Растворитель движется в фильтре в том же направлении, что суспензия антранилата госсипола в масле. Постепенно осадок обезжиривается. Крепкий раствор масла в растворителе направляется в дистилляционный аппарат (на схеме не показан), в котором от масла отгоняется растворитель. Это масло присоединяется к продукту, передаваемому на щёлочную рафинацию.

      Следующей операцией является отгонка растворителя, оставшегося в обезжиренном осадке антранилата. Ее проводят в два этапа. На первом этапе в испарителе 26 готовят перегретые пары растворителя, которые направляются в фильтр 18. Здесь они, соприкасаясь с осадком, передают ему часть тепла, благодаря чему, растворитель, находящийся в осадке, испаряется. Отходящие из фильтра пары растворителя через ловушку 27 направляются в трубчатый холодильник-конденсатор 28, а из него — в водоотделитель 29. Отсюда растворитель стекает в сборный резервуар. На втором этапе для окончательного удаления растворителя из осадка пропускают в фильтр перегретый водяной пар. Образующуюся смесь паров воды и растворителя направляют в ту же систему — ловушку 27, конденсатор 28 и водоотделитель 29.

      Перед выгрузкой осадка с фильтра его заполняют из баллона 30 инертным газом (углекислым газом или азотом), чтобы при открытии фильтра не образовалась взрывоопасная смесь паров растворителя и воздуха. Осадок из фильтра 18 выгружают в сборник с лопастной мешалкой 31. Отсюда он передается в бункер 32 для фасовки в мешки.

      Основное оборудование. Для обработки масла антраниловой кислотой применяют следующее основное оборудование.

      Бункер предназначается для приема и кратковременного хранения в цехе антраниловой кислоты. Он представляет собой стальной вертикальный аппарат с цилиндрическим корпусом, коническим дном и плоской крышкой. Для предупреждения слеживания антраниловой кислоты в бункере предусмотрен ленточный механический ворошитель с частотой вращения 18 — 20 об/мин. Емкость бункера 1 м3, что обеспечивает обычно суточный запас антраниловой кислоты.

      Смеситель предусмотрен для подготовки суспензии антраниловой кислоты в хлопковом масле. Он представляет собой (рис. 80) стальной вертикальный аппарат объемом 4 м3. Аппарат имеет цилиндрический корпус 1 с коническим днищем, плоской крышкой и пароводяной рубашкой 9. Рубашка заполняется водой, в которую через перфорированный змеевик пропускается острый водяной пар.

      Для смешивания антраниловой кислоты с маслом в аппарате смонтирована вертикальная ленточная мешалка с частотой вращения 20 — 22 об/мин. Вертикальный вал мешалки 6 приводится 200 во вращение от электродвигателя 5 через редуктор 4. На крышке аппарата имеются патрубки: 2 — для подачи масла, 3 — для подачи антраниловой кислоты, 7 — для циркулирующей суспензии. Выпуск суспензии из аппарата производится через патрубок 12. Для периодического осмотра и зачистки аппарата имеется люк 13. При помощи лап 14 аппарат подвешивается к несущим конструкциям.

      Реактор предназначен для обработки хлопкового масла антраниловой кислотой. По своей конструкции он мало отличается от описанного выше смесителя для приготовления суспензии антраниловой кислоты. Его отличием является несколько меньший объем — 2,5 м3. Ленточная мешалка имеет частоту враще- ния 30 — 35 об/мин. Производительность аппарата до 3,5 т масла в час.

      Экспозитор предназначен для выдержки масла, обработанного антраниловой кислотой, с целью завершения реакции и формирования осадка антранилата госсидола.

      Он представляет собой (рис.81) стальной вертикальный аппарат объемом 7 м3. Его цилиндрический корпус 1 высотой око-до 6,5 м; он состоит из трехцарг, соединенных между собой фланцами. Две царги — средняя и нижняя — имеют пароводяные рубашки 9 для обогрева горячей водой. Днище аппарата коническое, крышка 2 плоская.

      Ленточная мешалка 8, насаженная на вертикальный вал 6, имеет частоту вращения 30 — 35 об/мин. Мешалка приводится Во вращение от электродвигателя 3 через редуктор 4. По патрубку 5 в аппарат поступает обрабатываемый материал из реактора смесителя, а через патрубок 11 в коническом дне он отводится из аппарата. Производительность аппарата до 1,2 — 2 т масла в час.

      Дисковый фильтр с механической выгрузкой осадка выполняет несколько функций: отделение осадка антранилата госси-пола от масла, далее на фильтре осадок антранилата госсипола обрабатывается растворителем для извлечения из него оставшегося масла; наконец, в нем же осадок обрабатывается для удаления растворителя.

      Конструкция дисковых фильтров была описана в главе 6. Для отделения госсиполата натрия устанавливаются дисковые фильтры во взрывобезопасном исполнении, рассчитанном для работы с легколетучими растворителями. К корпусу приварено 1несколько дополнительных патрубков для подвода и выпуска растворителя и его паров.

      Режим выведения госсипола из масла. Агрегаты технологической линии включают в работу в следующей последовательности (см. рис. 79). Принимают рафинированное масло. Приготовляют в смесителе 4 суспензию антраниловой кислоты в масле, включив для этого автоматические весы 2, шнек 3 и циркуляционный насос 8. Для приготовления суспензии предпочтительно применяют форпрес-совое или рафинированное масло, которое нагревают до 75 — 80° С.

      Включают электродвигатель реактора 10 и начинают подачу в него насосом 7 масла и насосом-дозатором 9 суспензии антраниловой кислоты. В этот момент пускают греющий пар в трубчатый нагреватель 12 и в рубашку реактора 10. Температуру масла в реакторе поддерживают на уровне 80 — 85° С. Длительность перемешивания масла с суспензией 20 — 30 мин. Количество подаваемой суспензии антранилата госсипола рассчитывают, исходя из расхода 0,53% антраниловой кислоты на 1 % госсипола, находящегося в масле, или соответственно 10,6% 5%-ной суспензии кислоты.

      Концентрация осадка антранилата госсипола во всей массе масла около 1,5%.

      Во время передачи реакционной массы в экспозиторы 13 подают греющий пар в трубчатый нагреватель 12, поддерживая температуру масла на уровне 80 — 85° С. При длительной вы-202

      держке масла в экспозиторах 13 греющий пар подается также в их рубашки, заполненные горячей водой.

      Общая продолжительность выдержки масла с антраниловой кислотой в экспозиторах для формирования осадка 6 ч. Затем его охлаждают, прокачивая через холодильники 15 до 25 — 30° С. Охлажденное масло выдерживают в последнем экспозиторе около 2 ч при этой температуре и затем передают на фильтрование.

      Заполнение фильтра 18 смесью масла с выпавшим осадком антранилата госсипола производится при выключенном электродвигателе фильтра. В период заполнения из фильтра выпускают через воздушный краник воздух.

      До того, как на фильтрующих сетках накопится небольшой слой осадка, фильтруемое масло выходит мутным и его принимают в промежуточный резервуар 21. При нормальном состоянии сеток мутные порции фильтрата вытекают в течение первых 10 — 15 мин. Если этот период затягивается, то, по-видимому, повреждена поверхность фильтрующих сеток и фильтр надо остановить и осмотреть.

      Когда из фильтра начинает выходить масло, освобожденное от осадка, переключают линию на резервуар 19 обезгоссиполен-ного масла; масло взвешивается на весах 5.

      Цикл фильтрования в зависимости от содержания госсипола в масле и количества образующегося госсиполата натрия продолжается 8 — 15 ч. За час через фильтр проходит в среднем 2 т масла. За весь цикл в фильтре остается около 1000 кг осадка (антранилат госсипола вместе с содержащимся в нем маслом), образующий на фильтрующих дисках слой толщиной около 25 мм.

      Когда сопротивление фильтра возрастает и производительность его уменьшается, фильтр останавливают на перезарядку.

      Перед выгрузкой из фильтра осадок обезжиривают и затем тщательно удаляют из осадка и аппарата оставшийся растворитель.

      Перед пуском линии в работу после ремонта, ревизии или длительной остановки тщательно осматривают аппаратуру, коммуникации и контрольно-измерительные приборы, а также проверяют установку и крепление ограждения всех вращающихся механизмов. Оборудование после ремонта хорошо промывают горячей водой. Затем принимают в резервуары 6 (см. рис. 79) через весы 5 масло, а в бункер 1 загружают антраниловую кислоту.

      При кратковременном прекращении работы останавливают насосы 7 и 9, подающие масло и суспензию антраниловой кислоты в реактор 10, и соответственно насос 11, откачивающий реакционную смесь; при кратковременной остановке фильтра выключают насос 17. Если остановка произошла в период обработки осадка растворителем, выключают насос 24 и закрывают пар в аппарате 26.

      При остановке линии на длительный период придерживаются следующей примерной последовательности операций. Срабатывают сырое масло, находящееся в резервуарах 6, и суспензия антраниловой кислоты, имеющаяся в смесителе 4, после чего останавливают соответствующие насосы и выключают пар в трубчатом подогревателе 12. Затем выкачивают из реактора 10 всю реакционную смесь в экспозиторы 13, выключают электродвигатель и закрывают вентиль на линии, подающей пар во второй подогреватель. После опорожнения экспозиторов 13 выключают воду и охлаждающий рассол в холодильниках 15.