Рафиниране на масло и оборудване

Пречистването на масла от съпътстващи вещества се нарича рафиниране. При извършване на рафиниране е необходимо не само да се отстранят нежеланите примеси, но и да се запазят всички ценни вещества, съдържащи се в мазнината, за да се предотврати тяхната загуба и разлагане.

Съвременните методи за рафиниране на мазнини и масла се подразделят на физически (утаяване, центрофугиране, филтриране); химически (хидратация, алкално рафиниране) и физикохимични (адсорбционно рафиниране, дезодориране). Изборът на метод за рафиниране зависи от състава и количеството примеси, техните свойства и предназначението на маслото. В повечето случаи се използва комбинация от няколко метода за пълно почистване на маслото.

Методите за физическо рафиниране се използват при първичното рафиниране на нефт, както и за отстраняване на неразтворимите в масло частици, образувани по време на рафинирането.

Отстраняването на твърди примеси от маслото: частици от целулоза, брашно и кекс - утаяване - се извършва върху механизирани утайни уловители, като се използват центрофуги за непрекъснато утаяване, както и чрез филтриране върху рамкови филтър-преси.

Центрофугирането е ефективен метод за отстраняване на окачени примеси и вода от масла. Разграничете разделящите центрофуги (използвани за отделяне на вода от масло) и избистрящи (използвани за отстраняване на механични примеси). В сепариращия сепаратор първоначалното масло под налягане до 0,3 МРа навлиза през кухия вал в работния барабан, където под действието на центробежната сила се разделя на два потока: тежка течност с утайка и мазнина. Утайките се натрупват по вътрешните стени на барабана, течната течност, движеща се по долната повърхност на плочите, се отстранява, мазнините, движещи се по горната повърхност на плочите към центъра на барабана, се отстраняват.

Избистрянето на масла, съдържащи значително количество примеси, се извършва чрез центрофугиране - с помощта на самоизпразваща се центрофуга. Филтрацията върху филтър пресите се използва широко за отстраняване на утайките, съдържащи се в маслата. По време на филтрирането течността преминава през порите на филтърния материал и суспендираните частици се задържат върху филтъра.

Химични методи за рафиниране се използват за отстраняване на свободни мастни киселини, фосфолипиди, протеини, слуз и някои други съединения.
Един от най-важните методи за химическо почистване на мазнините е хидратацията.

Фигура: 1. Коагулатор:

1 - калъф; 2 - редуктор; 3 - бъркалка.

Фигура: 2. Картер за непрекъсната работа: 1 - корпус на картера; 2 - разклонителна тръба; 3 - разпределителна тръба; 4 - плочи.

Хидратацията (отстраняване на примесите с вода) дава възможност [да се изолират вещества с хидрофилни свойства в маслото, предимно фосфолипиди. Фосфолипидите, макар и да са ценни в храната и биологичните - по отношение на съединения с антиоксидантни свойства, но по време на съхранението маслата изпадат под формата на лесно разлагаща се утайка. Те също така затрудняват присъствието в маслото за извършване на редица технологични операции за неговата преработка. Следователно е необходимо те да бъдат отстранени от маслото чрез хидратация и след това да се използват за храни и фуражи като независим продукт.

По време на хидратацията маслото се обработва с вода в струен смесител от ежектор, който осигурява интензивно смесване на масло и вода. Смес от масло и вода (за слънчогледово олио при температура 45-60 ° C) се изпраща в коагулатор, където се образува хидратационна утайка, която се отделя в картер. Коалестърът (фиг. 1) има рамков смесител 5, въртящ се с честота 13 об/мин. Времето на престой на маслото в коагулатора е 0,5 часа. Сместа от масло и вода бавно преминава през коалесфера, оставяйки под формата на масло, съдържащо образувани люспи от фосфолипиди. Разделянето на фосфолипидните люспи и маслото се извършва в непрекъснат картер (фиг. 2).

Фигура: 3. Сушилня и обезвъздушител:

1 - дюзи; 2 - врат; 3 - контактна повърхност; 4 - бобина.

Фигура: 4. Непрекъснат неутрализатор:

1 - перфориран диод; 2 - централна тръба; 3 - разпределителен улей за алкален разтвор; 4 - разклонителна тръба; 5 - сифонна тръба.

Хидратационната утайка от дъното на утаителя непрекъснато се подава в ротационен филмов сушилня за сушене. Утайката се разпределя равномерно от лопатките на ротора по вътрешната повърхност на апарата. Роторът се върти с честота 800 об/мин, остатъчното налягане в апарата е 5,0–8,0 kPa. Температура на утайката 60-70 ° С, време на сушене 2 минути. При тези условия съдържанието на влага в хидратационната утайка намалява от 35 на 2%. Изсушеният фосфатиден концентрат се изпраща за опаковане в метални кутии.

За дехидратация хидратираното масло се изпраща в апарат за сушене-обезвъздушаване (фиг. 3), където маслото се напръсква с помощта на дюзи във вакуум. Влагата се изпарява и капки изсушено масло попадат върху контактните повърхности, където маслото допълнително се дехидратира на тънък слой. Първоначална влажност на маслото 0,2%, крайна - 0,05%; температура 85-90 ° C. Остатъчно налягане в апарата 2.7-5.3 kPa.

Хидратираното (слънчогледово) масло трябва да се освободи от восъци и подобни на восък вещества. За целта маслото се подлага на замразяване - първо се охлажда до 20 ° C, а след това до 10-12 ° C и се изпраща до износителя - цилиндричен апарат, снабден с бавно въртяща се рамкова бъркалка 1 (2 rpm), където восъкът кристализира в рамките на 4 часа, разтворен в масло. В същото време от маслото се отделят фосфорсъдържащи вещества (нехидратируеми фосфолипиди), които не се отстраняват напълно от маслото по време на хидратацията. Леко затоплено масло (при температура 18–20 ° C) се изпраща от дисплея към рамкови филтър преси. Операцията по отстраняване на восъците и восъкоподобните вещества от маслото по описания начин се нарича замразяване от маслото.

Алкалното рафиниране е обработка на масло с алкали. За неутрализиране на свободните мастни киселини реакцията протича с образуването на неразтворими в масло соли (сапуни) R - COOH + NaOH -> RCOONa + NaO.

Последните се утаяват, като частично носят заедно със себе си различни примеси: багрила, протеини, слуз. Получените утайки след алкално рафиниране се наричат запаси от сапун.

Алкалното рафиниране също е придружено от частично разлагане на неутрални мазнини, което е нежелателно, тъй като води до намаляване на добива на рафинирано масло.

Скоростта на рафиниране, ефективността на образуването на сапунен запас (утайка), неговата структура и количеството неутрални загуби на мазнини зависят от киселинното число на маслото, естеството и количеството примеси, концентрацията на алкали, температурата и условията на алкални рафиниране.

Хидратираното (в случай на преработка на слънчогледово масло, също замразено) масло попада в долната част на непрекъснат неутрализатор (фиг. 4), изпълнен с алкален разтвор. Тук с помощта на перфориран разпределител масло под формата на капки с диаметър 2 mm се разпределя в алкален разтвор и бавно изплува на повърхността му, тъй като плътността на маслото е по-малка от тази на воден разтвор на алкал. Поради доброто разпределение на маслото в алкалния разтвор, свободните мастни киселини на маслото се неутрализират. От повърхността на алкалния разтвор маслото се отвежда в апарат за сушене-обезвъздушаване, като предварително се обработва маслото с разтвор на лимонена киселина, за да се разложи сапунът в смесител за изхвърляне или изплакване с вода.

Сапунено-алкалният разтвор от неутрализатора непрекъснато се прехвърля във фабриката за сапун.

Неутрализаторът се пълни с воден алкален разтвор с концентрация 8-15 g/l. Температурата на маслото и разтвора за повечето масла е 68-75 ° С.

„Вариант на алкално рафиниране е рафинирането (неутрализирането) в мицела, използвано за памучно масло. Оптималната концентрация на мицела за рафиниране е 35-45%, поради което мицелата, излизаща от екстрактора с по-ниска концентрация, предварително се изпарява или се добавя предварително пресовано масло, получено от същите семена. Температурата на мицелата при влизане в рафинерията трябва да бъде 20-22 ° С. Мицелата влиза в реактивния смесител (турбулизатор) за смесване с алкален разтвор. Получената смес от мицела, сапунени люспи, фосфолипиди и други вещества се нагрява до 60-70 ° C и се обработва с деминерализирана вода за по-добро отделяне на сапунената основа от мицела в непрекъснати утаителни резервоари (вж. Фиг. 2). Оттук мицелата отива към разтворителя за дестилация в апарата на екстракционния отдел, полученото масло се измива с вода (или разтвор на лимонена киселина) и се суши в апарат за сушене-обезвъздушаване (вж. Фиг. 3). Дестилацията на разтворителя от сапун се извършва на два етапа под вакуум при обработка с жива пара в апарат от колонен тип.

Адсорбционно рафиниране (избелване на масло). След алкално рафиниране цветът на маслото намалява, тъй като обработката с алкали, както и частичната сорбция на пигменти със сапунен запас, намаляват цвета на маслото. В същото време мастноразтворимите пигменти като каротеноиди, хлорофили се запазват до голяма степен след неутрализиране на маслото.

За избелване на маслото се използват активирани с киселина избелващи бентонитови глини. Основните компоненти на бентонитовите глини са алумосиликатите, те съдържат алкални и алкалоземни метали (3-10%).

Към маслото се добавят активни глини в количество до 2,0-2,5% от теглото на маслото (за памучните масла дозата се увеличава до 4-5%). В малко количество се използват активни въглероди за избистряне на масла (смесени с глини и независимо). Нежеланите процеси протичат едновременно с избелването в маслото - изомеризация на мастни киселини и намаляване на стабилността на избелените масла по време на съхранението. Процесът на избелване на масло се състои от създаване на суспензия от масло и избелване на глина (1/4 от избеленото масло се използва за създаване на суспензия).

Основната част от маслото (3/4 от общото количество) постъпва в апарата за предварително избелване, където маслото, попадайки на дъното на въртящия се диск (n = 274 оборота в минута), се напръсква и контактува със спрея, окачен върху горен диск на апарата. Напръсканата суспензия и масло под формата на тънък филм се вливат в долната част на апарата, където интензивно се смесват. Апаратът работи под вакуум.

Окончателното избелване се извършва във втори апарат, където смес от суспензия и масло се напръсква с пулверизатор. Смес от масло и суспензия отива на филтриране. Глухо нагряване с пара, остатъчно налягане 3,4 kPa. Продължителност на окончателното избелване 30 минути. Маслото от утайката (получено след филтриране) се отделя чрез обработка на утайката с водна пара.,

Дезодорирането на масла се използва за отстраняване на вещества, придаващи на масла специфичен вкус и мирис: ненаситени въглеводороди, нискомолекулни киселини, алдехиди, кетони, естествени етерични масла и др. Отчасти тези съединения се отстраняват от маслото на предишните етапи на рафиниране.

Дезодорирането е дестилация на тези съединения от масло с водна пара при висока температура и ниско остатъчно дълбоко налягане. Преди дезодорирането маслото се подлага на алкално рафиниране и избелване, нагрява се до 60 ° C и се подава в обезвъздушител, където се напръсква във вакуум и се нагрява във филм върху повърхността на спиралите до 130-180 ° C. След деаератора, маслото се загрява до 150-160 ° C и се подава в дезодоратора (фиг. 5).

Вътре в горната цилиндрична част на дезодоратора са закрепени 38 вертикални плочи от неръждаема стомана 2, върху които се стича тънък филм от масло, пръскан в горната част на апарата. Нагряване на дезодоратора през външни намотки и парна риза 4. Тънък филм от течащо масло по вертикалните плочи е в добър контакт с водни пари, доставяни за барботиране от парни инжектори 3, монтирани в долната част на дезодоранта.

Продължителността на престоя на маслото в дезодоранта е 25 минути. Остатъчно налягане в дезодоранта 50 Pa, налягане на водната пара 3-4 MPa.

По този начин, при условия на висок вакуум, висока температура и бълбукане на прегрята водна пара, съединенията, които придават на маслото вкус и мирис, се отстраняват от маслото и маслото се дезодорира. За да се предотврати окисляването на маслото, 20% разтвор на лимонена киселина се въвежда в долната част на дезодоранта. Когато дезодораторът е спрян (авариен или за планов ремонт), цялата система се пълни с инертен газ. Дезодорираното масло се охлажда и съхранява под вакуум под атмосфера на инертен газ.

Фигура: 5. Дезодорант:

1 - спрей; 2 - щори; 3 - дифузори; 4 - бобина; 5 - изтичане на масло.

Растителните масла трябва да отговарят на изискванията на GOST. Така че слънчогледовото масло трябва да отговаря на изискванията на GOST 1129-73. В съответствие с този GOST маслата, в зависимост от метода на обработка, се разделят на видове: рафинирани - дезодорирани и недезодорирани; хидратирани - от най-висок, I и II клас; нерафиниран - от най-висок, I и II клас. Рафинираното дезодорирано слънчогледово масло е предназначено за доставка до търговската мрежа и заведенията за обществено хранене.

Рафинирани масла - дезодорирани и недезодорирани, както и хидратирани масла от най-висок и I клас трябва да бъдат прозрачни, без утайки. За хидратирано масло от степен II и нерафинирано масло се допуска леко замъгляване или "окото", причинено от наличието на восъци и подобни на восък вещества в маслото.

Рафинираното дезодорирано масло трябва да има вкуса на безлично масло и да е без мирис, недезодорирано и хидратирано масло от най-висок и I клас трябва да има вкус и мирис, характерни за слънчогледовото масло, без чужда миризма, послевкус и горчивина. Същите изисквания за мирис и вкус се налагат и при нерафинираното масло от най-висок и I клас.

Масла от степен II - както хидратирани, така и нерафинирани - могат да имат леко зацапнала миризма и леко горчив вкус.

Рафинираното растително масло не трябва да съдържа утайки, фосфорсъдържащи вещества и сапун.