Технологія і обладнання переробки та зберігання сільськогосподарської продукції
  • Регистрация
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голоса)

ТЕХНОЛОГІЯ ОЛІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА

Рослини, що містять олії, поширені у всіх кліматичних зонах земної кулі. Часто олійні рослини накопичують олію в насінні, тоді як деякі містять його у вегетативній масі рослини. Сировиною для олійного виробництва є наступні рослини: соняшник, кокос, пальма, рицина, кукурудза, соя, арахіс, льон, сезам і т. д.

Технологія переробки олійного насіння включає наступні етапи.

Операції по прийманню і підготовці до зберігання олійного насіння. У сушильно-очисному відділенні перше очищення насіння проводять на сепараторі, що є комбінованою машиною, де домішки від насіння відділяються на ситах і в повітряному потоці.

На перше очищення поступає тільки що прийняте насіння, що розрізняється не тільки підвищеною засміченістю, але і вогкістю, що утрудняє проведення її; тому після сушки насіння потребує повторного очищення. Проведення очищення насіння перед подачею на сушку знижує можливість забивання механізмів сушарки і загоряння смітних домішок. Сушку насіння проводять конвективним способом з використанням димових газів в суміші з повітрям як сушильний агент. Для сушки використовують сушильні установки різних типів (барабанні, шахтні і рециркуляційні).

Другому очищенню насіння після сушки може передувати операція розділення насіння на дві фракції (крупну і дрібну). Для розділення насіння на фракції використовують ситові машини, а для другого очищення обох фракцій такі ж сепаратори, що і для першого очищення, але при цьому можливі зміни в ситовій системі. Сухе і обчищене насіння зважують на автоматичних терезах і закладають на зберігання. Розрізняють два основні способи зберігання насіння насипом (напільне і силосне).

Очищення олійного насіння

Важливість технологічної операції очищення олійного насіння обумовлена тим, що її проведення забезпечує:

- підвищення стійкості насіння при зберіганні;

- покращення якості продукції, що виробляється (олія, макуха шрот);

- покращення роботи обладнання, зменшення його зносу, підвищення його продуктивності;

- раціональне використовування корисної місткості складів;

- покращення санітарного стану в цехах і на території підприємства.

Проводять сировинне і виробниче очищення насіння відповідно до місця її проведення при прийманні насіння на зберігання і подачі їх на переробку.

Способи очищення насіння засновані на відмінності властивостей насіння і домішок залежно від лінійних розмірів, аеро - і гідродинамічних, електричних і магнітних властивостей, форми, стану поверхні і коефіцієнта тертя.

Способи очищення, засновані на вказаних ознаках подільності, мають різні інтенсивність і ефективність, що зумовило відповідний вибір їх; найбільший ефект дає їх комбінування. Так, в найпоширенішого для очищення олійного насіння зернових сепараторах використовуються ознаки подільності за розмірами, аеродинамічними і магнітними властивостями.

Відділення домішок, відмінних від насіння розмірами, проводять на ситах. Сита найчастіше є тонким листовим залізом з пробитими в ньому отворами круглої і довгастої форми, розташованими в шаховому порядку. Найчастіше в сепараторах сита мають плоску форму, але бувають і барабанні сита. При проходженні суміші частинок по ситу, що розділяється, частина з них з розмірами менше розміру отвору сита провалюється під сито і називається проходом, а частинки, що не пройшли через отвори сита, називаються сходом. Відзначено, що на ситах з круглими отворами частинки, що характеризуються трьома нерівними розмірами, діляться по ширині, а на ситах з довгастими отворами по товщині.

Щоб відбулося просівання на ситі, воно повинне рухатися нерівномірно - з прискоренням. Це забезпечує відносний рух насіння по ситу, внаслідок чого збільшується вірогідність попадання насіння в отвір сита і при цьому відбувається просівання.

Застосовуються наступні види руху сит:

- подовжнє поворотно-поступальне;

- поперечне поворотно-поступальне;

- кругове поступальне;

- вібраційне.

У сепараторах звичайно застосовуються декілька сит, що виконують різні функції і розташовані у відповідній послідовності. Перше по ходу руху сепаруючої суміші сито є приймальним, воно має крупні отвори, і з нього сходом йдуть крупні смітні домішки, а проходом - насінна маса з дрібними домішками. Потім насінна маса потрапляє на сортувальні сита, де сходом йде крупне чисте насіння, а проходом - дрібне насіння і домішки, які потрапляють на підсівні сита, де проходом відділяється дрібне сміття (підсів).

У зернових сепараторах часто використовують паралельно однойменні сита з тим, щоб рівномірно завантажити всі сита і одержати найбільшу ефективність і продуктивність.

У сепараторах також використовують ступінь відмінності насіння і домішок по аеродинамічних властивостях, а саме по швидкості витання. Комбіновані машини (зерноочисні сепаратори) обладнуються вертикальними пнемо сепаруючими каналами. Ефективність сепарації в них залежить від ступеня відмінності насіння і домішок по швидкості витання, від умов надходження суміші в сепаруючий канал і конструкції його. Важлива стабільність швидкості повітряного потоку і подачі матеріалу на сепарацію. Для відділення металлодомішок (ферродомішок) застосовують спеціальних електромагнітних сепараторів, а також встановлюють магніти в зерноочисному сепараторів.

Сушка олійного насіння

Сушка насіння - найважливіший технологічний процес післяжнивної підготовки олійного насіння до зберігання і переробки. До сушильних установок пред'являються наступні вимоги:

- повинні бути високопродуктивними;

- повинні мати гнучку схему, що дозволяє знімати при сушці в потоці необхідну кількість вологи;

- при зниженій міцності плодової оболонки високоолійних сортів насіння не повинне травмувати насіння;

- сушильний пристрій і вживані в ньому режими сушки повинні забезпечувати високу якість висушуваного насіння, їх ліпідної і білкової складових.

У даний час насіння соняшнику сушать на токах, колгоспів і радгоспів, на хлебопріємних і олійнодобувних підприємствах. За способом підведення тепла всі вживані сушарки для насіння соняшнику є конвективними, а розрізняються між собою станом шару і організацією контакту його з сушильним агентом.

Обрушення олійного насіння

Операція обрушення призначена для руйнування оболонки з метою подальшого її відділення від “ядерного” продукту, оскільки вона містить речовини (віск і ін.), перехід яких в олію небажаний. Шрот з лушпинням також нижчий за якістю, зокрема за вмістом протеїну. Ступінь відділення оболонки впливає на продуктивність основного обладнання. Наприклад, при зниженні лузжістості ядра з 8 до 3% продуктивність пресового і екстракції обладнання зросте приблизно на 10% [6, 7, 33, 34].

Ступінь відділення оболонки залежить від ефективності роботи комплексу операцій обрушення і розділення рушанки, а також від допоміжних операцій попереднього кондиціонування і фракціонування насіння. У зв'язку з цим, мета операції обрушення полягає не тільки в отриманні у складі рушанки оболонки (лушпиння) у вільному стані, але і в тому, що фракційний склад “ядерних” компонентів (ядро, січка, олійний пил) повинен бути сприятливий для подальшої операції розділення рушанки. Практично у складі рушанки залишається частина незруйнованого насіння (так званий “целяк”), і це обумовлює необхідність подальшої сепарації і повернення цього насіння на обрушення, що знижує продуктивність обладнання при обрушенні.

Вживані для обрушення машини базуються на декількох методах обрушення. Так, для насіння соняшнику і деякого іншого олійного насіння застосовують багатократні і однократні удари (бічеві і відцентрові обрушуючі машини), а для насіння бавовника - розрізання і сколювання (дискові лущильники).

Руйнування рушанки

Після проходження через рушки олійне насіння перетворюються в рушанку, тобто неоднорідний багатокомпонентний дисперсний продукт, що є сумішшю ядра, лушпиння, недоруша і січки. Ядро і лушпиння є морфологічними частинами олійного насіння. Недоруш - це олійне сім'я, яке, пройшовши через рушку, лише частково втратило лушпиння. До складу рушанки також входить насіння, що повністю зберегло лушпиння, - це так званий целяк. Січкою називають частинки роздробленого ядра, звична за розміром менше половини розміру цілого ядра (частинки ядра за розміром більше половини розміру цілого ядра відносять до фракції ядра у складі рушанки). Дуже дрібні частинки роздробленого ядра у складі рушанки називають олійним пилом.

Призначенням технологічної операції розділення рушанки є отримання самостійних технологічних потоків:

- лушпиння, відділення якого як відходу виробництва пов'язано з прагненням зниження втрати олії, сорбуємой, пористою структурою лушпиння, зниження об'єму матеріалу і тим самим навантаження, що переробляється, на технологічне обладнання, зниження попадання в олію компонентів ліпідів (воску), погіршуючих його якість;

- ядра, що підлягає подальшій переробці з метою витягання олії (в потік ядра разом з основним компонентом рушанки - ядром включаються січка і олійний пил);

- недоруша, спрямовуваного на додаткове обрушення.

Ступінь відмінності між окремими властивостями компонентів рушанки є передумовою для вибору принципу розділення рушанки, обгрунтовування схеми і режимів роботи обладнання.

У даний час набули поширення два типи машин:

- машини, розділяючі рушанку спочатку за розмірами на ситах і потім в повітряному потоці по аеродинамічних властивостях (аспірационниє насіннявійки при розділенні рушанки насіння соняшнику);

- машини, розділяючі рушанку на ситах з різним рухом (подвійні струшувачі і бітер-сепаратори при розділенні рушанки насіння бавовника).

Подрібнення насіння і ядра

Операція подрібнення забезпечує розкриття клітинної структури олійного матеріалу, що переробляється, що полегшує витягання олії, як пресуванням, так і екстракцією. Глибина витягання олії пов'язана з повнотою розкриття кліток.

Існують різні способи подрібнення ядра і насіння: стиснення із зсувом, стирання, удар, роздавлювання. В машинах для подрібнення, серед яких найбільш поширені вальцьові верстати, реалізуються названі вище способи подрібнення в поєднаннях їх в різному ступені. Зокрема, на валяннях відбувається звичайно роздавлювання, але частково є і стиснення із зсувом і стирання.

Властивості матеріалу, що піддається подрібненню, а саме вогкість і лушпинність, істотно впливають на якість подрібнення. Оптимальна вогкість ядра для подрібнення на вальцьових верстатах складає 5,6 - 6%. Надмірний вміст в матеріалі лушпиння, володіючою твердою структурою, погіршує якість подрібнення [6, 7].

Конструкції вальцьових верстатів, вживаних для подрібнення олійних матеріалів, розрізняються розташуванням валів (вертикальне, горизонтальне і діагональне). При цьому валяння можуть бути різного діаметру, і поверхня їх може бути гладкою або нарізною.

Принцип подрібнення на валяннях полягає в особливостях взаємодії частинки з парою валів, що обертаються назустріч один одному.

По-перше, при достатньо малому відносному (до діаметру валу) розмірі частинки вона втягується в зазор, що звужується, між валяннями.

По-друге, частинка, проходячи зазор, що звужується, деформується і при достатньо великих зусиллях стиснення валів це викликає високі напруги в частинці, що перевищують межу міцності і зухвалі подрібнення частинки.

Вологотеплова обробка м’ятки

Вологотепловая обробка м’ятки забезпечує перерозподіл олії по формах зв'язку з матеріалом у напрямі збільшення вільної олії, що інтенсифікує і заглиблює знімання олії на подальшій стадії пресування

підготовленого таким чином матеріалу. Сама операція вологотеплової обробки включає два етапи: зволоження краплинною вологою або водяною парою (можливе і сумісне вживання пароводяної суміші) до заданої величини і подальша сушка перемішуваного шару матеріалу при кондуктивному тепло підводі до заданої вогкості і температури.

Найпоширенішими апаратами для здійснення операції вологотеплової обробки м’ятки є чанові жаровні, в яких у верхньому чані проводиться етап зволоження, а у всіх подальших чанах - сушка. Останнім часом виявилася тенденція для окремих етапів вологотеплової обробки застосовувати окремий апарат. Так, для зволоження використовують пропарювальний - зволожувальні шнеки, а для сушки - чанові жаровні. Така спеціалізація апаратів викликана специфікою окремих етапів вологотеплової обробки і, перш за все додатковою вимогою до етапу зволоження - забезпечити інактивацію ферментної системи в м’ятці, що приводить до придушення небажаних процесів накопичення в олії негідротируючих фосфатидів і вільних жирних кислот. Інактивацію здійснюють шляхом короткочасного підігріву м'які гострою парою до температури 80 – 85 °С і зволоження м’ятки до 8 - 9% [1, 4, 34].

Витягання олії шляхом пресування

Механічний спосіб отримання олії шляхом пресування олійного матеріалу, що пройшов попередню підготовку, поширений практично повсюдно не тільки на пресових олійних заводах, але і на олійноекстраціонних заводах, де основною залишається технологічна схема форпрессування - екстракція.

У даний час застосовується тільки безперервний спосіб пресування на шнекових пресах. Розрізняють шнекові преси для попереднього знімання олії (форпресси) і для остаточного знімання олії (експеллери). Головна відмінність в конструкції основного робочого органу шнекового преса - шнекового валу, який зібраний з окремих витків, насаджуваних на загальний вал. Для форпрессів характерне зменшення кроку витків від початку до кінця валу, при цьому в деяких випадках діаметр тіла витка збільшується. Для експеллерів крок витків і діаметр тіла витків змінюються в значно меншому ступені. Враховуючи, що відмінності між пресами для попереднього і остаточного пресування полягають в основному в наборі витків шнекового валу, в даний час випускають преси з двома відповідними наборами витків, і прес стає здатним працювати на обох режимах.

Принцип роботи шнекових пресів залишається загальним. При обертанні шнекового валу, поміщеного в зеерний барабан, тобто барабан, зібраний з пластин з малими зазорами між ними, відбувається транспортування пресованого матеріалу від місця завантаження до виходу. В результаті зниження вільного об'єму витків, оскільки відбуваються зменшення кроку, і збільшення тіла витка від початку до кінця шнекового валу, матеріал піддається стисненню. При цьому в матеріалі виникає тиск, який віджимає олію з мезги. Олія проходить через зазори в зеерному барабані і збирається в піддоні. Віджатий олійний матеріал (званий макухою) на виході із зеерного барабана зустрічається з пристроєм, регулюючим товщину вихідної щілини і тим самим протитиск у всьому шнековому тракті преса.

Первинне очищення пресованого олії

Розділення суспензій, як відомо, проводять методами відстоювання і фільтрації. Причому відстоювання можливе як в полі гравітаційних сил, так і в полі відцентрових сил. На практиці при первинному очищенні рослинних олій застосовують всі вказані методи. Наприклад, однією з поширених технологічних схем первинного очищення олії є двухступинева (густинопастка 11 - дисковий механізований фільтр 5) схема.

Схема двухступеневого первинного очищення пресової соняшникової олії від твердих домішок з використанням механізованих фільтрів

Рис - Схема двухступеневого первинного очищення пресової соняшникової олії від твердих домішок з використанням механізованих фільтрів

Окрім вказаних основних апаратів в схему включена центрифуга, призначення якої - попереднє знежирення виділених на фільтрі зважених частинок твердої фази. Решта обладнання (шнеки 1, 4, місткості 2, 8, 10, насоси 6, 7, 9) має допоміжний характер. Очищення олії по даній схемі проводять в наступному порядку. Неочищену пресову олію транспортуєть шнеком 1 спрямовують в подвійну механічну густинопастку 11 для очищення від крупних зважених частинок. Відокремлені частинки прямують назад в чанові жаровні. Олію, що виходить з густинопастки, додатково очищають в механізованих фільтрах 5, куди воно поступає через проміжний бак і напірний бак 2. Створюваний натиск складає 6,1 - 0,12 МПа, а температура олії, що відправляється на фільтри, 60 – 80 °С [1, 6, 7].

Фільтрована олія є кінцевим продуктом первинного очищення і може бути направлене на подальшу переробку або після охолоджування - на тривале зберігання.

Перед видаленням шламу з поверхні дисків фільтру нефільтрована олія відкачується насосом 6 назад в напірний бак 2. Шлам, що містить значну кількість олії, через місткість 8 насосом 7 подається на центрифугу 3, де відбувається розділення на знежирений шлам, що повертається в жаровні, і олію, спрямовувану на фільтрацію.

Екстракція олії

Екстрактор є основним апаратом цеху екстракції; він призначений для витягання олії в розчинник при протиточному контакті.

Що виходить з екстрактора місцеллу також піддають обробці з метою розділення на олію і бензин. В деяких екстракторах (вертикальному шнековому) місцелла виносить деяку кількість дрібної твердої фази, яку фільтрують до подачі на розділення шляхом дистиляції. Відфільтрований осад (шлам), як правило, повертають в екстрактор. Фільтровану місцеллу збирають в проміжній місткості (місцеллозбірнику), з якої насосом вона подається через місцеллопідігрівач (трубчастий теплообмінник) в дистиляційну установку.

Звичайно дистиляція (теплова відгонка бензину від нелеткої олії) здійснюється в дві стадії (число ступенів може бути більше). На стадії попередньої дистиляції під впливом тепла, що підводиться “глухою” водяною парою, відбувається нагрівання місцелли до кипіння і випаровування бензину.

Пари бензину йдуть з апарату на конденсацію, а упарена місцелла поступає в остаточний дистилятор, де відбувається повне видалення бензину з олії.

Остаточну дистиляцію проводять, як правило, із застосуванням вакууму і подачі “гострої” пари. Суміш пари бензину і водяної пари йде з остаточного дистилятора на конденсацію, а одержану в остаточному дистиляторі олію виводять з нього, охолоджують, зважують і спрямовують в олійні сховища.

Пари бензину і води з випарника шроту і дистиляційної установки конденсуються в поверхневих трубчастих конденсаторах при охолоджуванні їх водою.

Конденсат є рідкою сумішшю бензину і води, яка після охолоджування в спеціальному теплообміннику розділяється у водовіддільнику по густині як дві взаїмонерозчинні рідини. З водовіддільника відокремлений бензин повертається на екстракцію, заздалегідь пройшовши водоосаджувач і трубчастий підігрівач бензину, а вода через дворову бензопастку скидається в каналізацію. Пари бензину, а також бензоповітряна суміш від всіх місткостей цеху екстракції, що не сконденсувалися в конденсаторах, прямують в систему рекуперації пари розчинника, яка, як правило, включає два ступені: конденсатор для легко-парової суміші і дефлегматори. Така східчаста викликана необхідністю сконденсувати на першому ступені пари води з тим, щоб виключити труднощі на другому ступені, де в дефлегматорах як охолоджуючий агент застосовують розсіл при температурі, близькій до температури замерзання води.

Рекуперації, що сконденсувалися в системі, бензин і вода в суміші поступають на розділення у водовіддільника. Повітря, звільнене в системі рекуперації від пари бензину, віддаляється в атмосферу.

Останнім часом в промисловості застосовується інший принцип рекуперації - абсорбція, заснований на поглинанні пари бензину спеціальним абсорбентом (мінеральною олією).

Процес екстракції олії із застосуванням розчинника забезпечує практично повне витягання олії з підготовленого відповідним чином олійного матеріалу, що частіше всього пройшов попереднє знежирення пресуванням.

При цьому унаслідок відносно низьких температур, як на стадії екстракції, так і на інших стадіях виробництва екстракції створюються передумови збереження якості продуктів (олії і шроту).

При сучасному апаратурному оформленні виробництво екстракції є високомеханізованим і автоматизованим комплексом обладнання, що вимагає для свого обслуговування персонал порівняльно малій чисельності. Це разом з отриманням додаткової продукції дозволяє значно підвищувати продуктивність праці на олійноекстракційних виробництвах. Основними вимогами до процесу екстракції є наступні.

Глибина витягання олії. Для різних олійних матеріалів треба забезпечувати олійність шроту близько 1%.

Інтенсивність процесу. Одним з показників інтенсивності процесу є тривалість процесу, яка в різних апаратах в даний час коливається від одного до декількох годин. При сучасних вимогах високої одиничної потужності обладнання це приводить до великих габаритів екстракторів.

Ефективність процесу. Для процесу екстракції це означає здатність проведення його з можливо меншою кількістю розчинника. Це залежить від ступеня підготовленості матеріалу до витягання олії екстракцією, а також від способу його проведення. Загальним є вживання в даний час послідовного безперервного протівоточного знежирення, але різними способами. Основних два способи: занурення матеріалу в протитечії з розчинником і східчасте зрошування матеріалу в протитечії з розчинником. Відомі комбінації цих двох способів.

Для способу екстракції зануренням характерний діапазон співвідношень розчинник - матеріал від 1/1 до 0,6/1, а для способу екстракції зрошуванням - від 0,6/1 до 03/1 [1, 33, 34].

Дистиляція місцелли

Під дистиляцією олійних місцелл рослинних олій розуміють двохетапний процес розділення місцелли на два компоненти: олію (нелетку) екстракції і бензин екстракції (який переводиться в пароподібний стан під дією тепла глухої і гострої водяної пари з подальшою його конденсацією).

На першому етапі дистиляції місцелли відгонку розчинника здійснюють шляхом передачі рідини необхідної кількості тепла через теплообмінну поверхню, тобто відбувається звичний процес випаровування.

Звичайно попередню дистиляцію проводять під вакуумом (0,01 - 0,04 МПа) або під атмосферним тиском залежно від числа ступенів установки [3, 6, 7].

На другому етапі, тобто остаточної дистиляції, відгонку розчинника здійснюють в струмі гострої водяної пари звичайно під вакуумом (0,03 - 0,06 МПа) і обігрівом апарату глухою водяною парою. Дистиляція місцелли з гострою водяною парою необхідна для того, щоб температуру процесу відгонки підтримувати в допустимих межах (приблизно 100 - 110 °С). Із збільшенням температури процесу відбуваються різкі погіршення якості олії (збільшується кислотне число, кольоровість і змінюється ряд інших якісних показників олії) екстракції, що значно ускладнює подальшу переробку олії і знижує вихід рафінованої олії. При відгонці розчинника з місцелли в потоці гострої водяної пари в результаті зниження тиску зменшується температура кипіння місцелли, тобто відгонка розчинника відбувається при нижчій температурі.

Одержувана олія екстракції повинна задовольняти відповідним вимогам: температура спалаху не менше 225 °С і вогкість не більше 0,3% [4, 7, 33].

Відгонку розчинника з місцелли здійснюють в двух-, трех - і чотириступінчастих установках, в яких як попередні і остаточні дистилятори можуть відповідно бути одні і одні, два і один, два і два апарати.

Обробка шроту

Шрот - це знежирений матеріал, одержуваний після екстракції, має бензовологоємність приблизно 40%. Шрот є цінним кормовим продуктом в тваринництві. Обробка шроту в олійноекстракційній лінії полягає в відгонці розчинника шроту, або тестуванні.

Основна задача операції тестування шроту полягає у видаленні розчинника до вмісту його не більше 0,1%, отриманні шроту із заданою вогкістю і інактівацією антиживильних ферментів. Остання операція особливо важлива при переробці сої, рицини і хлопку, що досягається в результаті тривалості процесу і високого температурного рівня (наприклад, при переробці рицини температуру шроту доводять до 135 °С) [6, 7].

Безпека транспортування шроту і його зберігання гарантується відсутністю бензину в шроті (не більше 0,1%) і його вогкістю. Для соняшникового шроту вогкість 8 - 10%, для соєвого 10 - 12, рицинового 7,5 - 8,5% і т. д. Температура шроту, що поступає на зберігання, не повинна перевищувати 35 – 40 °З [1, 2, 4].

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

По темам:

История Украины

Культурология

Высшая математика

Информатика

Охотоведение

Статистика

География

Военная наука

Английский язык

Генетика

Разное

Технологиеские темы

Украинский язык

Филология

Философия

Химия

Экология

Социология

Физическое воспитание

Растениевосдство

Педагогика

История

Психология

Религиоведение

Плодоводство

Экономические темы

Бухгалтерские темы

Маркетинг

Иностранные языки

Ветеринарная медицина

Технические темы

Землеустройство

Медицинские темы

Творчество

Лесное и парковое хозяйство