 |
|
Технология производства растительного масла.
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Тюменская государственная сельскохозяйственная академия
Механико-технологический институт
Кафедра механизации переработки и хранения сельскохозяйственной
продукции
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
(Методические указания для студентов, обучающихся по специальности 31.15.00 «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»)
Тюмень-2003г.
Методические указания подготовлены заведующим кафедрой
«Механизация переработки и хранения с.х. продукции, кандидатом технических наук В.И.Свидерским.
Заслушаны и одобрены на заседании методического совета МТИ
«_5 _ _»_февраля 2003 года.
Рецензенты: Иванов А.А., доцент ТГНГУ, к.т.н.,
Шевелева Т.Л., зав. кафедры НТП ТИПКА
ПРОИЗВОДСТВО РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
Введение.
Растительное масло является высококалорийным продуктом питания. В его состав входят:
- 95 – 98 % - триглицеридов;
- 1 – 2 % - свободных жирных кислот;
- 1 – 2% - фосфолипидов;
- 0,3 – 0,1% - стеаринов
- каротиноиды и витамины.
Норма потребления растительного масла на человека в год – 11кг.
Фактическое потребление составляет 8 – 9кг. За 1991 – 1996 г среднедушевое потребление растительного масла снизилось с 10 до 8 кг. Это связано с повышением цен на него и сокращением производства. В то же время в этот период наблюдался значительный вывоз маслосемян за границу. Только за 1994-97 г экспорт маслосемян из России составил 4,1млн. т ( 30% валового сбора) по цене 190-200 дол. за тонну.
К концу 80-х годов в России ежегодно потреблялось 1,8-2млн.т растительного масла, в т.ч. собственного производства-1,1 млн.т.
(импорт составлял 40%).
В середине 90-х годов потребление снизилось до 1,2-1,3млн.т, в год в т. ч. собственного производства – 0,8-0,9млн.т (импорт составлял 30%).
В 1997г потребление растительного масла возросло до 1,35-1,4млн т, из них собственного производства 0,7млн т ( импорт достиг 50%)
Основными поставщиками растительного масла в Россию стали:
-Аргентина – 162тыс т /год;
-Венгрия - 74тыс т /год;
- Франция – 9,6тыс т/год и т.д.
В 1998г производство растительного масла в России возросло до 768тыс т, а импорт по-прежнему составлял около 50%.
Цены на мировом рынке в 1998г составили:
-рапсовое – 610 дол./т;-соевое – 645дол./т
2.Масличное сырье.Масличными называют такие растения, в семенах и плодах которых содержится масло. В группу масличных культур включено более 100 видов растений. Наиболее известные из них следующие: подсолнечник, рапс, сурепица, арахис, лен, конопля, хлопчатник, соя, рыжик, мак, горчица, олив и др.По содержанию масла масличные культуры подразделяют на три группы: высокомасличные, свыше 30% (подсолнечник, арахис, рапс); среднемасличные, 20-30% (хлопчатник, лен); низкомасличные, до 20% (соя).
Требования к качеству маслосемян:
-влажность – 6-8% ;
-содержание сорной примеси – не более 3%;
-содержание примеси других масличных культур – не более 7%;
-отсутствие эруковой кислоты ( в рапсе);
- отсутствие порченных затхлых семян;
- низкое значение кислотного числа ( до 5мг КОН)
Технология производства растительного масла.
Традиционная технология включает следующие операции: очистка и сушка семян, обрушивание, измельчение ядра, обжарка мятки, прессование и очистка масла.
Очистка семян. Производится на воздушно-решетно-триерных машинах, а сушка на сушилках мягкого режима до влажности 8-10%.
Обрушивание семян – разрушение оболочки производят на бичевых и центробежных семенорушках (рис.1)
Рис. 1. Семенорушка МРН. 1 – питающее устройство; 2 – приемник; 3 – бичевой барабан; 4 – дека; 5 – корпус. Семенорушка МНР предназначена для обрушивания кожурных масличных семян ( подсолнечник и др.). Состоит из питающего устройства, бичевого барабана и деки. Зазор между барабаном и декой регулируется в зависимости от вида семян от 8 до 80мм. Обрабатываемые семена подаются рифленым питателем 1 через регулирующую заслонку в бичевой барабан, где они обрушиваются за счет многократных ударов о лопатки (бичи) и рифленую деку. В результате получается рушанка (смесь ядер и оболочек), которая затем сортируется на пневмосепараторе с выделением ядра.Производительность семенорушки 2,5 т/ч, установленная мощность 3,7 квт.
Измельчение ядра и маслосемян. В результате этой операции получается мятка .Эту операцию проводят для увеличения выхода масла. В процессе измельчения сырья изменяется не только структура маслосодержащих материалов, но и локализация в них липидов. Высвобождающееся из клеток масло покрывает тонким слоем огромную поверхность частиц. Для измельчения используют различные способы: сжатие со сдвигом, истирание, удар, раздавливание. Наилучшим образом в этом отношении соответствуют вальцевые станки (рис.2 
Рис.2. Схема вальцевого станка КМ-400 для измельчения ядра. 1 – загрузочный бункер; 2 – вальцы; 3 – отражатели; 4 – выгрузной канал.
Производительность вальцевого станка 500 кг/час, установленная мощность 5,58 квт.
Приготовление мезги (обжарка). Это влаготермическая обработка мятки.Она производится для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов мятки. Она может быть влажная и сухая. Эта операция включает капельное или паровое увлажнение, сушку и нагрев мезги до 80-100 градусов. Для этого используются чанные жаровни. Количество чанов может быть от одного до пяти. Схема одночаноой жаровни представлена на рис.3.
Рис.3. Одночанная жаровня Е8-МЖА. 1-привод; 2 – цепная передача; 3 – мешалка; 4 – корпус; 5 - лопатки.
Жаровня действует следующим образом: мятка загружается через люк в крышке. Жарение происходит в результате нагрева мятки паром. В процессе нагрева мятка перемешивается лопатками 5. После завершения процесса открывается люк в днище и мезга выгружается через лоток. В многочановых жаровнях в верхнем чане происходит увлажнение, а в последующих – сушка и жарение.
Извлечение масла. Масло из семян извлекают двумя основными способами: механическим, в основе которого лежит прессование подготовленного сырья, и экстракционным, при котором масличное сырье обрабатывают органическими растворителями с последующим отделением масла методом экстракции. Кроме того, может быть комбинированный способ, с использованием этих двух.
Извлечение масла прессованием.В настоящее время используется только непрерывный способ прессования на шнековых маслоотделяющих прессах Наибольшее распространение получили
прессы типа ПШМ-450 производитльностью 450кг/ч, ПШ-70 производительностью 70кг/ч, ПШМ-250 и др.
Пресс ПШМ-250 (рис.4.) имеет привод 1, загрузочный бункер 2 с регулировочной заслонкой, прессующий шнек 5 с переменным шагом, зеерную головку 4 для отделения масла и регулировочную гайку 3 для регулировки выхода жмыха.
Рис.4. Пресс шнековый маслоотделяющий ПШМ-250.
1 – привод; 2 – приемный бункер с заслонкой; 3 – регулировочная гайка; 4 – зеерная головка; 5 – шнек прессующий.
Техническая характеристика пресса:
Производительность, кг/ч……………….. 250
Остаточное содержание жира в жмыхе, %…3
Установленная мощность, квт……………. 22
Температура в рабочей камере *С……80-100
Масса, кг…………………………………1250
Прессы подобного типа используются в последнее время для производства масла методом холодного отжима по сокращенной технологии. Суть ее заключается в том, что семена не подвергаются обрушиванию, подготовке мятки и ее прожариванию. Маслосемена предварительно только очищаются и сушаться до влажности не более 8-10%, после чего подвергаются переработке. Поступая в пресс, семена под действием шнека 5 с переменным шагом сжимаются и нагреваются под действием факторов сжатия-трения до температуры 80-100 градусов, и поступают в зеерный цилиндр 4, который имеет узкие щели по периметру. Через них масло выжимается и поступает в отстойник, а жмых поступает дальше и выходит через зазор между зеерной головкой и гайкой 3. В дальнейшем масло поступает на очистку.
Экстракционный способ извлечения масла применяется для обеспечения большего его выхода. Эта операция производится, как правило, после первого прессования. Заключается она в том, что полученный после пресса жмых (ракушка) обрабатывается растворителем (очищенным бензином с температурой кипения 65..68 градусов), после чего подвергается отгонке
(экстрагированию).
Очистка растительного масла. Очистку сырых растительных масел называют рафинацией. Существует несколько способов очистки: физический (механический), химический и комбинированный (физико-химический).
Последовательность полной (глубокой) очистки включает все эти способы. Она включает следующие операции:
-удаление механических примесей - первичная очистка (физический способ) - в результате получается товарное недезодорированное масло;
-гидротация фосфолипидов (обработка водой при нагревании) – получается товарное гидратированное масло;
-дезодорирование (отгонка летучих веществ, сообщающих маслу запах и вкус) – получается рафинированное дезодорированое масло;
-вымораживание – удаление воскообразных веществ.
Первичная очистка производится методом отстаивания или на фильтр-прессах (рис. 5).
Фильтр-пресс Е8-МФП предназначен для непрерывной очистки масла от механических примесей. Состоит из насосной станции 1 и фильтр-пресса, который действует следующим образом:
Неочищенное масло из емкости подается насосной станцией 1 в масляный фильтр под давлением, проходит через фильтрующие прокладки 5 и сливается в приемный лоток 7. откуда поступает в емкости. Фильтрующие прокладки периодически заменяются.
В качестве прокладок используется ткань – бельтинг. Разборка и сборка фильтра по секциям производится с использованием винта 8. Им же достигается степень уплотнения прокладок.
Рис.5. Фильтр-пресс Е8-МФП.
1 – насос; 2 – опорная секция; 3 – корпус фильтра; 4 – секции фильтра; 5 – фильтрующие прокладки (бельтинг); 6 – нажимная секция; 7 – приемный лоток; 8 – стяжной винт.
Гидратация масла выполняется на нейтрализаторе А2-МНА-10
(рис.6). Корпус нейтрлизатора представляет собой цилиндрический сосуд. В нижней части его имеется паровая рубашка для нагрева продукта, а вверху – распылитель щелочи 11 и ороситель воды 1. Внутри вращается мешалка 4.Нейтрализатор работает следующим образом. Продукт подается через патрубок 8, после чего через ороситель 1 подается вода. Затем включается подогрев и мешалка.
После этого продукт оставляют в покое для образования осадка. Осадок выпускают через патрубок 7, а гидратировнное масло нейтрализуют щелочью через душирующее устройство 11. Готовое масло откачивается через трубку 6.
Рис.6. Схема нейтрализатлора А2-МНА-10.
1 – распылитель воды; 2 – крышка; 3 – вал мешалки; 4 – мешалка;
5 – подвод пара; 6 – сливное устройство; 7 – патрубок для удаления осадка; 8 – патрубок для подачи продукта; 9 вентиль для конденсата; 10 – подвод щелочи; 11 – распылитель щелочи.
Дезодорирование масла выполняют на дезодораторах периодического действия Д5 ( рис.7).
Дезодоратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат со сферическим дном 6 и крышкой 3, имеющей верхнюю камеру 1 с каплеотражателем 8 и смотровым патрубком 2. В нижней части установлены паровые змеевики 5 для нагрева масла и для последующего охлаждения водой. Для впрыскивания острого пара имеется барбатер 7. При подготовке аппарата в нем создают вакуум, заполняют его рафинированным профильтрованным маслом, одновременно вводят 50-прцентный водный раствор лимонной кислоты. Затем масло нагревают до 100 градусов через змеевики и подают острый пар через барбатер для перемешивания масла. После обработки масло охлаждают и выпускают из сосуда.
Процесс дезодорации (устранение запаха и вкуса) достигается за счет нагрева масла и создания вакуума в результе удаляются (отгоняются) ароматизаторы ( по гречески «одоре»)
Рис. 7. Схема дезодоратора Д5.
1 – верхняя камера; 2 – смотровой патрубок; 3 – крышка; 4 – корпус; 5 – паровой змеевик; 6 – днище; 7 – барбатер паровой;
8 – каплеотражатель.
Схема производства растительного масла по традиционной технологии представлена на рис.8.
Рис.8. Схема маслоцеха с традиционной технологией.
1 –нория; 2 – пневмосепаратор; 3 – магнитный сепаратор;
4 – семенорушка; 5 – вальцевый станок; 6,10 – конвейеры;
7 – бункер мятки; 8 – жаровня; 9 – маслопресс; 11 – гущеловушка;
12 – насосы; 13 – баки; 14 – фильтр-пресс; 15 – баки готовой продукции; 16 – циклон отходов; 17 – циклон лузги; 18 – бункер жмыха.
Схема цеха производства растительного масла из различных культур по новой ресурсо-энергосберегающей технологии с использованием метода холодного отжима, выполненного ОПКБ НИИСХ Северного Зауралья в п. Московский под руководством кандидата технических наук В.И.Свидерского, представлена на
рис. 8.
Цех действует с 1994 года. Перерабатывает маслосемена различных культур (рапса, сурепицы, подсолнечника, конопли,горчицы и т . д.). Производительность линии 250кг сырья в час. Количество операций в сравнении с традиционной сокращен с 10 до 4 и включает очистку семян, подачу их в маслопресс
Рис. 8. Схема цеха производства растительного масла ОПКБ НИИСХ СЗ.
1 – наклонный погрузчик; 2 – бункер-накопитель; 3 – шнековый питатель; 4 – маслопресс ПШМ-250; 5 – отстойник масла;
6 – пневмоперегрузчик жмыха; 7 – отстойники масла (10 шт.)
8 – контроль уровня; 9 – сборник гущи (отстоя).
Литература:
1. Личко Н.М. и др. Технология переработки продукции растениеводства. М., «Колос», 2000г.
2. Копейковский В.М. и др. Производство растительных масел.
М., 1982г.
3. Каталог «Новая техника». Информагротех. М., 1994г.
4. Каталог. «Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК». М., Информагротех, 1996г.