автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДГОТОВКИ МАСЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ К ИЗВЛЕЧЕНИЮ МАСЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ



Краснодарский оргява Трудового Красного Знамен»

:: На правах дегошкж. : : ¿X, (^А.Л^О-^'^ Дла, ачу*е<5яого пользования / ока. а__• _

• к - Ц СГ 0 ^

ТАРАСОВ БасЮшЗ Евгеньевич ;

удк 6с5.3/. 31.033.034:661.185л/с43.3/

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ! ПОДГОТОВКИ ШЗЛИЧНЫХ МШРИШВ : к извлечению каш с шмю повердюстйо- г-'-, :.■■■' '

актившх вэцвств .■■■■;-■■

Специадьнос« 05 Л8-06 - Технология жиров, айврныж

масел и оар^швряо-космепгчеокнх

ироду кгое ; ■*;..■■' ' '

Специальность С5,18,12 - Процессы и аппараты яишввых

■,.!' ь - нроизводогв. " '■"■•'■■■'*.

Автореферат диссертации на ссвсканяе учааоЕ степеа* кандидата технических наук

Краснодар - 1985

; . - Работа выполнена на кафедре технологии жиров Краснодарского ордена Трудового Красного Знании политехнического инсти-

Научные' руководители:'

Официальные:оппоненты:

^доктор технических наук ^профессор

• ЛЕУГОМН Н.С. ■ ' V

доктор технических наук* профессор..

КОШЕВОЙ Е.П. -О:: - , - доктор технических наук, профессор

• доктор технических наук, профессор. ■ ИЛЬЯСОВ Г.С. • .'■■;.■,'-ч".

Ведучеє предприятие: Северо-Кавк&эсяо« производственное;

- . объединение Росжирыаслопром

Защита состоится 27декабря І985 года в ІЗ00 час;, в : зуд. 80 ул.Красная, 135 на заседании специализированного Совета К 063.40.02 Краснодарского ордена Трудового Красного Знамени*' политехнического института.

Просим Вас.принять участие в работе Совета или прислать заверенной печатью письменный отзыв в двух экзмеплярах по адресу: 350006, Г.Краснодар-б, уі.Красная, І35, КПИ, Ученому секретарю. ■■;■

С диссертацией МОЖНО ознакомиться В библиотеке института^; /ул.Краевая 91/ •; ■ . ^

V Автореферат разослан 27 ноября 1985 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, к.т.н., доцент

г

В.А.Толмачев

Актуальность теш. Экономическая стратегия^ртяиЛЕрсня-■ тая в решениях НУІ съездаКомкушстическоЙ партии Советского /Союза а развитая в регешяі последующих Плевуков Центрального -Комитета,; .наша свое отражение в разработанной Продовольственной програш® СССР. Программой предусмотрено улучшение снабжения . населения продуктами питания, увеличение производства продукции пищевой прокшменностл, повышение ее качества, биологической ^ ценности и вкусовых достоинств. Поставлена задача интенсификации производства, улучшение, использованЕя сельсгсохсеяйствечйогэ , • сарья и снагешя потерь в производственном цикле, -v; v. V

В производстве растительных масел ъ настоящее время существует два принципиально различных метода извлечения - масла, из рас- . . . . .. тительного маслосодеркатего сырья: механический отгям масла г'v.;, '/ . метан экстракции. В обоих случаях подготовка масличных материалов к извлечении масла играет ретащуп роль на. эффективность •" .- .' ' процесса, іїмеются предпосылки повысить эффективность процесса ; . -.'. производства за счет подготовки материала, с использование»* по-'/., верхностно-активных веществ. Учитнваято, что цеднй ряд отходов. рафяиаиионного ароизводотва обладает поверхностной активность» \ -и мокет рассматриваться как ПАВ, возникает возмогаость использования их на стадии подготовки масличных материалов. Такш об-* ; разом, возможно создание эффективной безотходной или иалоотход-. ной технологии. . , .. :. • *

Научное обоснование совершенствования подготовки масличных материалов к извлечению масла с примевешем позерхнсстао-антнв-ных веществ м0сеєт быть осуществлено ргот ^Гла"^ft~~"~ '

леняй о механизме экстрагирования с вострощ^ gfAPfiiMS^fS&ee . ,

І ЦНБ имени Н-И. Железное» .<

ваклцей количественно структурные характеристики тведцой фазы и форш связи масла г материале» V.

Цель и задачи исследования^ Цель работы — изучение осо-: йенностей процесса извлечения растительных масел из твердой фазы с учетом действия фактора структуры а сил адсорбции, совершенствование существующей - технологии и разработка более эффективной на.основе использования поверхностно-активных веществ, получаемых в качестве отходов стадии рафинации растительных масел.4

В соответствии,с этим и задачи исследования входило:

- разработка математической модели и.методики идентификации параметров статики многоступенчатой прямоточной равновесной экстракции, учитывающей особенности масличного материала: пористость и действие сил адсорбции;

- разработка математической модели многоступенчатой проти-ваточной равновесной экстрагаив с учетом действия сил адсорбции ' в твердой фазе и анализ на этой основе возможностей введения в -.. ?;атерпал при подготовке к извлечению масла отходов рафинации .содержащих поверхностно-активные вещества, вместе с нейтральным даром;

- построение математической модели многокомпонентной диф- ■"■: фузии с учетом концентрацийннозависящего коэффициента переноса;

- определение влияния вида и количества вводимых вырасти- л" тельный масличный материал поверхностно-активных■ веществ'на глубину и качественный состав извлекаемых масел;

- разработка рекомендаций по повышению эффективности тех--нологии подготовки-масличных штериалов к извлечению масла на основе использования поверхностно-активнах веществ.

Научная норизрэ,-Разработаны математические модели прямоточной и противоточнойравновесной многоступенчатой экс трак-

цив с учетом действия сил адсорбции. Установлено, что при экстрагирования масла из твердой фазы следует учитывать действие сея адсорбции,при этом равновесие в системе масличный материал * углеводородный растворитель подчиняется уравнению Ленгагора, а коэффициенты дайфувии проявляют экспоненциальную концентрационную зависимость. Построена математическая модель, процесса многокомпонентной диффузии с концентраціюнаозависящими коэффициентами * переноса при-экстрагировании млела находящегося в различных формах связи. Разработаны методики и проведена идентификация параметров, входящих в математические модели на основе экспериментальна данных. Определено влияние вида и концентрации »"вводимых в растительний масличный материал поверхностно-активных веществ, }іа изменение структурных и адсорбционных характеристик твердой фазн, на глубину и качественный состав извлекаемых масел.

Практическая ценность работы.Определены пути интенсификации процесса извлечения растительных масел на основе подготовки масличных материалов с использованием в качестве поверхиостно-актиі>-іапс веществ продуктов получаемых в виде отходов стадии рафинации обладающих поверхностней активностью. Это позволяет увеличить выход растительных масел, увеличить производительность оборудования и сократить потери жира на стадии переработки раститель- ■■ ■■ ных масел. Разработаны рекомендации со повышению эффективности . технологии производства растительных масел на основе использования в качестве поверхностно-активных веществ побочных продуктов, . получаемых на стадии рафинации растительных масел. Способ подготовки масличных материалов к извлечению масла с применением кислых мыл жирных кислот гашоен авторским свидетельством СССР , Ш6І540. ' - ■■■'-.■■•

■ Апробация, работ* Основные научные результаты работы доложены: на конференция* мол одах учених Краснодарского политехнического института.в 1983,1984,1985 гг.; научно-технических конференциях молодых, ученых а специалистов НПО "Шсложирггром" г* Ленинграда БНИИЕ в 1963, 1985 гг.; Всесоюзном семинаре "¿Математическое моделирование и оптимизация процессов маслоетровой про-мьшленноста", .г.Краснодар, 1983 г.; Республиканской научнонгех-нпческой конференции "Автоматический контроль-г управление процессами маслоэкстратоиокного производства", г.Ташкент, 1984 г.; Всесоюзной научной конференции "Повышение эффективности, совершенствование процессов,и аппаратов химических производств"; г. Харьков, 1985 г.

Работа выполнена в соответствии с тематическим : планом Краснодарского политехнического института, отраслевой научно-иссле-довітельской лаборатории технологии и экономики масложлровой цро-мшленности, кафедры технология риров: задание I, тема 4.25.02.0681 & гос. регистрации 81069377.

Реализация результатов исследования. На.основании проделанной работа разработан способ и технологическая схема подготовки растительного масличного материала к извлечения масла с использованием поверхностно-активных веществ, содержащихся в отходах рафинации, ■ ■ • ' .

Разработанные рекомендации проверены в производственных ус-' ловичх Краснодарского экспериментального маслозавода при выработке растительных масел из семян подсолнечника двукратным прес-; сованием с применением-; в качестве поверхностно-активных веществ кислых мыл внрыых кислот. Результаты испытаний показали,' что 'предложенная' технология Подготовки материала к.прессована» позволяет; снизить масличяость жмыха 1-го и 11-го прессования, т.е.

увеличить выход масла. Разработанные рекомендации также проверены на Пологовском ыаслоэкстракционноы заводе, где на стадия подготовки материала к извлечению масел по схеме форпрессованме-экстракция в качестве поверхностно-акгивкых веществ были использованы натриевые мыла жирных кислот промывных год стадии рафинации растительных масел. Новая технология принята предприятием в постоянную эксплуатацию к по результатам работы с мая 1904 года по февраль 1965 года фактический экономический эффект составил 52 тыс.рублей.

Разработана технологическая инструкция и осуществляется внедрение на Кропоткинском ыаслоэкстракционном заводе способа подготовки форлрессового жмыха к экстракции с использованием в качестве поверхностно-активных веществ фосфатидной эмульсии, получаемой как отходы стадии гидратации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, теоретической части, содержащей 4 раздела, экспериментальной .части, содержащей 6 разделов, раздела производственных испытаний, выводов, списка использованной литературы, приложений. Основная часть работы изложены на 110 страницах машинописного текста, включает 14 таблиц, 36 рисунков. Список литературы из 123 наименований, в том числе на иностранных языках 33.

. : ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Исходя из представлениий о наличии в масличных материалах, подготовленных к экстрагированию, масла в двух состояниях - свободном и связанном, построена двухэонная модель твердой фазы масличного растительного материала, учитывающая ' структурные

л адсорбционные характеристики* Внутренняя зона содержит масло в связанном состоянии, а внешняя — в свободном. Внешняя зона взаимодействует с объемам растворителя. При экстракция чистым исходном растворителем ( и устанавливаемом при равновесии равенством концентраций экстрагируемых веществ во внешнем объеме структуры твердой фазы и.объеме растворителя, а также допуская справедливость для данного случая линейности изотерлы адсорбции С »ГС, ), можно получить уравнение ошсыванцее, простую многоступенчатую (подача чистого растворителя равными объемами на кагдую ступень), равновесную экстракцию с учетом извлечения экстрагируема х веществ вначале из обоих зон; а затем лишь из внутренней зоньг в виде:

- р т «г1/

(С*)- { Ап 1 ( Ли ) ( уУМ \ ( х )

Представление модели твердой фазы, в которой отсутствуют "свободные" экстрагируемые вещества и экстракция .начинается сразу из адсорбированного состояния (только из одной внутренней зоны), позволяет получить уравнение, описывавщее статику простой многоступенчатой равновесной экстракции:

/с.)_Г ¿Ье 7/ У1"1 (2). I /т

При представлении экспериментальных данных по статике простой многоступенчатой экстракции подсолнечной мяткн и яютха в патулогарифлмическихкоордиттах (см .рис.Хи 2 ) отмечается соответствие экспериментальных данных принятым теоретическим пред-пооклкам. .,

Разработанная математическая модель была использована для расчета, на,основе экспериментальных данных, основных параметров

масличного ттериа-ра: V - объема пор твердое фазы; ¿V - свободного объема твердой фазы; Г - величины адсорбции;

\4 ■

У»-^ отношения объемов твердой фазы занятых соответственно адсорбированными" и „свободными экстрагируемыми веществами. Применение данной модели позволяло определить влияние вводимых в растительные масличный материал поверхностно-активных веществ на изменение структурных и адсорбционных характеристик твердой фазы.

Принимая двухзонную модель порового объема твердой фазе и соотношения между концентрациями в двух зона^межно также как и ■ для простой равновесной многоступенчатой экстракции получить уравнения для противоточной экстракции:

.сЛ _ Л^'.а-Ачч) )

Ус4' -/Й-**» Щ-Л.(3 *

На основе зависимосте (3) проведен анализ возможностей введения в материал при подготовке к извлечению масла отходов рафинации, содержащих поверхностно-активные вещества вместе с нейтральным ГО!рОМ.

Для описания кинетики экстрагирования масла, находящегося в свободном и связанном состоянии, предложено применить математическую модель многокомпонентной диффузии с концентрацпоннозавися-щш коэффициентом пене носа.

'Ш'Ы^Ш^сМ]

( 4 )

Для экспоненциальной зависимости коэффициентов переноса от концентрации, применив преобразования Кирхгофа, задача сведена к линейной в асимптотическом случае.

** ох*

Решєнае системы (5) проводилось путем диагонализацнк матрицы коэффициентов переноса. Разработан алгоритм определения коэффициентов переноса по кривим кинетики экстракции для граничных условий 1-го рода.

П. ЭКСПЕИШЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Процесс подготовки растительных масличных материалов к извлечению масла, а такие сам процесс извлечения ( экстракция и ■ прессование)изучался на лабораторных установках и в производственных условиях Краснодарского экспериментального маслозаво- ■

и

да ШО.Шсложирпром. Планирование эксперимента проводили с учетом разработанных теоретических положений; Опыты осуществляли в нескольких повторностях, обеспечивавдих получение достоверных результатов. Для проведения экспериментов в лабораторных условиях использованы подсолнечные жмых и мятка, полученные в производственных условиях. При проведении исследований использовались іїєтодн анализа и контроля разработанные БНИИЕем*

Определение параметров модели статики равновесного экстрагирования было проведено-для подсолнечной мятки и аыыха. Резуль-тагы экспериментов представлены в координатах, соответствующих уравнениям (I) и (2), для мятки (рис.1) и для хтхз (рис.2).

Дкя идентификации параметров модели применялась разработанная методика. Из результатов, приведенных в таблрце I видно: чбЕпй объем' твердой фазы V и.свободный объем твердой фвзы ¿V для мятки и для жмыха отличны;

величина Г не является постоянной при окстракщи мятки и ііяха и эазисит, как от вида материала так я от уЗ (т.о. от концентрации экстрагируемых компонентов в поровом объеме).

о t г

Рис. I. Статика простой, равновесной экстракции подсолнечной мятки с разным соотношением материал¡растворитель (I - 1;3; 2 - 1:5; 3 - 1:9)

к

-I

•г

-3

м

-$

V w4

ч ч,

\з

Рис.2. Статика, простой, равновесной экстракции а-игха

ггодсолнечных семян с разным: соотношением материал-растворитель (I - 1:1, г -"1:3, 3 - 1:9)

Таблица I

ЦаентифитфГ'вашше параметр) модели статики простой равновесной шк -госту пенча то 2 экстракции

: Экстракция подсолнечной: Экстракция подсолнечного: Экстракция подсолнечного Параметры . мятки ■ шаха лмиха с обработкой ШШ '

! 1:3 : 1:5 : 1:9 : 1:3 : 1:5 : 1:9 : 0АЮ •: 0,25 : 0Х50

а - иг1 1,44 0,86 0,40 2,88 0,81 0,20 0,81 0,81 0,81

¿У-ЮЧм3/кг 4,32 4,32 4,32 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35 2,35

. У-Х0~эмэ/кг 1,06 1,06 1,06 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41

/ 0,335 0,201 0,П2 ' 0,406 0,135 0,045 0,135 0,135 0,135

У 0,115 0,115 0,115 _ . - - 4,76 2,53 1,18

г 14,7 16,4 19,0 6,3 8,6 IX ,2 8,4 8,3 7,9

х) В качестве ПАВ использовали кислые шла соотношением

ЯСОО^-ЯСООН - 1:1

для жмыха

А в

( 6 ) ,-1

Эта зависимость имеет вид:

где: для мятки

А =6,72 10~2

6=4,6 нг2

при у»—- О Г и 21,7 приу9-—0 Г = 14,1

Представление экспериментальных, данных в координатах, соответствующих уравнению Ленгмюра (си .рис.3), показывает их соответствие зависимости: ■

2,76 10 7,11 ЮГ®

где: для мягки а = 3,35 КГ2 /=19,01

1 +аС

V--< 7 )

для жшха

а = 2,13 10~2 & =11,79

9

О

02

£ %

Рис.З. Зависимость между концентрациями в дерах подсолнечного жмыха и внешнем пЗъег/е растворителя

Таким образом, экспериментально подтвервдается, что масло в материале находится в различных формах связи, а с уменьшением концентрации в порсвом объеме силы адсорбции возрастают.

Как известно, . одним из способов улучшения подготовки масличного .материала является введение поверхностно-активных веществ. В данной работе исследовалась возможность применения в качестве ПАВ; отходов рафинации, обладавших поверхностной активность», в частности: нормальные натриевые шла RCQQlfa, , кислые кыда RCOOfle-H КСООН (при м. ^ I), фосфоливдди. Введение поверх-ностно-актившх веществ в материал производилось в виде водных эмульсий и таким образом совмещалось с увлажнением. На рис. 4 и в табл.1 показаны результата простой многоступенчатой равновесной экстракции подсолнечного ¡аша'с различным количеством ПАВ -ккслого шла лирных кислот вина RCOO*U.-ftRCOOH (где ft»I) полученные при частичной нейтрализации.

Бидно, что обработка подсолнечного етлыха поверхностно-ак-

Vi

тивкыми веществами приводит к изменению величины У* т.е. к появлению зоны свободного масла. Зависимость изменения величины

Ч' от количества вводимого ПАВ может быть описайа уравнением;;

. + (8> '

Проведенные исследования показали, что введение в материал поверхностно-активных веществ вызывает перераспределение масла ме^пу "связанным", и."свободным"состоянием с одновременным умень-сгчием остаточной масличности шрота'(см. рис.5). Достигаемое улучшение экетрагируемости материала позволяет не только более эффективно веста процесс, но и допускает внесение в материал некоторого количества нейтрального аира, сопутствующего поверхност-

ко-активным веществам в составе отходов рафинации.

Рве. 4. Статика просто« равновесной экстракода , ■ ' жмыха подсолнечных семян; I - без обработ-

■ ки ПАВ; 2 - ввод ПАВ в количестве 0,1 % в массе материала; 3 - соответственно " 0,25 4 -0,5 %.

Сравнение применения различных отходов рафинации, обладающих поверхностной активность» показало, что их эффективность возрастает в ряду: растворы фосфолипидов /эмульсии/, нормальные мыла, кислые мыла вида КСООЫо/аКСООН врв*»і. Обра-Сотка материала растворами фосфорсодержащих веществ приводит к некоторому улучшению гидратируеыости получаемых масел.

Анализ состава полученных масел и шротов показал /си.табл. 2/, что заметных изменений качества не наблюдается. Однако,в маслах, полученных по предлагаемой технология несколько увели- , чивается содержание ^осфолипядов и улучшается их гидратируекость.

M.% tS

ijo

0.5

0 0.25 0,50 %,ГМв

Рис, 5. Зависимость остаточной масличности шрота от количества вводимых ПАВ

для оценка влияния подготовки материала с применением SAB . проводился расчет эффективного коэффициента дз^фузии по методике Аксельруда. Экспериментальные данные представлены на рис.6. В случае применения ПАВ при подготовке материала к экстракции эффективный коэффициент диффузии увеличивается с 3,07 10' до 4,8 Ю-10 м2/с. Установленное влияние вводишх ПАВ при подготовке материала к извлечения масла заключается в увеличении доли шсла в свободном состоянии, что благоприятно сказывается на процесс.

■ В данной работе рассматривается возможность применения по-верхностно-актившх веяеств при подготовке кзсличного материала . (мяткк) к извлечение гасла методом прессования.

Цель ■ использования ПАВ на стадии подготовки материала к из-влечэжЕ) i/a ела прессовым способом: уменьшение связи шсла с

Таблица 2

Качественный состав экстракционного масла и шрота

Показатели

Существующий предлагаемый с вводом ПАЗ

способ ;~клслых мыл: 1 о|ыальЖх7фо сфйш-в кол-ве мыл в кол- пидсв в : 0,5 % - :ве 0.5 % :нол-ве _______________1 _ _ -0*25 £ _

1. Масло кислотное число

масла, мг КОН 2,10-2,52 2,24-2,61 2.24-2,60 2,24-2,60

фосфолипиды, % 0,8-0,9 1,0- 1,2 1,0 -1,1 1,0-1,4

неошляемые лшгада.

% 0,5-0,9 0,5-0,9 0,5-0,9 0,5-0;9

йодное число, %ух 120-130 І20-ІЗІ І20-ІЗІ І20-ІЗІ

2. Масло гвдратированное- . '

кислотное число, _

мг КОН 1,85-2,30 1,80-2,30 1,80-2,20 1,80-2,30

фосфолипиды, % 0,25-0,30 0,15-0,19 0,15-0,17 0,11-0,12

гидращруемосзъ, % 67,6 84,5 84,8 90,4

3. Шрот

азот 5Д-Є.І 5,1-6,1 5,1-6,1 5,1-6,1

сирой протеин (X х6,25) 31,9-38,1 31,8-38,2 32,9-38,2 32,9-38,1

состав протеина по растворимости ( % от общего содержания

вводе 6,5-11,0 6,5-11,0 6,5-11,0 6,5-11,0

в 10 % растворе ДО 34,8-39,5 34,8-39,5 34,8-39,5 34,8-39,5

в 0,2 % растворе „ __ _ ^ „

20,3-24,6 20,3-24,6 20,3-24,6 20,3-24,0

. нерастворимый „ _ ____■

остаток 38,4-24,9 38,4-24,9 38,4-24,9 38,4-24,9

остаточная шсяичность

% на абс.сухое вещество 1,25-1,30 0,85-0,9 1,05-1,15 1,21-1,20

материалом, улучшение структуры материала подаваемого на прессование и за счет этого увеличение выхода получаемых масел. В качестве поверхностно-активных веществ били использованы продукты, по-

л Ср-Сг

и ^ о -8 м -в -I

НО_

о «о гчо з«о «о С, м«н

Ряс.6. Кинетика экстрагирования подсолнечного тиха ( I - без обработки ПАВ; 2-е обработкой в качестве ПАВ кислыми мылами жирных кислот в количестве 0,5 % к массе материала) Соотношение материал-растворитель составляло 1:3.

лученные на стадии рафинации растительных масел. Как и при подготовке материала к экстракции наибольшей активность» в рядускислые шла, нормальные мыла, фосфолипкда, обладает кислые мыла. На рис. 7 приведена результаты влиякия/вводимых в качестве ПАВ, кислых мнл злтрных кислот,на стадии влаготепловой обработку на выход масла и извлечение основных сопутствующих компонентов растительных масел - свободных жирных кислот и фосфолипядов.

Как видно из результатов, приведенных на рис.7)оптимальное количество вводимых в материал в качестве поверхностно-активных ■ веаеств кислых мыл. жирных кислот находятся, в пределах 0,25 -1,5 % (наличность шыха меньше исходной) к массе обрабатываемого матери-зла. При этом минимальная масличность зинха достигаемая при вводе ПАВ г количестве 0,5 %. Одновременное.увеличение содергания со-

Рис.7. Нлияние вводимых кислых МИЛ ИфЫЫХ кислот на

глубину извлечения масла и основных сопутствующих компонентов: I- касличность гашха; 2 - со. держание свободных жирных кислот в масле; содержание фосфолнпидов в масле.

путствушях компонентов не приводит к изменению качества пслуча-емых масел. На основании полученных экспериментальных данных, разработан способ подготовки растительных шсдосодеркащих материалов к извлечению масла с введением в него поверхностно-активных веществ,. ' • :

П. ПРОЇШВДСТВЕЗШВ ИЕЖИШИЯ

Производственная проверка разработанного способа отлучения масея из секста подсолнечника с примевепася поверхностно-актившх веществ била проведена ва Краснодарском ехспериментальнсм маслозаводе ШО.іїаслозшірсм*и Налоговое ом масло-экстракционном заводе.

Иыштнваеиая технологическая схема приведена на ри<5.8.

На Краснодарском экспериментально« маслозаводе в качестве поверхностно-активных веществ били использованы нислие мила хнрн&х

Ряс.8. Ксштываеггая технологическая схема

I - бак раствора ПАВ; 2 - насос подачи ПАВ; 3 - шнек; 4 -яаровня; 5 - форпресск; 6 -шнек кмухз; ; ?■. - стек масла

кислот, полученные в составе соапстоков после нейтрализации сэо-болнь'х ккряух кислот. Качественный состав соапстоков приведен в таблице о. Нейтрализация масла проводилась на линии АІ-ШЇ.Тем-перэтура подаваемсго масла на нейтрализацию 60-70 °С, концентрация щелочи Ш-90 г/л» с целью получения соапстока »содергадего кислые тала, количество подаваемой щелоча в расчете на снигеше со;.егкзшія в масле свободных жирных кислот на 1мг КОН, смешива-нле в дисковом смесителе, разделение эмульсии на сепараторе* -■доличество"вводимых соапстоков в материал определялось на процент введа кислых дал гирдах кислот и изменялось от 0 до 5 55. Испытания подтвердили, что оптимальное количество вводимых мыл нахолітся в пределах 0,25-1,5 % к массе материала. Результаты ра Оо'Ж при оптимальных режимах по сравнения с существующей техноло глей приведены в табл.4.

Таблица З Качественные показатели соапстока

Наименование показателей : Содержание, %

X. Общий гир 30-40 в том числе:

нормальное шло (-ІЇСООІїІа ) 10-15

свободные жирные кислоте ( RCOOH ) , 10-12

2. Вола остальное до 100

Из результатов видно, что предлагаемая технология позволяет снизить маслячность ямыха первого и второго прессования, а следовательно, увеличить выход масла. Как в лабораторных опытах замет-шгх изменений в качественном составе масла и хдаха не проискал т. Некоторое увеличение содерианид фосфолнпидов в прессовом касле приводит к улучшению ГИЛра ткруемостя.

На Пологовском маслоэкстракционном заводе били проведені; испытания технологий по схеме форпрессование-экстрэвдия с применением в качестве поверхностно-активных веществ нормальных мыл. Мыла были получены в составе промывных вод на стадии нейтрализации.

Результаты испытаний подтвердили ранее полученные результаты. Технология принята в постоянную эксплуатацию и получен эконо-миеский эффект 52 тис.рублей.

ВЫВОДЫ

Выполненные исследования по совершенствованию подготовки масличных материалов к извлечению масла с применением псверхлест-во-активных веществ позволили прийти к следующим выводам:

I. Действие сил адсорбция в масличных материалах сказывает существенное влияние на статику и кинетику извлечения масел.

Таблица 4

Результаты производственных испытаний

Показатели

Технология . существующая предлагаемая

1. Семена подсолнечника

касличность, % 50-52' * 50-52

' -влагностъ, % 5-7 5-7

2. Масло прессовое

кислотное число, мг КОН 2,52-2,60 2,45-2,60

мыле, % отсутствует отсутствует

фосфолгащды, % 0,70-0,85 0,90-1,20

неомьтляеше липиды, % 0,6 - 1,1 0,6 -1,1

' йодное число, 121,4-135,5 121,2-136,4

3. Масло прессовое гидратированное

кислотное число, мг КОЯ 2,40-2,45 2,40-2,45

фосфолкшцш. % 0,20-0,25 0,15-0,18

гидратируемость, % 71,0 84,7

4. 1-го прессования маслэтностъ , % на ' .

абс.сухое вещ-во 14-16 12-14

азот 5,1-5;8 5,1-5,8

скрой протеин (К X 6,25) 31,8-36,3 31,8-36,3

5. Г5.ых П-го прессования

ьясллчипсть,* на

абс.сухое векьво 5,0-5,7 4,3-5,1

¿а

2. Масличные материалы подвергпутне подготовке к извлечении масла, догуг быть представлены ввухзоввой моделью, вхлючаете 2 структурные и адсорбционные параметры. ' -

3, Зависимость между концентраяиями экстрагируемых веществ в поровом объеме твердое фазы масличного материала к во внешнем, объеме жидкой фазы углеводородного растворителя нелинейная и ыо-жег быть огшеада уравнением Ленгмсра,.

; 4. Концентрационные зависимости кс^ффициеятов переноса диффузионной модели внутренней массопроводпости в двухзонво!! структуре твердой фазы могут быть представлены экспоненциальными функциями.

5. Математические модели многоступенчатых процессов равновесной экстракции масличных материалов с учетом действия сил адсорбции требуют применения параметра соотношения объемов взаимодействующих фаз, включающего поправку на структурные и адсорбционные свойства твердой фазы. . ' .

' 6, Введение поверхностно-активных веществ в масличвиС материал при подготовке к извлечению масла главным образом сказывается на соотношении внешней и внутренней зоны поровой структуры твердое фазы и соответственно на соотношение "свободного" и "связанного" касла. Адсорбционные свогства поверхности твердо**: фазы при этом практически не изменяются и они определяются степень» денатурация белкового комплекса масличного материала при влагогешгасвшс воздействиях.

.'■..■■' 7, В качестве поверхностно-активных веществ,'для использования при подготовке масличных материалов к извлечение масла рекомендуются отходы рафинации растительных масел, которые в порядке возрастания'эффективности мохбо расположить в ряд: фоейолипиды

(эмульсия } , нормальные мыла КСОО^а , кислые мыла КСОО^а « ЯСООН.

8, Оптимальное количество вводимых поверхносгно-актившх веществ в масличный материал соответствует 0,25- 1,50 % мыл к изссе материала, При этом обеспечивается увеличение выхода масла за счет уменьшения остаточной масличности и извлечения нейтральних жиров из вводимых огхрдові рафинации,'Ввод ПАВ ограничивается снижением качества получаемого масла и соответственно возрастанием потерь его при рафинации.

9. На основании проделанных экспериментов разработана технология подготовки масличных материалов к извлечении масел с применением поверхностзю-актившга веществ А.с. .'¡1161540 (СССР). ■

10, Производственная проверка разработанного спссоба на Краснодарском экспериментальном маслозаводе показала возможность увеличения выхода растительных шсел за счет снижения масличности поучаемого Емыха и исключения потерь нейтрального сира с от-хадата, полученными на стадии рафинации растителышх масел; эко-ПОГОТ5 веды, необходимой для увлажнения мятки и снижения затрат по очистке прошвнвх вод. ■ IX. Эксплуатация разработанной технологии на Пологовском гзслс-экстракцяонисм заводе позволила получить экономический эффект 52 тыс. рублей.

¡Латерцзды диссертации опубликованы в работах:

1. Тарасов В.В. Определение параметров процесса экстрагирования осложненного действием сил адсорбции, - В сб.: Тезисы к Всес. семинару "Математическое моделирование и оптимизация процессов ї^зсло-глровой прошвшенности". Краснодар: КПИ, 1933, с.ІЗО-ІЗІ.

2. Тарасов В.Е., Кошевой Е.П. Определение-коэффициентов рас-

пределешя экстрагируемшс компонентов растительных масел. Изв. вузов СССР, Пищевая технология, 1984, ХВ, c.S9 (Рукопись деп. в ЦНШГЭИпищепроме 10.09.84, J8347, пщ-84 üenv).

3. Кошевой Е.П., Косарев B.C., Тарасов В.Е. Шйгскомпонент-ная диффузия с концентрацисннозавгсящщл коэффициентами переноса. В cö.: Тезисы докл. к Всес.тучн. конференции "Повышение эффективности, совершенствование процессов ■ и аппаратов химических производств". шиТ-вб: 11-13 июня 1385 г. ч.1У. Массообменные процессы в системе жидкость-твердое тело (экстрагирование,растворение, кристаллизация, мембранные процессы, ионэобмеи). Харьков,1985, с.89-90.

■ ■ 4,Тарасов В.Е., Кошевой Е.П. Определение основных параметров модели равновесного экстрагирования якнха подсолнечных семян. Изв.вузов СССР, Пищевая технология, 1985 (Рукопись деп. в ЗИИТЭИ пищепроме 10.07.85, MI49 пщ -85 Деп.).

5. A.c. JSII6I540 (СССР). Способ подготовки масличных материалов к извлечению масла. Арутшян Н.С..Тарасов D.E., Кошевой В.П. и др. Б.И., 1985, Ш. ;

Принятые обозначения

Ч» Чг- концентрации экстрагируемых веществ в норовом объеме . твердой фазы соответственно исходная и на tl -ой м ступени процесса,

кг/м3; .

Ци t* - концентрации экстрагируемых веществ в объеме еидкой фазы соответственно начальная и конечная, кгAt3;

- соответственно объем пер твердой фаз», объем

свободных пор твердой фазы,; объемы пор твердей фззг ■ внешней и внутренней, исходный объем ртстворстелл.м3;

Й, (г - номера ступеней экстракция; • • • , ' .', ' . ■ .:

^ тч>г«-g-yкv

я . л ** л Г- отпеелтельше параметра; "

УУл -f - ■-V-'vr -r- ".'V

. . V- ■ ' 26-

- время; ■'■.■:;■■"'

ДД) » е^^ ' коэффициенты переноса систеш

^ ^ Л -п уравнений (4) в зависимости от .

1 ^^ . ' концентрации Сд - "свободного" : V-.

'1Ш ^Дгб1 маслами СЛ* -"связанного"масла' :

^ параметры экспоненциальной зависимости коэффициентов -* переноса;

г — Г^С^Гв* 1 /р^1 Л модифицированные значения Ь4- |в Л ~ ) концентраций Сц и С^

о с»

Подписано в печать 36.11.85 г. Краснодар. Ротапринт КШ. Зше* > 655. Тир. 100.