ВВЕДЕНИЕ
Одним из перспективных направлений развития масложировой промышленности является расширение ассортимента и повышения качества продуктов питания, при этом особое внимание уделяется безопасности и качеству сырья, применяемого для создания таких продуктов.
Современная масложировая промышленность – важнейшая часть единого народнохозяйственного агропромышленного комплекса страны. Она обеспечивает население и народное хозяйство растительным маслом, маргариновой продукцией, майонезом, мылом, олифой олеиновой с стеариновой кислотами и некоторыми другими видами продукции. Пищевые растительные масла составляют основу рационального питания человека, а технические масла широко применяют почти во всех областях народного хозяйства.
Масложировая отрасль занимает ведущее место в агропромышленном комплексе России, что связанно как с разнообразием и уникальностью состава маслосодержащего сырья различных регионов мира, так и с быстрой его возобновляемостью, важной ролью жиров в питании человека, масштабностью использования масложировых продуктов в пищевых, кормовых и технических целях, в том числе и стратегических.
Поэтому состояние масложировой отрасли определяет развитие не только отечественного агропромышленного комплекса, но и целого ряда и отраслей промышленности.
Существует большое количество разновидностей растительного масла, например таких как: подсолнечное, оливковое, кунжутное, рапсовое, кукурузное, льняное, хлопковое, томатное, пальмовое, соевое, горчичное, арахисовое и т. д. В последнее время актуальна переработка вторичного сырья, так как в нем содержится значительное количество ценных масел, обладающих уникальным составом.
Отходов
от крупяных и мукомольных производств, т. к. При обмолоте зерна образуется
большое количество отходов, в роли которых выступают зерновые зародыши,
содержание большого количества жирных кислот.
В кукурузном зародыше содержится от 32 до 37 % жирного масла.[16, с.146]
Кукурузное масло очень популярно на рынке масложировых продуктов.
По содержанию витамина Е оно превосходит все известные масла .
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ
1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции
Рафинация объединяет ряд важнейших технологических процессов обработки жиров (масел) с целью удаления из них примесей и тех сопутствующих веществ, которые снижают качество и технологические свойства.
Рафинация позволяет повысить качественные показатели масла, в результате чего становится возможным перевести некоторые из них из разряда технических и даже токсичных в разряд пищевых.
В разрабатываемой линии рафинации сырьем является масло кукурузное нерафинированное.
Родина кукурузы - американский континент, а точнее, Южная Мексика и Гватемала. Кукуруза является однолетним высокорослым травянистым растением с развитой корневой системой, проникающую на глубину 100—150 см. На нижних узлах стебля могут образовываться воздушные опорные корни, предохраняющие стебель от падения и снабжающие растение водой и питательными веществами.
Стебель прямостоячий, до 4 м в высоту и 7 см в диаметре, без полости внутри (в отличие от большинства других злаков).
Листья крупные, линейно-ланцетные, до 10 см шириной и метр длиной. Их число от 8 до 42.
Кукурузный зародыш - это побочный продукт, который получается при переработке кукурузы. Составляет около 10% от веса кукурузного зерна. Его ботаническая масличность колеблется от 32 до 37%. Кроме того кукурузный зародыш содержит около 18% белков, 8% крахмала, 10% сахара, 10% минеральных веществ. В кукурузных зародышах сконцентрировано более 80% жира, содержащегося в кукурузном зерне, около 20% белков и около 74% минеральных веществ.
Сырое кукурузное масло
имеет специфический вкус и запах, цвет от светло-желтого до
красновато-коричневого цвета. Кукурузное масло в зависимости от способа
обработки и показателей качества делят на виды и марки: нерафинированное,
рафинированное, недезодорированное, рафинированное дезодорированное марки Д
(для производства продуктов детского и диетического питания) и марки П (для
поставки в торговую сеть и на предприятия общественного питания).
В нем сосредоточен большой комплекс витаминов: провитамин А, теамин (В1), рибофлавин (В2), токоферон (Е), фолиевая кислота, пантотеновая кислота, биотин (Н), витамин К, ниацин, фосфатиды и др. Кукурузное масло получают из зародышей, которые являются побочным продуктом переработки кукурузного зерна в мукомольно-крупяном, пищеконцентратом и крахмала – поточном производствах. Присутствие кукурузного зародыша в продуктах этих производств является нежелательным, так как масло, содержащееся в нем, гидролизуется и окисляется, что вызывает ухудшение качества готовой продукции: муки, крахмала, патоки, глюкозы, кукурузных кормов, кукурузного масла и др.
Выделенный кукурузный зародыш сам по себе представляет ценное сырье для производства пищевого кукурузного масла. В промышленности отделение кукурузных зародышей от зерна осуществляется двумя способами: сухим, применяемым на мельнично – крупяных и пищеконцентратных предприятиях и мокрым, распространенным на крахмало – поточных заводах.
Жирно-кислотный состав кукурузного масла представлен в таблице 1.1
Таблица 1.1 Жирно-кислотный состав кукурузного масла
Наименование показателя
|
Показатель |
1 |
2 |
Пальмитиновая С16:0 |
3-12 |
Стеариновая C18:0 |
3-12 |
Олеиновая C18:1 |
8-40 |
Линолевая C18:2 |
52-80 |
|
|
Линоленовая C18:3 |
0,6-3 |
Арахидоновая C20:0 |
0,1-1 |
Состав стеролов, процент, от суммы: |
|
холестерол |
16 |
кампестерол |
7 |
стигмастерол |
13 |
β - ситостерол |
60 |
Общая сумма стеролов, мг/кг |
1500 |
[1]
По
органолептическим и физико-химическим показателям нерафинированное кукурузное масло
должно соответствовать требованиям, представленным в таблице 1.2
Таблица 1.2 Органические и физико-химические показатели
нерафинированного кукурузного масла
Наименование показателя |
Нерафинированное масло |
1.Прозрачность после отстаивания в течении 24 часа при 200С |
Над осадком допускается легкое помутнение |
2. Запах и вкус |
Свойственный кукурузному маслу, имеет привкус легкой горечи |
3. Цвет |
от светло-желтого до коричневого |
4. Кислотное число в мг КОН, не более |
5,0 |
5. Массовая доля нежировых примесей, процент, не более |
0,15 |
6. Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более |
0,2 |
7. Мыло (качественная проба) |
- |
8. Температура вспышки, 0С, не ниже |
225 |
[4, с.3]
Для снижения кислотного числа растительных масел и перевода их из разряда технических в разряд пищевых проводят щелочную рафинацию растительных масел. Процесс рафинации включает:
-Щелочную рафинацию очищенного путем гидратации прессового кукурузного масла;
-Отделение нейтрализованного масла от соапстока;
-Водную промывку и обработку масла лимонной кислотой.
Вспомогательными материалами в линии рафинации являются гидроксид натрия концентрацией 38-42 %, вода для промывки масла и разбавления щелочи (умягченный конденсат), отбельная глина .
При рафинации жиров для удаления свободных жирных кислот применяются растворы едкого натра.
Раствор готовят из едкого
натра (товарное название – каустическая сода). Химическая формула NaOH,
молекулярная масса 40,1. Едкий натр характеризуется высокой реакционной способностью
и агрессивность. При взаимодействии со свободными жирными кислотами образует
натриевые соли жирных кислот называемые мылами. Едкий натр выпускают нескольких
марок и сортов в твердом и жидком виде. Твердый продукт – белая непрозрачная
масса, содержащая 96-98 % NaOH, упакованная в железные барабаны массой до 200
кг. Жидкий едкий натр поступает в железнодорожных цистернах в виде
концентрированных растворов, содержащих 42-43 % NaOH.
Таблица 1.3 Аналитические данные паспортноедкого натра
технического гранулированного ( ТУ 6-01-1306-85)
Наименование показателей |
Норма для марки и сорта |
|||||
Марка ГР |
Марка ГД |
|||||
Высший сорт |
Первый сорт |
|
||||
ОКП 2132110620 |
2132110630 |
2132120700 |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
Внешний вид
|
гранулы сферической формы, белого цвета, допускается окраска |
|||||
Массовая доля едкого натра (гидроксида натрия), % не менее |
98,8 |
98,5
|
94,5 |
|||
Массовая доля углекислого натрия, % не более |
0,6 |
1,0 |
2,7 |
|||
Массовая доля хлористого натрия, % не более |
0,01 |
0,01 |
2,2 |
|||
Массовая доля железа в пересчете. % гидроксид железа не более |
0,002 |
0,004 |
0,03 |
|||
Массовая доля ртути (Нд), %, не более |
0,0001 |
0,0001 |
- |
|||
[5, с.2]
Подготовка воды
Для промывки нейтрализованного масла и растворения химических реагентов используют умягченную воду или конденсат.
Чистая вода – жидкость
без цвета, вкуса и запаха. Вода активное вещество, в ней хорошо растворяются
соли, щелочи, кислоты, спирты и многие другие соединения. Важными
технологическим показателем воды является ее жесткость, которая зависит от
количества растворенных в ней солей
калия и магния. Жесткость воды измеряется в миллиграмм-эквивалентах на 1 л. и
(мг-экв/л) или в условных единицах градусах жесткости. В одном литре воды жесткостью
1 мг/экв содержится 20,04 мг кальция (Ca)
или 12,6 мг магния (Mg)
в виде их солей. Вода жесткостью менее 4 мг-экв/л условно считается мягкой, от
4 до 8 мг-экв/л – средней жесткости и выше 12 мг-экв/л – очень жесткой.
Дождевая и снеговая, а так же дистиллированная вода (конденсат) не содержат
солей жесткости и относятся к очень мягкой воде.
Соли кальция и магния содержащиеся в жесткой воде, с жирными кислотами могут образовывать мыла, которые трудно удаляются и затрудняют процесс гидратации. Кроме того, из –за своей липкости эти соли оседают на греющей поверхности аппаратуры, ухудшают условия их работы и затрудняют очистку. Для предупреждения этого при рафинации жиров необходимо применяют мягкую воду, лучше всего конденсат или умягченную с жесткостью не выше 1 мг-экв/л.
Таблица 1.4 Органолептические и физико-химические показатели питьевой воды (ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования)
Наименования показателя |
Величины |
Запах при 0С и при нагревании до 60 0С, баллы, не более |
2 |
Вкус и привкус при 20 0С, баллы, не более |
2 |
Цветность, градусы, не более |
20 |
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3, не более |
1.5 |
Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более |
100 |
Водородный показатель, р Н |
6,0-9,0 |
Жесткость, мг-экв/л, не более |
7,0 |
Содержание оксидов железа, мг/кг |
100 |
Мышьяк, мг/дм3, не более |
0,05 |
Сухой остаток, мг/дм3 |
1000 |
Хлориды, мг/дм3, не более |
350 |
Содержание масел и нефтепродуктов, мг/кг, не более. Согласно ГОСТ 2874-82 контролируется бактериологические, органолептические и токсические вещества вод |
0,3 |
[6,c.3]
Конденсат или умягченную воду необходимо применять как при подготовке растворов щелочи и лимонной кислоты, так при промывке жиров после щелочной рафинации. Умягченную воду получают при специальной химической обработке, в результате которой из нее удаляется большая часть солей жесткости. Вода не должна содержать кальциевых и магниевых солей, железа и других металлов, хлора и других примесей. Вода не должна содержать бактериальных загрязнений и должна отвечать всем требованиям.
В линии рафинации кукурузного масла для отбеливания масла используется отбеливающая глина Benteco F300s.
Адсорбент Benteco F300s – это продукт в основу которого входят горные породы с резко выраженными сорбционными свойствами, обладающие способностью обесцвечивать различные вещества вследствие поглощения высокомолекулярных веществ (пигментов, смол и др.)
К основным свойствам адсорбента Benteco F300s относится:
- адсорбционная способность – 80 %;
- способность к ионообмену;
- скорость фильтрации выше на 10 – 15 % относительно аналогов;
- относительно низкая маслоемкость. [18].
Главная область применения адсорбента – пищевая промышленность, где он используются для улучшения свойств пищевых масел и жиров.
Также Benteco
F300s
используются для очистки индустриальных масел и в химической отрасли. Физико –
химические показатели отбельной земли Benteco
F300s
представлены в таблице 1.2
Таблица 1.2 Физико – химические показатели отбельной земли Benteco
F300s
Наименование показателя
|
Показатели |
Структура |
Высушенная, измельченная |
Цвет |
Серый |
Свободная влага, % |
10 |
pH |
3 – 6,5 |
Удельный вес, (г/л) |
550 г/л |
Площадь поверхности (В.Е.Т.) |
300 м2/г |
Маслоемкость |
15 – 25 |
SiO2 |
78,5 |
Al2O3 |
8,3 |
Fe2O3 |
1,6 |
CaO |
0,7 |
MgO |
3,4 |
[18
Характеристика выпускаемой продукции
В рафинированном виде кукурузное масло применяется как пищевое, так как при рафинации и водных промывках нейтрализованного масла, полностью удаляются свободные жирные кислоты и слизистые вещества и масло теряет специфический привкус.
Рафинированное недезодорированное кукурузное масло представляет собой чистую, прозрачную жидкость со слабым запахом кукурузных зародышей. Цвет масла светло-желтый, содержание влаги и летучих веществ не более 0,15 % , кислотное число не более 0,5 мг КОН. [19]
В масле зародышей кукурузы содержится 71,16% линолевой кислоты [20], по этому показателю кукурузное масло превосходит все известные в мире масла, в том числе и виноградное (70%) [20].
Кроме того, кукурузное масло содержит сквален. Сквален – это биологическое соединение, природный ненасыщенный углеводород. Сквален необходим в качестве антиканцерогенного ,антимикробного и фунгицидного ( противогрибкового) средства.
Поступая в организм человека сквален омолаживает клетки, а также сдерживает рост и распространение злокачественных образованный, сквален способен повышать силы иммунной системы организма в несколько раз обеспечивая там самым его устойчивость к различным заболеваниям,
Натуральное
кукурузное масло содержит 4% [20] веществ большую часть которых составляют лецитины.
Лецитины принимают активное участие в общем обмене веществ способствуют
утилизации жиров и не допускают ожирение печени. Кукурузное масло регулирует
восстановление клеток организма через кожный покров, одновременно подавляет
чужеродные вирусы ротовой и носовой полости.
Масло можно использовать как для получение, высококачественных олиф, моющих средств так и для приготовления лекарственных препаратов и приема в пищу.
В качестве отходов после рафинации образуется соапсток кукурузного масла (ГОСТ 8808-2000 Кукурузное масло. Технические условия). Соапсток имеет сложный состав, в него входит влага, увлеченный нейтральный жир, избыточная щелочь. В народном хозяйстве применяется для обработки садовых деревьев и в мыловаренном производстве. Состав соапстока приведен в таблице 1.3
Таблица 1.3 Состав соапстока
Показатели |
Содержание, в процентах |
||
максимальное |
минимальное |
среднее |
|
Омыленное масло |
13,30 |
9,20 |
11,25 |
Нейтральное масло |
13,40 |
17,10 |
26,75 |
Общее содержание жира |
48,0 |
24,0 |
36,0 |
Соль поваренная |
6,04 |
2,74 |
4,39 |
Вода |
72,40 |
43,20 |
57,8 |
Прочие вещества |
2,80 |
0,90 |
1,85 |
[6, с.17]
1.2 Определение ожидаемых выходов продукции и отходов
производства
Разрабатываемая линия рафинации производит 15 тонн в сутки рафинированного кукурузного масла. Материальные расчеты линии рафинации сводятся к определению величины отходов и потерь, расхода сырого и выхода рафинированного масла и расхода применяемых реактивов (гидроксида натрия, кислоты). Расчеты ведутся на 1 тонну сырого масла с последующим пересчетом на 1 тонну рафинированного. [15, с. 121]
На рафинацию будет поступать нерафинированное кукурузное масло со следующими качественными показателями: кислотное число масла составляет, 5 мг КОН.
Отходы и потери жиров при щелочной нейтрализации
Отходы жира в соапсток. Расход гидроксида натрия на
щелочную рафинацию кукурузного масла с начальным кислотным числом К.Чн
=5 мг КОН при коэффициенте избытка = 1,1 составляет, кг/т:
[15, с. 121]
Щн = К.Чн
0,713
(1)
где К.Ч – начальное кислотное число, мг КОН, К.Ч= 5; [15, с. 121]
0,713 – отношение мольных масс натрия и калия; [15, с. 121]
– коэффициент избытка,
= 1,1; [15, с. 121]
Щн = 5 0,713
1,1 = 3,92
Масса жирных кислот, связываемых гидроксидом натрия, кг/т:
Gж.с
= , (2)
где Мж.к – средняя молекулярная масса жирных кислот кукурузного
масла, кг, Мж.к = 200; [15, с. 121]
Мщ – молекулярная масса гидроксида натрия, Мщ = 40
[15, с. 121]
Щн - расход гидроксида натрия на щелочную рафинацию, кг, Щн = 3,92
(см. расчет формулы 1)
Gж.с =
19,6
При периодическом методе рафинации содержание нейтрального жира в соапстоке составляет в среднем 40 %. [15, с. 121]
Масса жиров
переходящих в соапсток, кг/т:
G’ж.с = , (3)
где Gж.с – масса жирных кислот, связываемых гидроксидом натрия, кг,
Gж.с = 19,6 (см. расчет формулы 2)
G’ж.с
= =
32,7
В том числе содержание нейтрального жира, кг/т: [15, с. 121]
Ж’н = G’ж.с
Gж.с (4)
где G’ж.с – масса жиров переходящих в соапсток, кг, G’ж.с = 32,7
(см. расчет формулы 3)
Ж’н = 32,7 – 19,6 = 13,1
После отстаивания в рафинированном щелочью масле остается в среднем gм = 0,15 % = 1,5 кг/т жирных кислот (в виде натриевой соли).
Следовательно, отходы жира в соапсток составляют, кг/т: [15, с. 121]
G”ж.с
= G’ж.с gм, (5)
где gм – содержание жирных кислот (в виде натриевой соли), кг, gм1,5
[15, с. 121]
G”ж.с = 32,7 – 1,5 = 31,2
Масса соапстока, отводимого из нейтрализатора, при содержании в нем жиров ( в виде мыла и нейтрального жира) Жоб = 30 % [15, с. 121], кг/т:
Gо
= , (6)
где G”ж.с – отходы жира в соапсток, кг, G”ж.с = 31,2 (см. расчет формулы 5)
Жоб – содержание жиров в соапстоке в виде мыла и нейтрального жира,
%, Жоб = 30 [15, с. 121]
Gо
= =104,0
Отходы жиров при промывке. При промывке из масла выводится примерно 95 % оставшегося в нем мыла; соответственно в промывную воду переходит мыла, кг/т: [15, с. 121]
G’м
= , (7)
G’м
= =
1,43
Вместе с мылом в промывную воду при нормальном режиме переходит в среднем двойное количество нейтрального жира.
Масса жира в промывной воде, кг/т: [15, с. 121]
U
= G’м 3 (8)
где G’м - отходы жиров при промывке, кг, G’м =1,43 (см. расчет формулы 7)
U
= 1,43 3 = 4,3
в том числе масса нейтрального жира
Жн = G’м
2 (9)
Жн = 1,43 2
= 2,86
Примерно
50 % нейтрального жира, уносимого промывными водами, улавливаются в цеховой
жироловушке и возвращается в процесс. В дворовую жироловушку сбрасываются
промывные воды, содержащие жиры массой, кг/т: [15, с. 122]
U’
= U - Жн 0,5 (10)
где Жн - масса нейтрального жира в промывной воде, кг, Жн = 2,86
(см. расчет формулы 9)
U’
= 4,3 – 2,86 0,5 = 2,87
В дворовой жироловушке улавливается до 60 % от общего содержания жиров в промывной воде. Всего в ловушке выделяется, кг/т:
U”
= U’ 0,6 (11)
где U’ – промывные воды в сбрасываемые в жироловушке, кг, U’ = 2,87
(см. расчет формулы 10)
U”
= 2,87 0,6 = 1,72
Этот жир представляет собой отходы производства, используемые на технические цели. [15, с. 122]
Прочие отходы при щелочной
нейтрализации периодическим методом принимаются = 0,2 кг/т.
Сумма отходов при щелочной нейтрализации, кг/т:
= Gж
+ U” +
(12)
где – отходы при щелочной
нейтрализации, кг,
= 0,2, [15,
с. 122]
U” - содержания жиров в промывной воде, кг, U” = 1,72
(см. расчет формулы 11)
=
31,2+1,72+0,2 = 33,12
Потери жиров на стадии щелочной нейтрализации складывают из потерь с отходящими промывными водами при высушивании и прочих потерь. [15, с. 122]
Потери с промывными водами представляют собой разность между массой жиров, уносимых водой из цеховой жироловушки U’ = 2,87 кг/т
[15,
с. 122]
и массой жиров, улавливаемых в дворовой жироловушке, U”=1,27,
кг/т: [15,
с. 122]
1
= U’ - U” (13)
1
= 2,87 – 1,72 = 1,15
Потери при высушивании
определяют, как разность между содержанием влаги летучих веществ в масле,
поступающем на рафинацию, 1=
0,15 % = 1,5 кг/т и в масле, выходящем из вакуум - сушильного аппарата,
2
0,2 % = 0,2 кг/т: [15, с. 122]
2
=
1
–
2 (14)
2
= 1,5 – 0,2 = 1,3
Прочие неучтенные потери
на стадии щелочной рафинации, по практическим данным, 3
= 0,02 %,
3
= 0,2 кг/т, [15, с. 122]
Сумма потерь на участке щелочной нейтрализации составляет, кг/т:
[15, с. 122]
=
1+
2+
3 (15)
где 1
- потери жиров с промывными водами, кг/т,
1
= 1,15
(см. расчет формулы 13)
2
- потери жиров при высушивании, кг/т,
2
= 1,3
(см. расчет формулы 14)
3
- прочие неучтенные потери на стадии щелочной рафинации, кг/т,
3
= 0,2 [15,
с. 122]
=1,15+1,3+0,2
= 2,65
Всего отходов и потерь на стадии щелочной нейтрализации, включая промывку и высушивание, кг/т: [15, с. 122]
+
=
33,12+2,65 = 35,77 (16)
где -
сумма отходов при щелочной нейтрализации, кг/т,
=
33,12 (см. расчет формулы 12)
-
сумма потерь на участке щелочной нейтрализации, кг/т,
=
2,65 (см. расчет формулы 15)
Выход
рафинированного кукурузного масла, кг/т
Ар = 1000 – ( +
) (17)
Ар = 1000 – 35,77 = 964,23
Расход кукурузного масла с начальным кислотным числом К.Ч.н=5 мг КОН на 1 т рафинированного масла при непрерывной схеме рафинации, кг:
В = , (18)
где Ар - расход масла, кг/т, Ар =970,73 (см. расчет формулы 17)
В = = 1037,02
Отходы и потери жиров при отбеливании.
Отходы на этой стадии рафинации образуются за счет поглощения жира отработанной отбеливающей глиной. Потери образуются в процессе фильтрования жира, в том числе за счет поглощения фильтровальными салфетками.
Для расчетов принимается: расход отбеливающей глины Benteco F300s при рафинации масла Г=0,5% =5 кг/т; маслоемкость отработанной отбеливающей глины, снимаемой с фильтр – пресса, в среднем g1 = 30 %; удельный расход фильтровальной ткани по действующим нормам Ф = 0,2 кг/т, содержание жира в снимаемых салфетках g = 45 %. [15, с. 123]
Отходы жира в отработанной отбеливающей глине. Масса отработанной отбеливающей глины, снимаемой с фильтр – пресса, кг/т:
Гот = (19)
где Г - расход отбеливающей глины при рафинации кукурузного масла, кг/т
Г = 5 [15, с. 123]
g1 - маслоемкость отработанной отбеливающей глины, снимаемой с
фильтр – пресса, %, g1 = 30 [15, с. 123]
Гот = = 7,14
Масса
жира в отработанной отбеливающей глине, кг/т:
G = Гот – Г (20)
где Гот - масса отработанной отбеливающей глины, снимаемой с фильтр –
пресса, кг/т, Гот = 7,14 (см. расчет формулы 19)
G = 7,14 – 5 = 2,14
Потери жира в салфетках. Снимаемые с фильтр – пресса салфетки содержат жир в количестве, кг/т: [15, с. 123]
G”
= – Ф (21)
где Ф - удельный расход фильтровальной ткани, кг/т, Ф = 0,2 [15, с. 123]
g - содержание жира в снимаемых салфетках, %, g = 45 [15, с. 123]
G”
= []
– 0,2
= 0,16
Принимается, что фильтровальная ткань до полного износа используется трижды, в том числе дважды подвергается стирки, потери жира с фильтровальной тканью составляют, кг/т: [15, с. 123]
G”’
= G” 3 (22)
G”’
= 0,16 3 = 0,48
Прочие неучтенные потери при
отбеливании и фильтровании принимаются 0,02 кг/т. [15, с. 123]
Суммарные потери на стадии отбеливания 4
= 0,5 кг/т. [15, с. 123]
Всего отходов и потерь на стадии отбеливания и фильтрования масла, кг/т: [15, с. 123]
п
= G +
4 (23)
где G - масса жира в отработанной отбеливающей глине, кг/т, G = 2,14
(см. расчет формулы 20)
4
- суммарные потери на стадии отбеливания, кг/т,
4
= 0,5
[15,с. 123]
п
= 2,14 +0,5 = 2,64
Выход отбеленного фильтровального масла из предварительно
нейтрализованного щелочью масла, кг/т: [15, с. 123]
Ар
= 1000 -
п (24)
где п
- всего отходов и потерь на стадии отбеливания и фильтрования,
кг/т, п
= 2,64 (см. расчет формулы 23)
Ар = 1000 – 2,64 = 997,36
Расход нейтрализованного щелочью масла на 1 т отбеленного и фильтрованного масла, кг/т: [15, с. 123]
В = (25)
где Ар - выход отбеленного фильтровального масла, кг/т, Ар = 997,36
(см. расчет формулы 24)
В = =
1002,65
Отходы и потери при дезодорации жиров.
Отходы на данной стадии образуются за счет компонентов, улавливаемых в поверхностных конденсаторах пароэжекторного вакуум – насоса. В процессе дезодорации кукурузного масла с большим содержанием триацилглицеридов низкомолекулярных жирных кислот масса этих компонентов сравнительно выше, чем при дезодорации других видов жиров. Принимается для расчетов О1=5 кг/т. Из них улавливается в виде технического жира в среднем 80 %, или, кг/т: [15, с. 124]
О2 = О1
0,8 (26)
где О1 – масса улавливаемых компонентов при дезодорации, кг/т,
О1=5 [15,с.124]
О2 = 50,8=4
Безвозвратные потери, сбрасываемые в очистную систему сточных вод, после отделения жира в комбинированной с барометрической коробкой жироловушке, кг/т: [15, с. 124]
= О1
0,2 (27)
= 5
0,2
= 1
Выход дезодорированного кукурузного масла от массы масла,
направляемого
на дезодорацию, кг/т: [15, с. 124]
Ар = 1000 – О1 (28)
Ар = 1000 – 5 = 955
Расход отбеленного масла на 1 т дезодорированного, кг/т:
В = (29)
где Ар – выход дезодорированного масла кукурузного, кг/т, Ар =955
(см. расчет формулы 28)
В = =
1005,0
В таблице 1.10 приведен продуктовый баланс рафинации 15 т кукурузного масла для пищевых целей
Таблица 1.4 Продуктовый баланс комплексной рафинации кукурузного масла
Статья расхода |
Выход из одной тонны рафинируемого масла, кг |
Расход на 1 т рафинированного и дезодорированного масла, кг |
Суточный грузооборот, т |
Масло с начальным кислотным числом 5 мг КОН |
1000,0 |
1036,02 |
15,54 |
Масло нейтрализованное щелочью, промытое и высушенное |
964,23 |
1036,02 |
15,54 |
Масло отбеленное |
968,09 |
1002,65 |
10,039 |
Масло дезодорированное |
964,23 |
1038,1 |
15,571 |
Отходы |
|||
Всего |
43,41 |
43,41 |
0,651 |
Из них на стадии щелочной нейтрализации |
35,77 |
35,77 |
0,536 |
на стадии отбеливания |
2,64 |
2,64 |
0,039 |
на стадии дезодорации |
4,0 |
4,0 |
0,06 |
Безвозвратные потери |
1,0 |
1,0 |
0,015 |
[15, с. 124]
Расход
вспомогательных материалов.
Расход гидроксида натрия. Удельный расход товарного гидроксида натрия с содержанием 96 % NaOH при рафинации кукурузного масла с начальным кислотным числом 5 мг КОН составит, кг/т: [15, с. 124]
Щт = (30)
где Щн – расход гидроксида натрия на щелочную рафинацию, кг/т,
Щн = 3,14 (см. расчет формулы 1)
Щт = =
4,08
Расход раствора
гидроксида натрия концентрацией по массе = 0,609 кг/л (42 %),
плотностью
= 1,449 кг/л будет,
кг/т: [15,
с. 125]
g
=
(31)
где – плотность гидроксида
натрия, кг/л,
= 1,449, [15,
с. 125]
–
масса гидроксида натрия, кг/л,
= 0,609 [15,
с. 125]
g
= =
9,32
Расход рабочего раствора
гидроксида натрия концентрацией 1=
0,065 кг/л, плотностью при 20
1=
1,07 кг/л будет, кг/т:
1=
0,065
g1
= (32)
где 1
– концентрация рабочего раствора гидроксида натрия, кг/л,
1=
0,065
[15, с. 125]
1
– плотность рабочего раствора гидроксида натрия при 20
,
кг/л,
1=
1,07 [15,
с. 125]
g1
= =
64,5
1.3 Обоснование и выбор технологической схемы
В практике работы предприятий масложировой промышленности часто приходится подвергать рафинации сравнительно небольшие партии жиров. Для малых предприятий предусматриваются установки невысокой производительности. Для рафинации кукурузного масла устанавливается линия производительностью 15 т в сутки кукурузного масла. В комплект линии входит следующее оборудование:
Нейтрализатор – представлен для проведения всех операций щелочной нейтрализации жиров, промывания жиров, смешивая их с водой, отделение промывной воды производительностью 30 т в сутки. [15, с. 125]
Сушильно-отбельный аппарат предназначен для последующего высушивания промытого жира и смешивания его с отбеливающими глинами Benteco
и выдержки в период фильтрования под вакуумом, производительность аппарата составляет 30 т в сутки. [15, с. 126]
Агрегат-конденсатор – вакуум-насос для создания в сушильном аппарате необходимого разряжения состоящий из поверхностного конденсатора и сухого поршневого вакуум-насоса, производительность аппарата составляет 95 кг в час. [15, с. 127]
Фильтр-пресс – предназначен для отделения отработанной отбеливающей глины от масла, производительность фильтр-пресса составляет 180 кг в сутки. [15, с. 131]
Дезодоратор – предназначен для отгонки из рафинируемого жира ароматических веществ, придающих жиру специфические вкус и запах, суточная производительность дезодоратора составляет 26,7 т. . [15, с. 133]
Маслоохладитель предназначен для приема и окончательного охлаждения дезодорированного жира, производительность аппарата составляет 30 т в сутки.[15, с. 135]
Пароэжекторный вакуум-насос с поверхностными конденсаторами – предназначен для откачки из дезодоратора парогазовой смеси и создания в аппарате остаточного давления (0,5 – 0,8кПа). [15, с. 137]
Полировочный фильтр предназначен для контрольно-полировочного фильтрования дезодорированного жира. Фильтр работает циклически. Средняя производительность полировочного фильтрата 1000 кг/м2 в час.
Расход воды в линии рафинации в четыре раза меньше, чем в других непрерывных линиях рафинации масел и жиров.
Аппаратурная схема рафинации кукурузного масла является наиболее оптимальной, она универсальна и не требует больших затрат времени и дополнительных материальных ресурсов.
1.4 Технологическая схема производства рафинированного
Кукурузного масла
Стадия нейтрализации
Кукурузное масло
![]() |
Стадия
отбеливания
![]() |
||||||
![]() |
||||||
![]() |
||||||
![]() |
Продолжение технологической схемы 1.4
![]() |
Стадия дезодорации
отбеленное
кукурузное масло
![]() |
|||
![]() |
[15, с. 107]
2 ПОДБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1 Расчет основного технологического оборудования
В линии рафинации кукурузного масла производительностью 15 т в сутки основным технологическим оборудованием является:
для щелочной нейтрализации - нейтрализатор – производительностью 30 т в сутки; промывной вакуум–сушильный аппарат – производительностью 30 т в сутки; агрегат конденсатор –вакуум – насос – производительность 95 кг в час;
для отбеливания и фильтрования - аппарат для отбеливания – производительностью 25 т в сутки, фильтр – пресс марки ФIIМ–40–820/45у, производительностью 180 кг в сутки;
для дезодорации - дезодоратор – производительностью 26,7 т в сутки, приемник холодильник производительностью 20 т в сутки, пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами.
Нейтрализатор предназначен для проведения всех операций щелочной нейтрализации жиров (нагревания, смешивания, со щелочью и отделения соапстока). Техническая характеристика нейтрализатора представлена в
таблице 2.1
Таблица 2.1 Техническая характеристика нейтрализатора
Наименование
|
Показатели |
Полная вместимость, м3 |
15,7 |
Поверхность нагрева рубашки, м2 |
11,8 |
Мощность электродвигателя, кВт |
2,8 |
Размеры, м |
|
диаметр |
2,3 |
высота: |
|
корпуса полная |
4,64 |
цилиндра |
3,34 |
конуса |
1,30 |
Масса аппарата, т |
4,5 |
[15, с. 127]
Номинальная загрузка аппарата
составляет G=10 т масла, продолжительность
полного цикла работы нейтрализатора
=8 часов, суточная производительность одного аппарата
составляет, т [15, с. 125]
М = (34)
где G – номинальная загрузка аппарата, т, G = 10, [15, с. 125]
- продолжительность полного цикла работы нейтрализатора, ч.,
=8, [15, с. 125]
М = = 30 т.
Промывной вакуум–сушильный аппарат – предназначен для нагревания жиров, смешивания их с водой, отделения промывной воды и последующего высушивания промывного жира под вакуумом.
Цикл работы промывного вакуум – сушильного аппарата вместимостью 10 т, составляет 8 часов. [15, с. 126]
Суточная производительность аппарата составит, т в сутки: [15, с. 126]
М1 = (35)
где G – вместимость аппарата, т, G = 10, [15, с. 126]
- продолжительность полного цикла работы вакуум – сушильного
аппарата, час., =8, [15, с. 126]
М1 = = 30
Агрегат конденсатор – вакуум – насос – предназначен для создания в сушильном аппарате необходимого разряжения, состоит из поверхностного конденсатора и сухого поршневого вакуум – насоса.
Конденсатор предназначен для улавливания капель жидкости.
По условиям теплообмена поверхность конденсатора условно делится на три зоны: зону охлаждения перегретого пара, зону конденсации пара и зону охлаждения конденсата.
К установке принимается кожухотрубный
конденсатор поверхностью теплообмена F = 13 м2. [15, с. 130]
Аппарат вертикальной конструкции с диаметром кожуха - 600 мм, высотой трубчатки – 1300 мм. [15, с. 130]
Вакуум – насос – предназначен для создания остаточного давления
=8,0 кПа в вакуум – сушильном аппарате и кожухотрубном
конденсаторе.
Согласно вышеприведенным расчетам из конденсатора при
температуре - 27 вакуум – насосом откачивается паровоздушная смесь в
количестве Gсм = 12,2 кг в час, в том числе воздуха
Gвоз = 9,5 кг в час и водяного пара gп = 2,7 кг в час. Масса воздуха, натекающего извне
через неплотности, Gнат = 1,5 кг в час. [15, с. 130].
Объемная производительность вакуум – насоса составит, 132 м3/ч = 2,2
м3/мин. [15, с. 130]
Оборудование для отбеливания и фильтрования жиров
Аппарат для отбеливания – предназначен для нагревания и деаэрации отбеливаемого жира, смешивания его с отбеливающими глинами и выдержки в период фильтрования. Техническая характеристика аппарата для отбеливания представлена в таблице 2.3
Таблица 2.3 Техническая характеристика типового аппарата для отбеливания
Наименование
|
Показатели |
Вместимость |
|
полная, м3 |
8,4 |
Рабочая, т |
5,0 |
Поверхность нагрева рубашки, м2 |
8,0 |
Мощность электродвигателя, кВт |
2,8 |
Размеры, м |
|
диаметр |
2 |
высота |
|
Цилиндрического корпуса |
2,35 |
конуса |
0,95 |
полная без привода |
3,3 |
Масса, кг |
3300 |
[15, с. 131]
При производительности участка М = 15 т в сутки необходимое число
аппаратов составит: [15, с. 131]
n =
(36)
где М – производительность участка, т в сутки, М = 15 [15, с. 131]
n = = 0,43
1 аппарат. [15, с. 131]
Фильтр – пресс – предназначен для отделения отработанной отбеливающей глины от масла.
Техническая характеристика фильтр – пресса марки ФIIМ-40-820/45y представлена в таблице 2.4 [15, с. 132]
Таблица 2.4 Техническая характеристика фильтр – пресса
ФIIМ 40-820/45y
Наименование
|
Показатели |
Поверхность фильтрования, м2 |
40 |
Число рам, шт |
30 |
Размеры рам в свету, мм |
820 |
Толщина рам, мм |
45 |
Давление при фильтровании, МПа |
До 0,6 |
Количество электродвигателей, шт |
2 |
Суммарная мощность, кВт |
4,1 |
Габаритные размеры, мм |
4775 |
Масса, т |
9,6 |
[15, с. 132]
Принимается к установке серийный рамный фильтр – пресс марки ФIIМ 40-820/45y поверхностью фильтрования Fф = 40 м2. Объем рамного пространства V = 0,905 м3. [15, с. 132]
Масса отделяемого осадка отработанной глины, кг в сутки:
Г’от = Гот М (37)
где Гот – масса отработанной отбеливающей глины, кг/т, Гот = 7,14
[15, с. 132]
Г’от = 7,14 20 = 178,180
Оборудование для дезодорации жиров
Дезодоратор предназначен для отгонки из рафинируемого жира ароматических веществ, придающих жиру специфический вкус и запах. Техническая характеристика дезодоратора представлена в таблице 2.5.
Таблица 2.5 Техническая характеристика дезодоратора
Наименование
|
Показатели |
Вместимость полная, м3 |
12,5 |
Вместимость рабочая, т |
5 |
Расход острого пара, кг/ч |
120 |
Число греющих змеевиков, шт |
6 |
Поверхность теплообмена, м2 |
|
одного змеевика |
5,3 |
общая |
31,8 |
Размеры, м |
|
диаметр |
2 |
высота |
|
полная |
5,85 |
цилиндрического корпуса |
3,5 |
эллиптических днищ и крышек |
0,57 |
[15, с. 135]
Производительность дезодоратора определяется продолжительностью цикла. Продолжительность цикла дезодорации, ч, приведена в таблице 2.6
Таблица 2.6 продолжительность цикла дезодорации
Наименование
|
Показатели |
Заполнение аппарата |
0,35 |
Нагрев до 200 |
0,65 |
Дезодорация |
2,5 |
Охлаждение (передача в приемник холодильник) |
1 |
Продолжительность цикла |
4,5 |
[15, с. 133]
Суточная производительность дезодоратора, составит, т в сутки:
М = (38)
где 4,5 – продолжительность цикла дезодорации, (таблица 2.6)
М =
= 80,0
Маслоохладитель предназначен для приема и окончательного охлаждения дезодорированного жира. Техническая характеристика приемника – холодильника представлена в таблице 2.7
Таблица 2.7 Техническая характеристика приемника – холодильника
Наименование
|
Показатели |
Вместимость |
|
полная, м3 |
8 |
рабочая, т |
5 |
Поверхность теплообмена охлаждающих змеевиков, м2 |
25 |
Мощность электродвигателя, кВт |
1,7 |
Размеры, м |
|
диаметр |
2,4 |
высота |
|
цилиндрического корпуса |
1,7 |
полная |
3,6 |
Масса, т |
4,4 |
[15, с. 137]
Цикл работы приемника – холодильника, ч, представлен в таблице 2.8
Таблица 2.8 Цикл работы приемника – холодильника, ч
Наименование
|
Показатели |
Прием жиров из дезодоратора |
1 |
Охлаждение |
1 |
Прием раствора лимонной кислоты и перемешивание его с жиром |
0,3 |
Передача на полировочное фильтрование |
1,5 |
Продолжительность полного цикла |
3,8 |
[15, с. 137]
Количество теплоты, снимаемой в приемнике холодильнике, кДж:
[15, с. 136]
Q = gc (t2 – t1) (39)
где g – масса охлаждаемого жира, кг, g = 15000, [15, с. 136]
t1 – начальная температура жира на входе в приемник – охладитель,
,
t1 = 135, [15, с. 136]
t2 – температура жира в конце охлаждения, , t2 = 40, [15, с. 136]
с – теплоемкость жира в данном интервале 135 – 40 , кДж/(кг
К),
с = 2,07, [15, с. 136]
Q =150002,07 (135 – 40) = 2949750
Поверхность теплообмена образуется двухрядным спиральным змеевиком из кислотостойких стальных труб диаметром, d=57/3,5 мм. [15,с.137] В аппарате устанавливается двухрядный спиральный змеевик со среднем диаметром спирали 1,9 м с числом витков: [15, с. 137]
n = 11,9
12
Полировочный фильтр предназначен для контрольно-полировочного фильтрования дезодорированного жира. Фильтр работает циклически. Средняя производительность полировочного фильтрата 1000 кг/м2 в час.
Техническая характеристика полировочного фильтрата приведена в таблице 1.5
Таблица 1.5 Техническая характеристика полировочного фильтрата
Название показателя |
Показатели |
Диаметр, мм |
520 |
Высота, мм |
1185 |
Поверхность фильтрования, м2 |
6,7 |
Объем, л |
165 |
[15, с. 97]
2.2 Расчет вакуумного оборудования
В линии рафинации оборудованием для создания вакуума является: пароэжекторный вакуум–насос с поверхностными конденсаторами.
Предназначен для откачки из дезодоратора парогазовой смеси и создания в аппарате остаточного давления (0,5 – 0,8 кПа). [15, с. 137]
Результаты расчетов трехступенчатого пароэжекторного вакуум – насоса обслуживающего оборудование для дезодорации сведены в таблицу 2.9. [15, с. 32]
Таблица
2.2 Результаты расчетов трехступенчатого пароэжекторного
вакуум – насоса обслуживающего оборудование для дезодорации
Показатели |
Эжектор |
Конденсатор |
|||
первый |
второй |
третий |
первый |
второй |
|
Начальная
температура отсасываемой парогазовой смеси, |
110 |
33,75 |
53 |
- |
- |
Давление смеси, кПа |
|||||
начальное |
0,67 |
6,0 |
25,33 |
- |
- |
конечное |
6,0 |
255 |
106 |
- |
- |
Степень расширения рабочего пара, Е |
1463 |
163 |
38,7 |
- |
- |
Удельный расход рабочего пара, b1 |
3,92 |
2,62 |
4,42 |
- |
- |
Количество поступающей парогазовой смеси, кг/ч |
689 |
173,9 |
100 |
|
- |
Расход рабочего пара, Д, м/ч |
549 |
123 |
81 |
- |
- |
Тепловая нагрузка конденсатора, кДж,/ч |
- |
- |
- |
1632018 |
369725 |
Температура
охлаждающей воды, |
|||||
начальная |
- |
- |
- |
27 |
65,4 |
конечная |
- |
- |
- |
32 |
33,1 |
Расход охлаждающей воды, W, м3 |
- |
- |
- |
78 |
|
Масса воздуха после конденсатора, м3/ч |
- |
- |
- |
9 |
10,1 |
Масса парогазовой смеси после конденсатора |
- |
- |
- |
47,4 |
18,3 |
Суммарный расход |
|||||
рабочего пара |
756 |
- |
- |
- |
- |
охлаждающей воды |
78 |
- |
- |
- |
- |
2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)
Таблица 2.3 Подбор
оборудования (сводная таблица)
Оборудование |
Назначение |
Производительность |
Установленная мощность, кВт |
Габариты, мм |
Масса машины, кг |
Число единиц оборудования |
Примечание |
|||
длина |
ширина |
высота |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Нейтрализатор, кг/ч
|
Проведение всех операций щелочной нейтрализации жиров |
1250 |
2,8 |
- |
2300 |
4640 |
4500 |
1 |
- |
|
Промывной вакуум – сушильный аппарат, кг/ч |
Нагревание жиров, смешивание с водой, отделение промывной воды |
1250 |
2,8 |
- |
2300 |
4640 |
4800 |
1 |
- |
|
Агрегат конденсатор вакуум – насос, м3/ч |
Создание в сушильном аппарате необходимого разряжения, и создания остаточного давления в вакуум – сушильном аппарате |
132 |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
- |
|
Аппарат для отбеливания, кг/ч |
Нагревание и деаэрация, смешивание с отбеливающими глинами, и выдержка |
1427 |
2,8 |
- |
2000 |
3300 |
3300 |
1 |
- |
|
Фильтр – пресс ФII-40-820/45у, кг/ч |
Отделение отработанной отбеливающей глины |
7,5 |
4,1 |
4775 |
1675 |
2075 |
9600 |
1 |
Марка ФII-40-820/45у |
|
Продолжение таблицы 2.3 |
||||||||||
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Дезодоратор, кг/ч |
Отгонка ароматических веществ |
1112,5 |
- |
- |
2000 |
5850 |
- |
1 |
- |
|
Приемник холодильник |
Прием, и окончательное охлаждение дезодорированного жира |
1250 |
1,7 |
- |
2400 |
3600 |
4400 |
1 |
- |
|
Пароэжекторный вакуум – насос с поверхностными конденсаторами, кг/ч |
Откачивание из дезодоратора парогазовой смеси и создания в аппарате остаточного давления |
78 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
3 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Сырое
кукурузное масло из сборника (поз. 1) насосом (поз. 2) через расходомер (поз. 3)
подается в коробку на весы (поз. 4) из которой поступает в нейтрализатор (поз.
5) в котором масло нагревается до температуры 500С. Раствор щелочи
концентрацией 42 % из бака (поз. 13) подается в мерник (поз.14) из мерника
(поз.14) в нейтрализатор (поз. 5) вводится рассчитанное количество гидроксида
натрия концентрацией 107 г/л. Жир перемешивается с щелочью для завершения
реакции, после чего мешалку выключают, оставляя реакционную массу в
нейтрализаторе для отстаивания. Образовавшиеся при отстаивании соапсток
оседает в конусе нейтрализатора. Отделившийся в нейтрализаторе соапсток сливают
в сборник для соапстока (поз. 7). Здесь от соапстока отделяется часть
увлеченного нейтрального жира, который всплывает в верхнюю часть приемника.
Отсюда всплывший жир насосом (поз. 2) возвращается в процесс, а соапсток
насосом (поз. 8) перекачивается на расщепление в бак для расщепления соапстока
(поз. 9). Нейтрализованное масло многократно промывается горячей водой
температурой 950С подаваемой из мерника (поз. 10). Масло
перемешивают с горячей водой, отстаивают в течение часа и спускают воду. Из
нейтрализатора масло направляется в сборник (поз. 11) и засасывается под действием
вакуума в сушильно-отбельный аппарат (поз. 12). Там его сушат при температуре
85-900С и при остаточном давлении 80 кПа, а потом отбеливают
отбеливающей глиной Benteco F300s.
После отбеливания смесь масла с глиной охлаждают и фильтруют при
температуре 60-800С. Масло из сушильного-отбельного аппарата (поз.
12) насосом (поз. 8) подается в фильтрпресс для отделения отбельной глины.
Первые мутные порции отбеленного масла вновь возвращаются в сушильно-отбельный
аппарат (поз. 12), а чистое профильтрованное масло сливается в бак для масла
(поз. 15). Обезжиренная глина из фильтрпресса подается на дальнейшую
обработку. Масло из бака (поз. 15) подается на дезодорацию в дезодоратор (поз.
16). Здесь жир нагревается глухим паром до 180-2000С при непрерывной
подачи острого перегретого пара. Остаточное давление в дезодораторе 0,67 кПа
создается пароэжекторный вакуум- насосом (поз. 17). Скопившаяся в конденсаторе
(поз. 18) смесь из водяного конденсата и жировых компонентов отводится через
секционную барометрическую коробку (поз. 19), которая одновременно выполняет
функцию жироловушки. Всплывающие жировые вещества отсасываются вакуум-насосом
(поз.20) в коробку для сырого масла (поз.1), а конденсат переходит в очистную
систему сточных вод. По окончанию процесса дезодорации жир спускают в маслоохладитель
(поз. 21), в котором при перемешивании охлаждается проточной циркуляционной
водой до 35-400С. Охлаждённый жир из маслоохладителя (поз. 21)
насосом (поз. 2) подается в полировочный фильтр (поз. 22) для контрольного
фильтрования. Готовый дезодорированный жир стекает из полировочного фильтра в
коробку на весах (поз. 3), а из нее в приемный резервуар для дезодорированного
жира (поз. 1). Отсюда насосом (поз. 2) дезодорированный жир перетекает в
хранилище готовых пищевых жиров.
4
КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА
Основной задачей технохимического контроля рафинации масел и жиров является оценка качественного состава жирового сырья, степени чистоты и активности вспомогательных материалов, применяемых при рафинации, определение оптимальных режимов процессов путем щелочной нейтрализации рафинируемых масел и жиров в лабораторных условиях, контроль за соблюдением технологических параметров в условиях производства, определение соответствия готовой продукции – рафинированного масла действующим стандартам, анализ отходов производства. [12, с. 107]
Образующиеся при рафинации жиросодержащие отходы (соапстоки, промывные воды) должны подвергаться анализам на содержание общего жира и жирных кислот. Это определение необходимо для составления материального баланса – расчёта выхода рафинированного масла и величины потерь при рафинации. [12, с. 108]
При отгрузке готового масла лаборатория повторно проверяет соответствие его требованиям стандартов на рафинированные масла и жиры.
Технохимический контроль процесса рафинации и точки контроля представлен в схеме 4.1 и таблице 4.1
Схема 4.1 Технохимический контроль процесса рафинации подсолнечного масла (♀ − точки контроля)
Нерафинированное
масло
Гидратированное
масло
Масло нейтрализованное
Щелочь
соапсток
![]() |
Таблица
4.1 Контроль процесса рафинации
Объект контроля |
Метод отбора проб или способ контроля
|
Периодичность контроля |
Определяемый показатель |
Щелочная нейтрализация Жиры и масла |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости и в среднесуточной пробе |
Кислотное число влажность, содержание отстоя, пробная нейтрализация |
Жиры и масла после нейтрализации |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости и в среднесуточной пробе |
Влажность, содержание мыла, кислотное число, прозрачность |
Нейтрализованные и высушенные жиры после фильтрации |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости и в среднесуточной пробе |
Влажность, содержание мыла, кислотное число, прозрачность |
|
|
|
|
Соапсток |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости |
Общее содержание жира, ЖК, НЖ |
[2, с. 560]
Масло подсолнечное относится к марке рафинированного недезодорированного и предназначено для производства пищевых продуктов и промышленной переработки (ГОСТ 1129-2013 Масло подсолнечное. Технические условия)
Органолептические показатели рафинированного недезодорированного подсолнечного масла представлены в таблице 4.2
Таблица 4.2 Органолептические показатели рафинированного
недезодорированного подсолнечного масла
Наименование показателей
|
Показатели |
Прозрачность |
Прозрачное без осадка |
Запах |
Запах, свойственный подсолнечному маслу, без посторонних запахов. |
Цвет |
Светло – желтый |
[3, с.4]
Физико-химические показатели рафинированного недезодорированного подсолнечного масла представлены в таблице 4.3
Таблица 4.3 Физико-химические показатели рафинированного
недезодорированного подсолнечного масла
Наименование показателя
|
Показатели |
Цветное число , мг йода, не более |
12 |
Кислотное число, мг КОН/г, не более |
0,4 |
Массовая доля нежировых примесей, процент, не более |
отсутствие |
Массовая доля фосфора, мг/кг, не более - в пересчете на стеароолеолецитин, процент, не более |
отсутствие |
Мыло (качественная проба) |
отсутствие |
Массовая доля влаги и летучих веществ, процент, не более |
0,10 |
Температура вспышки экстракционного масла, °С, не ниже |
225 |
Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг, не более |
10,0 |
Анизидиновое число, не более |
не нормируется |
[3, с.5]
Срок хранения рафинированного подсолнечного масла 6
месяцев. Подсолнечное масло хранят в потребительской таре, упакованное в ящики
из гофрированного картона и сгруппированное в термоусадочную пленку,
транспортируют в железнодорожных вагонах на поддонах. Подсолнечное масло,
фасованное в потребительскую тару, хранят в крытых затемненных помещениях.
Маркировка
На каждую единицу потребительской тары с подсолнечным маслом должна быть наклеена красочно оформленная этикетка, на которую наносят маркировку, содержащую:
- наименование продукта;
- вид, марку, назначение масла, а также сорт (при наличии сортовых розничных цен);
- наименование, местонахождение (адрес) изготовителя, упаковщика, экспортера, импортера, наименование страны и места происхождения;
- массу нетто или объем продукта;
- дату розлива (для продукта в потребительской таре);
- дату налива (для продукта в бочках,
флягах, цистернах, баках, контейнерах);
- товарный знак изготовителя (при наличии);
- пищевую ценность: содержание жира в 100 г масла, энергетическая ценность в 100 г продукта;
- срок годности.
В качестве отходов при производстве рафинированного масла получают соапсток. Органолептические и физико-химические показатели соапстока представлены в таблицах 4.4 и 4.5
Таблица 4.4 Органолептические показатели соапстока
Наименование показателей
|
Характеристика |
1. Цвет
|
От желтого до светло – коричневого с оттенком исходного цвета |
2. Консистенция при 200С |
Жидкая и мазеобразная |
3. Запах
|
Специфический, свойственный соапстоку, полученных из различных масел Допускается слабый запах продуктов разложения органических веществ |
4. Посторонние твердые примеси |
Отсутствие |
[10, с. 4]
Таблица 4.5 Физико – химические показатели соапстока
Наименование показателя
|
Норма |
|
25,0 |
|
15,0 |
[10, с. 4]
5 Охрана
труда. Экологическая характеристика
производства
В цехе, где установлена линия щелочной нейтрализации предусмотрен ряд мероприятий по предупреждению травматизма, профессиональных заболеваний, общему улучшению условий труда, а также по пожарной профилактике и охране окружающей среды.
Организационные мероприятия
При обслуживании линии своевременно и качественно проводятся все виды инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии. На рабочих местах имеются инструкции и памятки по ТБ. Организуется и проводится трёхступенчатый контроль над состоянием охраны труда. Соблюдается производственная дисциплина, правильная организация труда, производственная эстетика и высокая культура производства.
Технические мероприятия
В линии используется наиболее новое совершенное оборудование (ножевые, дисковые, лопастные смесители, паровой подогреватель – теплообменник, вакуум − сушильный аппарат, насос − дозатор, герметичный сепаратор, саморазгружающийся сепаратор, пароэжекторный вакуум-насос)
и эксплуатируется только в исправном состоянии. Организованы механизированные погрузо-разгрузочные работы: доставка и подача сырья, транспортировка готовой продукции и т.д. Разрывы между машинами соответствуют требованиям норм. Имеются надёжные ограждения приводов, горячее оборудование изолируется стекловатой. Имеется полный комплект КИП и приборов безопасности (манометры, термометры) на аппаратах, арматура (вентили, клапаны и пр.) находятся в исправном состоянии. Оборудования с электроприводом надежно заземлены.
Рабочие обеспечены полным комплектом спецодежды (комбинезоны из хлопчатобумажной ткани, резиновая обувь, перчатки, респираторы, прорезиненные фартуки).
В термическом
отделении установлена приточно-вытяжная вентиляция. В помещении, где
установлена линия достаточное естественное и искусственное освещение.
Работа с кислотами и щелочами
Работа по сливу, разгрузке и внутризаводском транспортировании кислот и щелочей полностью механизирована.
Кислоты и щелочи храниться отдельно. На контейнерах имеется надпись с наименованием вещества. Запрещено наливать кислоту в емкости, содержащие щелочь. Места применения кислоты и щелочи обеспечены запасом нейтрализующих средств и чистой воды.
Переливать агрессивные жидкости из бутылей в другую тару разрешено только с помощью сифонов или ручного насоса закрытой струей.
Пожарная профилактика
Запрещено на территории цеха и вблизи его нагромождать тару и отходы. Предусмотрено устройство пожарных щитов и кранов в соответствии с требованиями противопожарных правил.
Курение допускается только в специально отведенных местах, согласованных с пожарной охраной, оборудованных урнами с водой.
Охрана окружающей среды
Используется оборотное и повторное водоснабжения, полная и раздельная канализационная система, которая предусматривает отвод хозяйственно-фекальных и загрязнённых производственных вод на очистные сооружения, а отвод чистых производственных и атмосферных вод – в водоёмы.
Своевременно удаляются с территории цеха отходы, мусор, с последующим их обеззараживанием.
Заключение
В дипломной работе разработана линия щелочной нейтрализации по производству рафинированного подсолнечного масла производительностью 300 т в сутки.
В дипломной работе приведена характеристика основных и вспомогательных материалов, приведен материальный баланс производства, произведен расчет и подбор необходимого технологического оборудования. Также составлена схема технохимического контроля производства с указанием необходимых зон контроля для повышения качества готовой продукции.
Проведен анализ разрабатываемой линии по производству рафинированного подсолнечного масла с точки зрения техники безопасности и охраны труда, а также возможного негативного воздействия на окружающую среду.
Полученные данные свидетельствуют о том, что разработанная линия щелочной нейтрализации подсолнечного масла является безопасной с точки зрения воздействия на окружающую среду, технически целесообразна и рекомендуется к внедрению на производстве.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зайцева Л.В., Нечаев А.П. Жиры и масла: современные подходы к модернизации традиционных технологий. – М: Дели плюс, 2013
2. Рудаков О. Б. Технохимический контроль жиров и жирозаменителей. – Санкт-Петербург: Лань, 2011
3. ГОСТ 1129-2013 Масло подсолнечное. Технические условия (с Поправкой), М.: Стандартинформ, 2014
4. Саломатин, В.А. Актуальные перспективы использования видов рода икоциана, как сырья для получения пищевых функциональных продуктов нетрадиционного направления / В.А. Саломатин В.А., В.П. Писклов, Н.И. Ларькина // Научно – инновационные аспекты при создании продуктов здорового питания: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. (5-6 сентября 2012 г.). – Углич.
5. ГОСТ 2263 – 79 Натр едкий технический. Технические условия, - М: Межгосударственный стандарт, 2008
6. ГОСТ 2874 – 82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством, издательство стандартов М.: Межгосударственный стандарт, 1985
7. Техническое предложение «Комплексная линия хемосорбционной рафинации и дезодорации растительного масла» Краснодар, 2014 г
8. ГОСТ 908 – 2004 – Лимонная кислота. Стандартинформ, 2005
9. Товбин И.М., Файнберг Е.Е., Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий–М.: Пищевая промышленность
10.ТУ 10−04–02–80–91 Соапсток. Технические условия
11.Позняковский В. М., Экспертиза масел, жиров и продуктов их переработки. Качество и безопасность,- Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007
12.Щербаков В.Г., Основы управления качеством и технохимический контроль жиров и жирозаменителей, Агропромиздат
13.Ситников Е.Д., Практикум по расчётам оборудования предприятий
для производства жиров и жирозаменителей, - М.; Агропромиздат
14.Калошин Ю. А., Технология и оборудование масложировых предприятий, -М.: Издательство Центр «Академия», 2002
15.Сергеева А.Г, А.А. Шмидт. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Т 1. Ленинград
16.Храброва Н.Н. Особенности подтверждения соответствия масложировых продуктов// Масла и жиры. 2012. № 1 С.17 – 19.
17.Хотимченко С.А. Качество и безопасность пищевых продуктов. Современная законодательная и нормативная – методическая база//Жиры и масла. 2012. № 2. С. 7 – 10.
18.Бегунов А.А. О единицах показателей состава и качество жировой продукции// Масла и жиры. 2012. № 12. С.4 – 5.
19.https://www.syl.ru/article/202329/new_nerafinirovannoe-i-rafinirovannoe-podsolnechnoe-maslo (Нерафинированное и рафинированное подсолнечное масло: польза и вред)
20.https://cmtscience.ru/article/likbez-po-rastitel-nym-maslam-rafinirovannoe (Ликбез по растительным маслам: рафинированное, омега-3, -6 )
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1 Технологическая часть 6
1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции 6
1.2 Определение ожидаемых выходов продукции и
отходов производства 16
1.3 Обоснование и выбор технологической схемы 18
1.4 Технологическая схема производства отбеленного
льняного масла 20
2 Подбор и расчет оборудования 22
2.1 Расчет основного технологического оборудования 22
2.2 Расчет транспортного оборудования 29
2.3 Подбор оборудования (сводная таблица) 35
3 Описание технологической схемы 37
4 Контроль производства
5 Охрана труда. Экологическая характеристика производства
Заключение
Список литературы 44
Скачано с www.znanio.ru
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.