Дипломная работа специальности 19.02.09.

Здравствуйте уважаемый председатель  члены комиссии!

Тема моей выпускной квалификационной работы: Разработка линии щелочной нейтрализации, перерабатывающей 300 т в сутки подсолнечного масла  

Масложировая отрасль России является одной из наиболее прогрессивных, быстроразвивающихся и перспективных отраслей пищевого производства.

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.

Для увеличения потребления в пищу растительных жиров следует разнообразить их виды и товарную форму.

Основными видами сельскохозяйственного сырья для производства растительных масел являются семена подсолнечника, сои и рапса.

Подсолнечное масло наиболее распространённый вид растительного масла в России, которое лидируют по производству растительных жиров в мире.

Растительные масла, извлекаемые из семян, содержат разнообразные, в том числе нежелательные примеси, вредные или ядовитые вещества. Все масла с повышенной кислотностью в сыром виде в пищу не применяются и должны быть предварительно очищены - отрафинированы. Процесс очистки жиров от примесей называется рафинацией.

Рафинация представляет собой сложный комплекс различных физических и химических процессов, применение которых позволяет избирательно воздействовать на сопутствующие вещества, ослабеть их связи с триглициридами и выводить из масла.

В масложировой отрасли рафинированные масла являются основным сырьём для производства маргариновой продукции и других видов промышленной переработки

Главной целью разработки линии щелочной нейтрализации является переработка подсолнечного масла для улучшения качества масла, продление срока хранения и использование масла для производства других видов продукции.

Для производства рафинированного подсолнечного масла в линии рафинации в качестве сырья используется нерафинированное подсолнечное масло со вкусом и запахом,  Подсолнечное масло получают прессованием или экстракцией семян подсолнечника

В России подсолнечник культивируется в районах Северного Кавказа, Краснодарского края, Ростовской области. Семена подсолнечника содержат 30–45 % масла. Цвет сырого подсолнечного масла золотисто–желтый или соломенно-желтый, запах специфический, приятный, свойственный подсолнечному маслу.

Масло из семян подсолнечника отличается высоким пищевым качеством. В составе триглицеридов подсолнечного масла преобладают линолевая и олеиновая кислоты.

Подсолнечное масло применяется непосредственно в пищу. После гидрогенизации в виде саломаса идет на изготовление маргарина и других пищевых жиров. Подсолнечное масло при высыхании образует очень непрочную пленку, и в качестве компонента оно находит применение при изготовлении глифталевых олиф

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 подсолнечного масла;

-         Отделение нейтрализованного масла от соапстока;

-         Водную промывку, обработку масла лимонной кислотой и сушку.

Вспомогательными материалами в линии рафинации являются: гидроксид натрия концентрацией 38-42 %, ортофосфорная кислота, вода для промывки масла и разбавления щелочи (умягченный конденсат), гидротропные добавки, лимонная кислота.

Для промывки нейтрализованного масла и растворения химических реагентов используют умягченную воду или конденсат.

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. При рафинации жиров необходимо применять мягкую воду, лучше всего конденсат или умягченную с жесткостью не выше 1 мг-экв/л.

Для удаления свободных жирных кислот применяют растворы гидроксида натрия. 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.

Ортофосфорная кислота – Н₃РО₄ бесцветная жидкость, не имеющая запаха. Используется в качестве агента для обеспечения полноты удаления негидратируемых фосфатидов на стадии кислотной гидратации.

В качестве гидротропных добавок применяют сульфат натрия (Na₂SO₄) и триполифосфат натрия (Na₅P₃O₁₀). Гидротропные добавки вводят на стадии нейтрализации в виде водного раствора вместе со щелочью в количестве 3-5%.

При работе с гидротропными добавками уменьшается уход с соапстоком нейтрального жира, и благодаря этому увеличивается выход рафинированного жира.

Вместо естественных антиокислителей в горячие рафинированные жиры добавляется лимонная кислота, которая выполняет несколько функций. Она разлагает небольшой остаток натриевых солей, оставшихся в жире после щелочной рафинации, и связывает в форме нерастворимых комплексов следы металлов.

Технологическая схема производства рафинированного подсолнечного масла состоит из следующих этапов:

Нерафинированное подсолнечное масло насосом (поз. 1) через фильтр грубой очистки (поз. 2), нагревается в пластинчатом теплообменнике до температуры 90 ºС  (поз. 3) поступает в смеситель (поз. 4), куда одновременно для гидратации из бака (поз. 16) насосом (поз. 1) вводится гидратирующий агент в количестве 2 % Смесь масла и гидратирующего агента поступает в коагулятор (поз. 5) для формирования хлопьев фосфатидов.

Смесь масла и воды из коагулятора (поз. 5) после формирования фосфатидной эмульсии насосом (поз. 6) через расходомер поступает на разделение в саморазгружающийся сепаратор (поз.7). Фосфатидная эмульсия с содержанием влаги 60 % сливается в бак (поз. 19), откуда насосом (поз. 6) передается на высушивание для получения фосфатидного концентрата с влажностью 2 – 4 %.

По заданной программе происходит автоматическая разгрузка сепаратора от осадка, который накапливается в емкости (поз. 18), куда поступает также первая промывная вода из сепаратора (поз. 7). Гидратированное масло насосом (поз. 1) через пластинчатый теплообменник (поз. 3) в котором нагревается до t=90ºС и расходомер поступает в ножевой смеситель (поз. 8) для обработки концентрированной фосфорной кислотой.

Фосфорная кислота концентрацией 85 % в количестве 1,5 кг/т насосом (поз. 1) через фильтр (поз. 2) подается в бак (поз.9) дозируется насосом (поз.10) и вводится в жировую линию. Щелочной раствор концентрацией 42 % насосом (поз. 1) через фильтр (поз. 2) перекачивается в напорный бак (поз. 9), откуда также дозирующим насосом (поз. 10) подается в трубопровод для раствора щелочи, в который через игольчатый вентиль (поз. 11) и расходомер насосом (поз. 1) вводится из бака (поз. 17) вода для разбавления концентрированной щелочи до заданной концентрации.

Масло, обработанное в ножевом смесителе (поз. 8) фосфорной кислотой, поступает в дисковый смеситель (поз. 12), туда же через расходомер вводится щелочной раствор концентрацией 10,9%

Разделение нейтрализованного масла и соапстока производится на втором саморазгружающемся сепараторе (поз. 7). Соапсток откачивается насосом (поз. 1) на обработку. Нейтрализованное масло, насосом (поз. 1) через пластинчатый теплообменник (поз. 3) подается в ножевой смеситель (поз. 8). Туда же через расходомер насосом (поз. 1) из бака (поз. 16) вводится вода на промывку с t=90ºС. Смесь воды и масла далее разделяется на герметическом сепараторе (поз. 13). Промывная вода сливается самотеком в бак (поз. 18) и насосом (поз. 1) передается на обработку.

Масло после первой промывки насосом (поз. 1) подается на второй ножевой смеситель (поз. 8). Вода для второй промывки насосом (поз. 1) подается из бака умягченной воды в бак (поз. 16) вода проходит фильтр (поз.2). Смесь поступает на сепаратор (поз. 13) на разделение. Вторая промывная вода отводится в жироловушку (поз. 18), из которой отделившийся жир откачивается насосом (поз. 1), а вода сливается в бак (поз.17), где смешивается с чистой умягченной водой с t=50–55ºС и используется для первой промывки.

Масло из сепаратора (поз. 13) поступает в вакуум – сушильный аппарат (поз. 14) для высушивания при t=90–95ºС и давлении 6,66 кПа, предварительно масло обрабатывается раствором лимонной кислоты с концентрацией 5 % в количестве

0,45 л/т, который подается насосом-дозатором  (поз. 10) из бака (поз.15).

Высушенное масло с t=103ºС откачивается насосом (поз. 1) и отправляется на склад готовой продукции, предварительно пройдя охладитель. Вакуум создается трехступенчатым пароэжекторным вакуум – насосом (поз. 20)

Основной задачей технохимического контроля рафинации масел является оценка качественного состава жирового сырья, степени чистоты и активности вспомогательных материалов, применяемых при рафинации.

Образующиеся при рафинации жиросодержащие отходы (соапстоки, промывные воды) должны подвергаться анализам на содержание общего жира и жирных кислот.

Масло подсолнечное относится к марке рафинированного недезодорированного и предназначено для производства пищевых продуктов и промышленной переработки

По органолептическим показателям рафинированное подсолнечное масло должно быть прозрачным без осадка, цвет светло-желтый, запах, свойственный подсолнечному маслу, без посторонних запахов.

По физико-химическим показателям рафинированное подсолнечное масло должно иметь цветное число не более 12 мг йода, кислотное число не более 0,4 мгКОН, влажность 0,1 %

Срок хранения рафинированного подсолнечного масла 6 месяцев.

В качестве отходов при производстве рафинированного масла получают соапстоки. Соапсток должен иметь цвет от желтого до светло – коричневого, Консистенция жидкая и мазеобразная, запах специфический, свойственный соапстоку, полученных из различных масел.  Массовая доля общего жира 25 %, жирных кислот 15%.

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.

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. 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. 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 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. Переливать агрессивные жидкости из бутылей в другую тару разрешено только с помощью сифонов или ручного насоса закрытой струей.

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.

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 отходы, мусор, с последующим их обеззараживанием

Разработанная линия щелочной нейтрализации подсолнечного масла является безопасной с точки зрения воздействия на окружающую среду, технически целесообразна и рекомендуется к внедрению на производстве.

Спасибо за внимание

Скачано с www.znanio.ru