Здравствуйте уважаемый председатель и уважаемые члены комиссии!

Тема моей выпускной квалификационной работы: Разработка линии винтеризации, перерабатывающей 60 т в сутки  масла семян сурепицы

Масложировая промышленность вырабатывает различные виды масел, которые содержат важные незаменимые и полиненасыщенные жирные кислоты, благоприятно влияющие на организм человека.

Жиры – жизненно важные продукты, имеющие большое и разностороннее применение в рационе питания человека. Наряду с углеводами и белками, имея высокую энергетическую ценность (400-412 кДж), жиры являются основным компонентом пищевых продуктов.

К основным, возделываемым в России масличным культурам относятся подсолнечник, соя, рапс, горчица доля которых составляет около 97% в общем производстве масличных семян.

Для увеличения потребления в пищу растительных жиров следует разнообразить их товарную форму. В последнее время возрождается одна из древнейших масличных культур сурепица, семена которых содержат до 48 % жирного масла.

Растительные масла, извлекаемые из семян, содержат разнообразные сопутствующие вещества. В масле семян сурепицы растворены высокоплавкие воскообразные вещества содержание которых достигает 0,40-1,7 %

Восковые вещества при охлаждении образуют в масле тонкую и очень устойчивую суспензию кристаллов, так называемую «сетку», обуславливающую степень прозрачности масла. «Сетка» значительно ухудшает товарный вид готового продукта. Для удаления восковых веществ применяется метод вымораживания с последующей фильтрацией – винтеризация.

Масло семян сурепицы содержит уникальный состав жирных кислот и витаминов и, чаще всего, используется в пищевой промышленности. Поэтому возникает необходимость его дополнительной  обработки для снижения мутности.

Главной целью разработки линии винтеризации является переработка масла семян сурепицы для улучшения внешнего вида масла, продление срока хранения и использование масла для производства других видов продукции.

Вымораживание (винтеризация) жиров - это процесс ступенчатого охлаждения растительных масел с целью выведения из них воскообразных  веществ.

Восковые вещества, присутствующие в растительных маслах обладают определенной устойчивостью, создающей трудности при их выведении. Одним из факторов, определяющих эту устойчивость, является температура.

Технология выведения восковых веществ вымораживанием заключается в медленном охлаждении масла, экспозиции его при низкой температуре и последующем отделении осадка фильтрованием.

В разрабатываемой линии вымораживания производительностью 60 т в сутки используется следующее сырье:

- масло семян сурепицы рафинированное отбеленное со вкусом и запахом

 - фильтрующий порошок - перлит.

Готовой продукцией является вымороженное рафинированное срепное масло, отходами производства являются воскообразные отходы сурепного масла.

Сурепное масло получают прессованием или экстракцией семян сурепицы семейства крестоцветных В России сурепица культивируется в районах Среднего и Нижнего Поволжья, Ростовской области Содержание масла в семенах сурепицы составляет 30 – 40 %, а в некоторых сортах достигает 48 %

Сырое сурепное масло имеет золотистый цвет, прозрачное, имеет мягкий ореховый привкус, без посторонних запахов, привкусов и горечи

Сурепное масло содержит до 0,002% восков и воскообразных продуктов, 0,40-1,7% стеринов

Воскообразные вещества имеют такую структуру, которая быстро закрывает поры фильтрующей ткани, затрудняя процесс. Для предупреждения быстрого забивания фильтрующей поверхности в масло добавляют 01 – 0,5 % пористого фильтрующего порошка – перлит

Перлит – это горная порода, кислое вулканическое стекло, в составе которого находится вода более 1%. Текстура перлита похожа на жемчуг, от которого и произошло его название.

Перлит белого или серого цвета, не имеет запаха. Перлит используют в сельском хозяйстве, металлургии, медицине, энергетике, строительстве и т.д.

Технические характеристики перлита

1.     Насыпная плотность – 45 - 200 кг/м³;

2.     Размер частиц: 1…10 мм.

2.     Негорючий, огнестойкий

3.     Пористость 70 - 90%.

4.     Выдерживает температуру в диапазоне от 200^оС до 900^оС.

5.     Гигроскопичный материал (способный поглощать влагу и отдавать ее наружу, не ухудшая своих свойств).

6.     Относительно низкая стоимость;

7.     Маслоемкость – 25 %.

В линии винтеризации сурепного масла основным технологическим оборудованием является экспозитор колонного типа для выдержки охлажденного масла, смеситель с мешалкой для приготовления масляной суспензии фильтровального порошка, фильтр-пресс закрытого типа с электромеханическим зажимом для отделения воскообразных веществ и отработанного перлита от вымороженного масла марки 1М45-630/454.

Вспомогательным оборудованием является  охладитель для масла охлаждаемый водой, предназначенный для снижения температуры масла, охладитель для масла, охлаждаемый рассолом, пластинчатый теплообменник для подогрева масла, бак исходного масла, загрузочный бункер для приема и подачи фильтрующего порошка перлита, насос для подачи масла в цех центробежный консольный К 45/30, насос подачи масляной суспензии на фильтрацию центробежный консольный К 45/30, емкость винтеризованного масла.

Для создания вакуума предназначено вакуумное оборудование для поддерживания в  фильтре остаточного давления.

Технологическая схема вымораживания масла семян сурепицы состоит из следующих этапов:

При помощи насоса К45/30 (поз. 2) масло из бака (поз. 1) подается в первый охладитель (поз. 3), где охлаждается до температуры 20 °С, затем в охладителе (поз. 3) доводится до температуры 10-12 °С и поступает в экспозитор (поз. 4), который представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с рабочей вместимостью 12 м³ и производительностью до 80 тонн сутки.

Аппарат снабжен рамной мешалкой с частотой вращения 2 об/мин, рубашкой, где давление составляет 0,1 МПа. Охлажденное масло поступает в аппарат через нижнюю коническую часть и там выдерживается в течение 4 ч при постоянном перемешивании. За это время происходит выделение восков.

Из верхней части экспозитора (поз. 4) масло вместе с выделенным осадком поступает в подогреватель (поз. 5), где происходит образование более крупных взвесей восков с целью дальнейшей эффективной фильтрации.

Нагретое до температуры 18-20 °С масло направляется в смеситель (поз. 6). Для интенсификации процесса фильтрации в смеситель добавляют 0,1-0,5% от массы масла вспомогательного фильтрующего порошка (перлита). Смеситель вместимостью 5 м³ представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат со сферической крышкой и коническим днищем. Он снабжен мешалкой с частотой вращения 50 об/мин и рубашкой, где поддерживается давление 0,1 МПа. Из смесителя (поз. 6) масло самотеком или при помощи насоса (поз. 2) подается в рамные фильтрпрессы 1М45-630/454 (поз. 7). При этом напор масла обеспечивается регулятором давления. Фильтрация осуществляется при температуре 18-20 °С и давлении 0,15-0,20 МПа. В данном случае использована конструкция фильтрпресса закрытого типа с электромеханическим зажимом. Для контроля качества отфильтрованного масла фильтры снабжены смотровым стеклом. Применяются фильтры с поверхностью фильтрации от 40 до 63 м³ и числом рам от 30 до 56.

Отфильтрованное масло поступает в бак (поз. 1), откуда насосом (поз. 2) подается на фасовку или для других целей, а осадок с фильтров используется в качестве добавок при производстве комбикормов для животных. Отфильтрованное масло должно быть прозрачным и не мутнеть при относительно низкой температуре (+4-5 °С) в течение 24 ч. В качестве исходного масла, поступающего на фильтрацию для выведения из него воскообразных веществ, может быть горчичное масло гидратированное высушенное или рафинированное высушенное.

В состав осадка, вымороженного из масла, входят воскообразные вещества и углеводороды, влага и летучие вещества, фосфолипиды и увлеченный нейтральный жир, свободные жирные кислоты и минеральные примеси.

Вместе с восками частично удаляются жирные кислоты, фосфорсодержащие, красящие вещества и влага.

Готовой продукцией является масло вымороженное сурепное и отходом – отработанный порошок перлит.

Масло отбирают для контроля штуцерным пробоотборником систематически, проводят  холодный тест после вымораживания.

Вымороженное сурепное масло представляет собой чистую, прозрачную жидкость, имеет бледно-желтый цвет и приятный ореховый запах. Сурепное масло, обработанное таким методом, сохраняет прозрачность при нормальной температуре (18-20 °С) и при низких «зимних» температурах.

Сурепное масло содержит витамин Е, сильный антиоксидант, необходимый для восстановления клеток, укрепляющий сердечно-сосудистую, нервную и мышечную системы; витамин К, необходимый для правильного функционирования кровеносной системы; лецитин, регулирующий липидный обмен, обеспечивающий нормальную деятельность мозга и нервной системы, снижающий уровень холестерина, улучшающий усвоение витаминов; фитостеролы, понижающие уровень холестерина в крови; жирные кислоты группы Омега.

Большое количество кислот Омега-3 и Омега-6 в оптимальном для организма соотношении, малое число насыщенных жирных кислот обеспечивает диетическую ценность этого продукта в питании человека.

Полезные свойства сурепного масла: профилактика атеросклероза и ожирения; поддержание работы основных систем организма – сердечно-сосудистой, кровеносной, нервной, мышечной; положительное влияние на состояние кожи и волос; повышение жизненного тонуса; улучшение памяти, концентрации внимания, способности к обучению; способствует восстановлению после тяжелых физических нагрузок; рекомендуется для вегетарианского питания как источник незаменимых жирных кислот. Это масло относят к группе полувысыхающих.

Сурепное масло используют в качестве добавок к льняному маслу при получении олиф.

Сурепное масло в бутылках хранят в закрытых затемненных помещениях, во флягах и бочках - в закрытых помещениях.

Срок хранения сурепного масла:

- нерафинированного - 4 мес;

- рафинированного дезодорированного - 6 мес;

- нефасованного - 1,5 месяцев.

Холодный тест  масла семян сурепицы

В стакан вместимостью 400 см через бумажный фильтр отфильтровывают 200-300 см анализируемого масла. Стакан с отфильтрованной пробой масла помещают на электрическую плитку  и при непрерывном помешивании нагревают до (130±1) °C.

Цель предварительного подогрева - удалить следы влаги и уничтожить любые центры кристаллизации, которые могли сохраниться, так как они могут вызывать помутнение или преждевременную кристаллизацию.

При достижении температуры (130±1) °C нагрев немедленно прекращают. Горячее масло помещают в колбу вместимостью 250 см, заполняя ее полностью, закрывают пробкой, обеспечивающей герметичность, и термостатируют в водяной бане температурой (25±1) °C. При использовании корковой пробки ее герметизируют парафином.

Колбу с анализируемой пробой масла помещают в водяную баню со льдом так, чтобы содержимое колбы было полностью закрыто водой со льдом, и выдерживают в течение 5,5 ч при температуре 0 °C, периодически добавляя лед для поддержания указанной температуры. После этого колбу с анализируемой пробой масла извлекают из водяной бани и визуально просматривают на наличие кристаллов жира или помутнение, следя за тем, чтобы не принять за кристаллы жира мелкие диспергированные воздушные пузырьки. Рекомендуется рассматривать анализируемую пробу масла на темном фоне на расстоянии около 2 м от темного фона.

Тест считается положительным, если анализируемая проба масла полностью прозрачна (испытание выдержано).

При необходимости испытание продолжают более 5,5 ч. В этом случае анализируемую пробу масла тестируют каждый час, возвращая после каждого осмотра в водяную баню со льдом настолько быстро, насколько возможно, чтобы температура масла не увеличивалась.

После тщательного отделения осадка сурепное масло направляется на расфасовку. Осадок, отделенный на фильтр-прессах, передается для кормовых целей.

Отработанные фильтрующие порошки представляют собой малотранспортабельную массу, их обрабатывают в настоящее время для утилизации оставшегося в них жира. Отход представляет собой смесь из восков, масла и фильтровального элемента перлита. Содержание масла в этой смеси – 6,5%.

Отходы фильтрующего порошка перлита рекомендованы к использованию в качестве добавок к корму скота, особенно откармливаемого на мясо.

В цехе, где установлена линия винтеризации предусмотрен ряд мероприятий по предупреждению травматизма, профессиональных заболеваний, общему улучшению условий труда при обслуживании линии, а также пожарной профилактике и охране окружающей среды.

Организационные мероприятия

На участке винтеризации масла своевременно и качество проводятся все виды инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии. На рабочих местах имеются инструкции и памятки по технике безопасности. Организуется и проводится трёхступенчатый контроль за состоянием охраны труда на участке винтеризации масла. Соблюдается производственная дисциплина, правильная организация труда, производственная эстетика и высокая культура производства.

В линии используется наиболее новое, совершенное оборудование (бункер для фильтровального порошка, экспозитор, смеситель, холодильники, фильтр – пресс), эксплуатация его только в исправном состоянии. Разрывы между машинами в соответствии с требованиями норм.

Имеются надёжные ограждения приводов, барабанов, ограждения эстакад, лестниц; полный комплект и исправность арматуры (вентили, клапаны и прочее), контрольно – измерительных приборов и приборов безопасности (манометры, термометры) на аппаратах.

Своевременно производится техническое освидетельствование и испытание соответствующей арматуры, приборов и аппаратов, работающих под давлением. Оборудование с электроприводом надёжно заземлено.

Рабочие, занятые в цехе винтеризации масла обеспечены полным комплектом спецодежды: халатом из хлопчатобумажной ткани и удобной обувью с резиновой подошвой. В цехе винтеризации масла установлена приточно – вытяжная вентиляция.

Согласно действующим нормам в производственных помещениях с постоянным требованиям рабочих предусмотрено устройство окон с застеклёнными рамами для обеспечения в дневное время суток естественного освещения. Искусственное освещение определяется при помощи условных единиц – люкс на 1 квадратный метр. В цехе устанавливаются лампы накаливания или лампы дневного света. Полы цехов выполнены из рифленой стали.

Запрещается на территории цеха и вблизи него курить или проносить спички и зажигалки. Разрешается курить только в специально отведённых для этой цели местах, оборудованных урнами с водой для окурков. На участке винтеризации масла предусмотрены устройства пожарных щитов и кранов в соответствии с требованиями противопожарных правил. Установлены ящики и сухим просеянным песком.

Перед проведением сварочных работ в аппаратах, коробках и резервуарах, их полностью освобождают от жира и тщательно промывают щелочным раствором и водой. Места сварочных работ вблизи оборудования ограждены щитами. Не разрешается разогревать застывшие в трубопроводах жиры открытым огнём – паяльной лампой, факелом.

В цехе винтеризации масла используется оборотное и повторное водоснабжения, а также полная и раздельная канализационная система, которая предусматривает отвод загрязнённых вод и отвод чистых производственных вод в водоёмы.

Производится своевременное удаление с территории цеха, отходов, мусора и их обеззараживание

Полученные данные свидетельствуют о том, что разработанная линия винтеризации сурепного масла является безопасной с точки зрения воздействия на окружающую среду, технически целесообразна и рекомендуется к внедрению на производстве.