Калошин Ю.А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть I - файл n1.doc

Калошин Ю.А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть I
Скачать все файлы (441 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc441kb.09.01.2014 14:21скачать

n1.doc

  1   2   3


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ

(образован в 1953 году)

__________________________________________________________

Кафедра «Пищевые машины»



Дистанционное Пищ. маш. – 11.22.1706. зчн. плн.

обучение Пищ. маш. 11.22.1706. зчн. скр.

Пищ. маш. – 11.22.2707. зчн. плн.

Пищ. маш. – 11.22.2707. зчн. скр.

Ю.А. Калошин

Оборудование отрасли.

Технологическое оборудование отрасли

(оборудование жироперерабатывающих

предприятий).

Часть I.




Учебно-практическое пособие предназначено

для студентов факультета Технологический менеджмент

5 полного и 3 сокращенного курсов специальности 2707

и факультета Управления и информатизации

4, 5 полного и 3, 4 сокращенного курсов специальности 1706





www.msta.ru
4256
Москва – 2004 г.

УДК 664. 3

К 17



 Калошин Ю.А. Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть I.

Учебно-практическое пособие. – М, МГУТУ, 2004г.


В учебно-практическом пособии кандидата технических наук, профессора Ю.А. Калошина в кратком системном виде изложено содержание дисциплины «Оборудование отрасли. Технологическое оборудование отрасли (оборудование жироперерабатывающих предприятий). Часть I.». Рассмотрены машины и аппараты, входящие в поточные линии производства.

После каждой темы даны вопросы и тесты, позволяющие контролировать степень усвоения материала. Указан перечень лабораторных работ, проводимых по данной специальности.


Пособие предназначено для студентов факультета Технологический менеджмент 5 полного, 3 сокращенного курсов специальности и факультета Управления и информатизации 4, 5 полного и 3, 4 сокращенного курсов специальности 1706.

Автор: Калошин Юрий Аркадьевич


Рецензенты: заведующий кафедрой «Процессы и аппараты» МГУПП, д.т.н., профессор Плаксин Ю.М.

Заведующий кафедрой «Технология жиров и биоорганического синтеза» МГУПП, доцент, к.т.н. Левинская С.А.

Редактор: Свешникова Н.И.
ISBN

© Московский государственный университет технологий и управления, 2004

109004, Москва, Земляной вал, 73

Содержание
Введение…………………………………………………………………………4
Глава 1. Оборудование для рафинации жиров………………………………..4

1.1. Оборудование для механической рафинации масел……………….…..…4

1.2. Оборудование для гидратации…………………………………….….……5

1.3. Оборудование для нейтрализации жиров…………………………………7

1.4. Оборудование для отбелки жиров………………………………………..11

1.5. Оборудование для дезодорации жиров………………………………...…16

Вопросы для самопроверки по теме…………………………………………...20

Тесты по теме…………………………………………………………………....20
Глава 2. Оборудование для гидрогенизации и переэтерификации жиров…20

2.1. Оборудование для гидрогенизации жиров……………………………….23

2.2. Оборудование для получения водорода…………………………………..26

2.3. Оборудование для переэтерификации жиров…………………………….29

Вопросы для самопроверки по теме…………………………………………...31

Тесты по теме…………………………………………………………………...32
Глава 3. Оборудование для производства маргариновой продукции и майонеза…………………………………………………………………………32

3.1. Оборудование для приготовления маргарина и кулинарных жиров……33

3.2. Оборудование для производства майонеза……………………………….40

Вопросы для самопроверки по теме…………………………………………...47

Тесты по теме……………………………………………………………………48

Правильные ответы на тесты по главам……………………………………….49

Тесты по дисциплине……………………………………………………….…. 49

Список использованной литературы…………………………………………..50

Введение

На предприятиях жироперерабатывающей промышленности имеются разнообразные виды производств, которые значительно различаются по используемому сырью, технологии и готовой продукции. Среди этих производств имеются как чисто пищевые (производства маргарина, кухонных жиров, майонеза, гидрогенизированых пищевых жиров и рафинированию масла), так и пищевые (производство хозяйственных и туалетных мыл, синтетических моющих средств, глицерина, индивидуальных жирных кислот, технических гидрогенизированых жиров). Естественно, что такое разнообразие производств приводит к необходимости применения на предприятиях весьма большего количества основного технологического и вспомогательного оборудования.
Глава 1. Оборудование для рафинации жиров

Под процессами рафинации понимается все виды очистки жиров от различных примесей. Их количество и состав колеблется в широком диапазоне и зависит от вида и качества масличных семян, сырого масла, метода получения и способа переработки.

Целью рафинации является не только выделение фосфатидов, восков, госсиполя, свободных жирных кислот, пищевых ароматических и вкусовых веществ из жиров, но и сохранение их биологических свойств.

Оборудование для рафинации классифицируется по технологическому назначению на:

Оборудование для первичной очистки масла или механической рафинации мы ухе рассматривали в нашем учебнике раздел 1 параграф 1.2.4. Поэтому начнем рассматривать следующий вид технологического оборудования согласно классификации.
1.1. Оборудование для механической рафинации масел

В процессе предварительного или окончательного съема масла в шнековых прессах в масло попадают частицы мезги и жмыха, которые выносятся потоками масла через зеерные щели. Наличие в масле твердых примесей снижает его качество и затрудняет дальнейшую переработку. В контакт примесей с маслом ведет к интенсификации его окисления, ферментивному гидролизу и, следовательно, к ухудшению биологической ценности масла, его органолептических свойств и т.п. Кроме того, в процессе маслодобывания в масло переходят фосфатиды, воски, свободные жирные кислоты, красящие и другие сопутствующие вещества. Некоторые из них существенно влияют на качество масла и его технологические свойства. Фосфатиды, стеролы, токоферолы повышают биологическую ценность масел, а воски, свободные жирные кислоты, госсипол – снижают его качество. Вместе с тем наличие фосфатидов в масле ухудшает его технологические свойства, затрудняя рафинацию и гидрогенизацию. Поэтому первичная очистка масла имеет существенное значение в обеспечении сохранности его качества.

В процессе первичной очистки масла в основном удаляются механические примеси. Первичная очистка масла осуществляется сразу после его получения.

Для очистки растительных масел от механических примесей применяются следующие способы: отстаивание (в гущеловушках), инерционная очистка (на вибрационных ситах), центрифугирование (в центрифугах и сепараторах) и фильтрация (на фильтр-прессах).

В качестве фильтрующей поверхности (перегородки) применяется фильтр ткань (белинг, лавсан, капрон и др.). на существующих фильтр-прессах фильтрация ведется при постоянной скорости до создания давления не более 0,2 МПа.

Наиболее совершенным способом выделением мелких взвешенных частиц является осаждение в центробежном поле. Для этих целей используется центрифуги и сепараторы.
1.2. Оборудование для гидратации

К химическим методам рафинации жиров относится гидратация – удаление фосфатидов из сырых растительных масел, которые перешли в масло из семян масличных культур.

Реакция проходит путем взаимодействия воды или других реагентов с жиром. Количество вводимой воды зависит от вида масла, содержания фосфатидов и колеблется от 0,3 до 10% от массы гидратируемого жира.

Необходимость выведения фосфатидов из масла обусловлена тем, что они являются эффективным кормовым продуктом для сельскохозяйственных животных, успешно используются в хлебопекарном, кондитерском, лакокрасочном, парфюмерном и маргариновом производствах. Кроме того, присутствие фосфатидов понижает товарные качества масла и затрудняет дальнейшую переработку его.

Но не всегда следует удалять фосфатиды из масла (например, при использовании реальных масел в качестве салатных приправ). Межу тем установлено, что при содержании в подсолнечном масле 1% фосфатидов кислотное число его повышается на 0,25-0,3 мг КОН, что естественно ухудшает качество масла.

На машинно-аппаратурной схеме (МАС) гидратации масла непрерывным способом [3, с. 179, рис. 84]. Работа МАС осуществляется следующим образом в смеситель-коагулятор при помощи насосов 1 и 4 подается сырое масло, которое предварительно отфильтровывается в фильтрах 2 и 5 и подогревается в теплообменнике 3. вместе с маслом в смеситель поступают умягченная вода или конденсат. При помощи лопастной или рамной мешалки смесь масла и конденсата перемешивается и передается в сепаратор 7, где разделяется на масло и гидратационный осадок. Далее масло подогревается в теплообменике 9 и направляется на сушку в сушилку 10. после сушилки и охлаждения масло насосом 11 перекачивается в рафинационный цех, а гидратационныйосадок через смеситель-коагулятор 16 насосом 15 передается в ротационно-пленочный сушильный аппарат 8. высушенный фосфатидный концентрат через емкости 12 и 13 поступает в фасовочный аппарат 14.
Смеситель-коагулятор предназначен для образования фосфатидного осадка в виде хлопьев процессе их химической реакции с водой.

Аппарат [3, с. 180, рис.85] вертикального типа изготовлен из углеродистой стали. Он снабжен электродвигателем 1 с редуктором 12 и муфтой 2, которая соединена с валом рамной мешалки, уплотненной на крышке 11 сальником 5. Для наблюдения за процессом на крышке коагулятора имеется смотровое стекло 3. Реагенты вводятся в аппарат через штуцер 10, а переливной штуцер 4 расположена верхней части корпуса аппарата 9, который имеет коническое днище 7 и штуцер 8 для выгрузки смеси масла с хлопьями фосфатидов. Процесс гидратации фосфатидов осуществляется при температуре 45-70оС в зависимости от вида растительного масла.

Техническая характеристика смесителя-коагулятора

Рабочая вместимость, м3

5,4

Частота вращения месилки, мин-1

13-15

Габариты, мм (диаметрвысота)

20005750


Горизонтальный ротационно-пленочный аппарат предназначен для сушки фосфатидного осадка. Он состоит [3, с. 180, рис. 86] из обогреваемого конического корпуса 7 с патрубками 8 для подачи пара и патрубками 11, 14 для отвода конденсата. Гидротационный осадок непрерывно поступает в сушильный аппарат через патрубок 5. Здесь процесс протекает при температуре 60-70оС и остаточном давлении 2 кПа и максимальном давлении греющего пара до 0,2 МПа. Вывод высушенного фосфатидного концентрата осуществляется через патрубок 12. Корпус аппарата снабжен сепарационной камерой 10 с патрубком 9 для присоединения к вакуумной линии. На валу 13. Расположенном внутри аппарата, закреплен ротор 6 в виде барабана, на который прикреплены пластины радиально расположенных лопастей. Ротор вращается с частотой 215 об/мин. При помощи штурвала можно регулировать зазор между лопастями и корпусом барабана. Зазор между концами лопастей ротора составляет 0,8-2,4 мм. Вне корпуса сушилки находится подшипник 4, на который опирается вал ротора. Движения ротора осуществляется электродвигателем 1 через редуктор 2 и муфту 3.

Техническая характеристика

горизонтального ротационно-пленочного аппарата

Производительность, кг/ч

до 350

Конечная влажность осадка, %

1

Площадь поверхности нагрева, м2

4,5

Мощность электродвигателя, кВт

25

Габариты, мм (длинаширина)

3905900


Вакуум-сушильный аппарат колонного типа предназначен для удаления избыточной влаги из масла после гидратации. Он состоит [3, с. 181, рис. 87] из сборного сварного корпуса 2, трех форсунок 4, каплеотбойника 5, патрубка 6 для подключения к вакуумной системе, контактных перегородок 7, регулятора уровня 9 с поплавком 8. работает аппарат следующим образом. Масло при температуре 85-90оС поступает в аппарат по трубе 3 и распыляется при помощи трех форсунок 4. Каплеотбойник 5 препятствует уносу капель в вакуумную систему. В нижней части аппарата 2 расположены контактные поверхности 7, состоящие из тарелок, обеспечивающих дополнительное испарение влаги из пленки масла. Процесс сушки осуществляется при остаточном давлении не более 2,66 кПа. Разрежение создается трехступенчатым пароэжекторным или водокольцевым вакуум-насосом, подключенным к патрубку 6. Высушенное масло непрерывно откачивается через штуцер 1 из нижней части аппарата с помощью насоса, установленного на 5-6 м ниже аппарата для преодоления разрежения. На нагнетательной линии насоса, откачивающего масло из аппарата, имеется отвод, соединенный с регулятором уровня 9. Если уровень масла в аппарате ниже нормы, поплавок 8 регулятора уровня опускается и открывается запорное устройство, при этом часть масла по отводной трубе возвращается в аппарат.

Техническая характеристика

вакуум-сушильного аппарата колонного типа

Производительность, т/ч

3,5-6,2

Остаточная влажность, %

0,05

Остаточное давление в аппарате, кПа

2,66-3,99


1.3. Оборудование для нейтрализации жиров

Растительные масла всегда содержат некоторое количество свободных жирных кислот, которое зависит от качества исходного масличного сырья. Недозрелость семян, их высока дефектность и т.п. являются причинами получения высоко-кислотных масел. Неблагоприятные условия хранения масла, особенно в присутствии влаги, также ведут к повышению содержания свободных жирных кисло. Это снижает качество масла, ухудшает его пищевое достоинство. При высоких температурах жирные кислоты вызывают коррозию аппаратуры. Для масел, используемых непосредственно в пищу либо направляемых на промышленную переработку для производства пищевых продуктов, кислотное число должно быть не более 0,4 мг КОН/г.

Поэтому жиры подвергают нейтрализации, т.е. обработку раствором щелочи с целью удаления свободных жирных кислот за счет проведения химической реакции нейтрализации между щелочью и свободными жирными кислотами с получением мыльного – осадка.

МАС непрерывной рафинации жиров с применением сепараторов представлена на [3, с. 183, рис. 88]. Сырое масло непрерывно подается насосом 1 из банка (на схеме не показан) через фильтр 2 в пластинчатый теплообменник 3, где нагревается до 85-90оС и вихревым насосом 4 через расходомер 5 подается в лопастной смеситель 8 для обработки концентрированной (75-85%-ой) фосфорной кислотой, поступающей из бачка 6 насосом-дозатором 7 в количестве 0,05-0,20%. Такую обработку производят для удаления фосфатидов, содержащих кальций или магний, и не гидратируемых водой. При рафинации без обработки фосфорной кислотой масло направляется по обводной магистрали в дисковый смеситель 9, куда одновременно насосом 29 из бака 30 подается профильтрованный и строго дозированный регулятором 31 раствор щелочи заданной концентрации, зависящей от кислотности рафинируемого масла.

Нейтрализованное в смесителе 9 масло поступает под давлением 0,5 МПа в сепаратор 10, в котором отделяется соапсток, откачиваемый насосом 28 на обработку, а масло направляется на промывку. Предварительно оно подогревается в пластинчатом теплообменнике 11 и вихревым насосом 12 подается в ножевой смеситель 13, куда одновременно с маслом поступает через расходометр горячий конденсат. Смесь масла с водой направляется в сепаратор 14, где промывные воды отделяются от жира и уходят в жироловушку 22. Вода в систему подается насосом 24 из бака 25. уловленные жиры откачиваются насосом 23 в бак (или трубопровод) сырого масла, а промытый жир идет на повторную промывку в ножевой смеситель 17 после нагрева в последнем пластинчатом теплообменнике 15 и отсасывается насосом 16. После отделения промывной влаги в сепараторе 18 масло непрерывно поступает в вакуум сушилку 19 и после сушки под вакуумом до содержания влаги 0,05% откачивается насосом 21. вакуум в сушилке создается пароэжекторным вакуум-насосом 20, работающим с применением пара давлением 0,5 МПа.

В оборудование линии входит также устройство для автоматического приготовления растворов щелочи разных концентраций.

Приготовленный раствор щелочи поступает в расходные баки 30 и 27. Раствор из бака 27 используется при рафинации сырого хлопкового масла, при которой после щелочной рафинации масло дополнительно промывается щелочью, подаваемой насосом 26 в смеситель 13.

С целью тщательного удаления мыла из жиров и масел пред подачей их на сушку линии снабжена устройством для обработки лимонной кислотой. Она подается из бачка 6 насосом-дозатором 7, который используется также для подачи фосфорной кислоты.

Основным оборудованием в линии считаются сепараторы.

Вакуум-сушилка описана в параграфе 1.2. В линии эксплуатируются различные по конструкции смесители.
Лопастной смеситель [3, с. 184, рис. 89] может использоваться для гидратации фосфатидов, при обработке фосфорной кислотой либо для смешения жира с водой с целью промывки.

Смеситель устроен следующим образом. По центру цилиндрического аппарата 5 проходит вал 4, на котором жестко насажаны лопасти 2, держатели 3, большие и малые диски 1. Вращение вала осуществляется электродвигателем 11,с помощью клиноременной передачи 8, 9, 10. Частота вращения вала меняется в зависимости от процесса в диапазоне 61, 122 и 244 об/мин.

В линии установленной два смесителя (большой и малой модели). Основной принцип работы смесителя заключается в том, что сначала он заполняется жиром через нижний патрубок 12, а за тем переводится на непрерывный режим. При этом жир подается чрез патрубок 6, а вода и фосфорная кислота – через патрубок 7. После перемешивания смесь выводится через патрубок в днище. Слив жира производится через штуцер 13.

Техническая характеристика лопастного смесителя

Производительность по жиру, т/ч

6,25

12,5

Вместимость, л

140

450

Частота вращения вала, мин-1

61, 122, 244

Мощность электродвигателя, кВт

2,2

2,2

Габаритные размеры, мм

36010001800

15001500(4000


Дисковый смеситель [3, с. 185, рис. 90] предназначен для смешивания жира с водным раствором щелочи. Он состоит из станины 1, внутри которой расположен электродвигатель 2, трубы 5 для подачи раствора щелочи, рабочей камеры 6, быстро вращающегося диска 3, укрепленного на валу 7 и отводящего патрубка 7. Процесс нейтрализации свободных жирных кислот в смесителе происходит в результате интенсивного смешения двух фаз в активной зоне аппарата под действием центробежных сил и сил трения, возникающих при вращении диска 3 в неподвижной камере. Несмотря на короткий срок пребывания смеси в смесителе (1-3 с), происходит интенсивное смешение фаз.

Техническая характеристика дискового смесителя

Производительность по жиру, т/ч

до 12,5

Вместимость, л

2,0

Частота вращения диска, мин-1

350, 560, 800, 1200

Мощность электродвигателя, кВт

1,1

Габаритные размеры, мм

350650450


Ножевой смеситель [3, с. 186, рис.91] предназначен для смешивания жира с водой или конденсатом на стадии промывки.

Конструктивно смеситель имеет два исполнения с горизонтальным и вертикальным расположением ножей (рис.91 а и б). Смесители состоят из вала 1, с ножами 3, рабочей камеры 2, сальникового уплотнителя 4, обеспечивающего герметичность смесителя, входного 5 и выходного 7 патрубков, сливного патрубка 6, станины 8, электродвигателя 9, ступенчатой клиноременной передачи 10.

Работают смесители следующим образом: жир и умягченная вода с температурой 90оС под давлением 1 МПа поступает в смеситель через водяной патрубок 5 и после тщательного перемешивания ножами ромбической формы [3, с. 186, рис. 91] смесь с помощью выходного патрубка 7 выводится из аппарата. Промывка смесителя осуществляется с помощью сливного патрубка 6.


Техническая характеристика ножевого смесителя.




С горизонтальным

С вертикальным

Производительность по жиру, т/с

6,25

12,5

Вместимость, л

30

60

Частота вращения вала, мин-1

470, 640, 1265

1000

Мощность электродвигателя, кВт

3,75

7,5

Габаритные размеры, мм

13501125620

1700650520

Для непрерывной нейтрализации жиров в мыльно-щелочной среде используется аппарат под названием нейтрализатор-разделитель.
Нейтрализатор-разделитель [3, с. 188, рис.92] разработан запорожским масложировым комбинатом и состоит из корпуса 1 цилиндрической формы с коническим днищем 3 и паровой рубашкой 2 для обогрева водой. Корпус верхней части имеет расширитель в виде конуса с переходом в цилиндр для увеличения поверхности раздела масляной и мыльно-щелочной фаз. Конусная крышка 11 расширителя разделена на шесть секций с люками 12 и смотровым стеклом в каждой секции. Щелочной раствор поступает нагретым до 65-70 или 85-90оС (для саломаса) через штуцер 13 в расширенной части аппарата в вертикальную трубу, откуда растекается по четырем крестообразно к ней укрепленным желобкам распределительного устройства 8 из угольников, борта которых имеют зубцы для более равномерного стекания.

Жиры через штуцер 14 вертикальной трубы 4, нижний конец которой укреплен в опоре 7, поступают в нижнюю часть аппарата через шестисекционное распределительное устройство 5, обеспечивающее распределение капель масла в мыльно-щелочном растворе. Каждая секция имеет горизонтальную трубку с 14 отверстиями с постепенно увеличивающимся диаметром (от 5 до 17 мм) по радиусу аппарата.

С зазором 10 мм над рубкой укреплен стальной секторный лепесток, имеющий до 5000 конусных отверстий диаметром 2 мм, по которым жир проходит в капельном состоянии через щелочного раствора, при этом свободные жирные кислоты его нейтрализуются и образуют растворимые мыла. Нейтрализованный жир постепенно образует на поверхности мыльно-щелочного раствора жировой слой высотой до 450 мм, который через кольцевой канал 10 верхней части расширителя непрерывно отводится через патрубок 9. Для откачивания масла при переводе аппарата в новый режим применяют шарнирную трубку 15. Мыльно-щелочной раствор отводят по трубе 17 через регулятор раздела обеих фаз 16. При необходимости содержимое из аппарата сливают через нижний штуцер 6.

Техническая характеристика нейтрализатора

Производительность, т/ч

до 5

Температура среды, оС

68-95

Давление

В аппарате

атмосферное

В паровой рубашке, МПа

0,05

Габаритные размеры, мм

24005600

Для удаления свободных жировых кислот из растительных масел в непрерывном режиме используют аппарат под названием нейтрализатор, в котором также может производится и реакция гидротации по удалению фосфатидов из масел.
Нейтрализатор периодического действия [3, с. 189, рис. 93] предназначен для проведения кислотной реакции между свободными жирными кислотами и раствором щелочи с получение соапстока.

Он состоит из сварного корпуса 1, паровой рубашки 2, 3, плоской крышки 4,электродвигателя 5 и редуктора 6, привода вертикального вала 8, на котором установлена рамная мешалка 7, разъемной муфты 6 с рычагами привода 10, неподвижного распылительного устройства 11, подвижного распылительного устройства 12, емкости для раствора щелочи 13, шарнирной трубы 14 и лебедки 15.

Работа аппарата происходит следующим образом. Масло поступает в нейтрализатор через неподвижное распылительное устройство 11, нагревается глухим паром до температуры 90-95оС с помощью паровой рубашки 2, 3, и перемешивающей рамной мешалкой 7. После чего через тот же распылитель вводится водно-соляной раствор концентрацией 1%. Затем с помощью рычажного механизма 10 срабатывает муфта 9, отключая вращение мешалки, и через подвижное распылительное устройство подается раствор щелочи и проводится реакция нейтрализации. Образовавшиеся в результате нейтрализации мыльные пленки, осаждаясь попадают в мыльно-солевой раствор, мыло растворяется, а нейтральный жир освобождается. После окончания процесса нейтрализации производят процесс отстаивания, а за тем с помощью шарнирной трубы 14 откачивание нейтрализованного масла. Образовавшийся мыльный осадок – соапоток выводят из аппарата через нижний штуцер. Затем аппарат обрабатывают острым паром, высушиваюти снова пускают в работу. Нейтрализаторы выпускают вместимостью 5, 10, 20, и 40 т. Полученное масло дальше направляется не промывку и сушку в аппарат периодического действия для промывки сушки и отбелки, который мы рассмотрим в следующем параграфе.

Техническая характеристика нейтрализатора

Вместимость, т

5

10

Площадь нагрева, м2

8,1

10,7

Частота вращения мешалки, мин-1

45

45

Мощность электродвигателя, кВт

7,5

11

Диаметр аппарата, мм

2400

2400


1.4. Оборудование для отбелки жиров

Под процессом отбелки понимается процесс удаления из растительных масел красящих веществ путем их адсорбции на поверхности адсорбента.

В растительных жирах содержатся различные красящие вещества (пигменты), окрашивающие их в специфический цвет. Так, присутствующие в масле каротипойды придают им окраску от желтого до красного цвета, хлорофиллы – зеленую, госсипол в хлопковом масле – темно-коричневую.

Отбеливание жиров или адсорбционная рафинация является важным этапом в подготовке растительных масел к процессу гидрогенизации и получению маргариновой продукции.

В качестве адсорбентов в промышленности используются природные бентонитовые глины и другие полезные ископаемые к которым предъявляют следующие требования:

На масложировых предприятиях применяют как периодическое, так и непрерывно действующие технологическое оборудование для отбелки жиров.

В МАС для непрерывной отбелки могут быть использованы как два аппарата вертикального или горизонтального исполнения для предварительной и окончательной отбелки, так и один колонный, который объединяет функции предварительной и окончательной отбелки. Ниже рассматривается МАС непрерывной отбелки масла с применением колонного аппарата [3, с. 192, рис. 94]. Масло в ней предварительно нагревается глухим паром в теплообменнике 3 и дозатором 4, подается отбельный колонный аппарат 7 и с помощью четырех форсунок распыляется в верхней части аппарата. Туда же подается из емкости 5 адсорбент дозатором 6. После отбелки масло и адсорбент направляются на фильтрацию в один из фильтров 8, после отделения адсорбента мало охлаждается в холодильнике 13 и собирается в емкости 14. Отбельный аппарат и фильтры подключены к вакуумной системе через каплеуловитель 9, барометрический конденсатор и вакуумным насосом 11 и 12.
Колонный аппарат непрерывного действия предназначен для непрерывной отбелки жиров.

Он представляет собой стальной сварной вертикальной конструкции реактор [3, с. 193, рис. 95] с цилиндрическим корпусом 1 и сферическим дном 4 и крышкой 12. внутренняя полость аппарата разделена перегородками на пять секций. В верхней секции, отделяемой конической перегородкой 14, поступающее на отбеливание масло подсушивается и деаэрируется. При входе в аппарат мало через парубки 9 поступает в четыре форсунки, которые распыляют его, благодаря чему создается большая поверхность что облегчает сушку и деаэрацию масла. Процесс ведется при остаточном давлении p1=5.33 кПа, такое давление поддерживается во всех секциях. Из верхней секции масло переходит в первую отбеливающую секцию 6, в которую одновременно и непрерывно через патрубок 8 подается необходимое количество отбеливающей глины. Масло интенсивно перемешивается с глиной при помощи лопастей механической мешалки 15. Отсюда суспензия по наклонной перегородке 17перходит во вторую, а из нее в третью отбеливающие секции. Переход суспензии из секции в секцию осуществляется по переточным воронкам 19. скорость перехода регулируется автоматически управляемыми задвижками 18.

Пройдя последовательно через все секции, суспензия переходит в нижнюю сборную секцию 5, из которой откачивается на фильтрование. Считается, что ступенчатая отбелка интенсифицирует процесс обесцвечивания.

Механическая мешалка приводится в движение электродвигателем 10 через редуктор 11. Для внутреннего осмотра и ремонта служат люки 16. Патрубки 2, 3, 7, и 13 предназначены для присоединения сепаратора к материальным и вакуумным коммуникациям.

Техническая характеристика колонного аппарата

Производительность по масла, т/ч

12,5

Мощность электродвигателя, кВт

5,5

Частота вращения мешалки, мин-1

36,0

Остаточное давление в аппарате, кПа

5,33

Размеры, мм (диаметрвысота)

21005000


Аппарат для предварительной отбелки [3, с. 194, рис. 96] состоит из корпуса 1 с двумя сферическими крышкой 2 и днищем 3 и рубашкой 4 в нижней половине. По оси цилиндра проходит вал аппарата 5, несущий три диска 6 в верхней половине и две мешалки 7 – нижней. Нижний конец вала вращается в подшипнике скольжения 15, верхний опирается на шарикоподшипник 8. На верхнем сферическом днище расположен люк 9 и штуцер 10, соединяющий аппарат с вакуумной линией. Суспензия подается по патрубку 11 на верхний диск, масло – по патрубкам 12 на средний и нижний. Постоянный уровень суспензии в аппарате поддерживается с помощью поплавкового клапана 13 с чугунным корпусом и поплавком из нержавеющей стали. Масло непрерывно выходит через штуцер 14.
Аппарат для окончательной отбелки [3, с. 195, рис. 97] состоит из корпуса 1 имеет рубашку 2 для обогрева паром, с низу к нему крепиться на фланцах днище 3 с поплавковым клапаном 4, который поддерживает постоянный уровень масла в аппарате. Сверху корпус имеет конусное расширение, к которому крепиться сепаратор 5 для улавливания капелек масла, уходящих с газом. Аппарат работает под вакуумом при абсолютном давлении 4 кПа, присоединение к вакуумной линии происходит через штуцер 6 вверху корпуса. Суспензия под давлением насоса подается непрерывно через патрубок 7 и распыляется форсункой 8 по конусному зонту 9 и далее по стенкам корпуса тонких пленок, нагревается и сушится. Масло выходит через нижний штуцер 10 на фильтрацию. Через штуцер 11 вводится для рециркуляции мутное масло после фильтра с механической выгрузкой осадка.

Техническая характеристика

аппаратов для предварительной и окончательной отбелки

Производительность, т/ч

5

Частота вращения, мин-1

274

Остаточное давление, кПа

4


Дисковый фильтр с механической выгрузкой осадка предназначен для очистки адсорбера от масла. Съем осадка с поверхности фильтрующих тарелок осуществляется механически за счет центробежных сил, образующихся за счет вертикального вала фильтра.

Дисковый фильтр [3, с. 196, рис. 98] представляет собой вертикальный стальной сварной аппарат с цилиндрическим корпусом 1 и дном 4 в виде усеченного конуса. Фильтр закрывается сферической крышкой 10, соединяющейся с корпусом при помощи фланцев на болтах. По центру аппарата происходит вертикальный полый вал 2, на котором закреплено 40 фильтрующих дисков 3.

Фильтруемая суспензия с содержащейся в ней глиной подается в фильтр через патрубок 8, расположенный в конусной части аппарата. Эвакуация воздуха из аппарата по мере его заполнения маслом через патрубок 14, соединенный с вакуумной системой. По заполнении аппарата маслом патрубок 14 отключается и продолжающее поступать масло начинает просачиваться через фильтрующую поверхность дисков 3.

Фильтрованное масло проходит в кольцевую полость полого вала 2, из которой затем выводится через патрубок 5. подача масляной суспензии производится непрерывно при температуре 90-100оС. постепенно на фильтрующих дисках откладывается слой отделяющейся отбеливающей глины, и давление фильтрования возрастает. Когда это давление достигает 0,35 МПа, фильтрование прекращают, включают на это время резиновый фильтр и приступают к выгрузке осадка. Эта операция выполняется в несколько стадий. Сначала масло, находящееся в фильтре, откачивается через патрубок 6 и насосом подается во второй работающий фильтр. Затем через патрубок 15 в фильтр подают инертный газ. Отжимаемое масло через тот же патрубок 6 поступает в насос и возвращается в процесс. Наконец, для более полного обезжиривания осадка через патрубок 12 в перфорированное кольцо подают острый водяной пар под давлением 0,8 МПа. Смесь отжатого масла с водяным конденсатом выводится из фильтра через патрубок 6 в сборный резервуар для технического масла.

После продувки в отработанной отбеливающей глине остается в среднем 15% масла, при этом масса приобретает подвижную сыпучую структуру.

Для выгрузки осадка включают электродвигатель 11, который через клиноременную передачу 13 вращает вал 2 с закрепленными на нем фильтрующими дисками 3.

Под действием центробежной силы осадок сбрасывается с поверхности дисков и падает в коническую часть фильтра 4. К нижней части полого вала прикреплено три ворошителя 9, предупреждающих зависание выгружаемого осадка. Сбрасываемый с дисков осадок отработанной отбеливающей глин выгружается через нижний патрубок 7, перекрываемый задвижкой с пневматическим приводом. После выгрузки осадка фльтр готов к следующему циклу фильтрования.
Пластинчатый фильтр марки ЛВАв20К [3, с. 197, рис. 99]. Этот аппарат, изготавливаемый отечественными заводами. В цилиндрическом с коническим дном 9 корпусе 1 на траверсе 2 закреплен пакет фильтровальных пластин 5. крышка фильтра 3 элептическая, съемная, соединенная с корпусом фланцами. Корпус имеет паро-обогревательную рубашку 8.

Фильтровальные пластины прямоугольной формы, внутри пластин расположены дренажные фильтровальные сетки.

Суспензия поступает в фильтр через патрубок 10. Фильтрат отводится с верху через патрубок 1. Водяной пар подается в рубашку через патрубок 6, конденсат отводится по патрубку 13. Подача и отвод компримированного воздуха к вибратору осуществляются через патрубки 14 и 15,

Поворотная заслонка 12 в нижней части корпуса для выгрузки осадка имеет пневмопривод 11. На траверсе 2 в герметичном кожухе установлено вибрационное устройство 4. Осадок отработанных глин сбрасывается с поверхности фильтрующих пластин при помощи воздушного вибратора 4, совершающего до 4 тыс колебаний в минуту. Осадок падает в корпус фильтра, а из него выгружается через нижний патрубок перекрываемый специальным механизмом 11 с помощью поворотной заслонки 12.

Техническая характеристика

фильтров с механической выгрузкой осадка




Дисковый

Пластинчатый

Поверхность фильтровая, м2

30

20

Число фильтрующих элементов, шт

40

13

Частота вращения вала, мин-1

300



Мощность электродвигателя, кВт

30



Давление фильтрации, МПа

0,35

4,5

Габаритные размеры, мм

11154180

20002900


Аппарат периодического действия для промывки, сушки и отбелки жиров [3, с. 198, рис. 100] предназначен для тех технологических операций выполняемых в периодическом режиме работы. Масло, прошедшее нейтрализацию, проходит двух, трехкратную промывку и сушку, а за тем отбелку. Это вертикальный стальной сварной аппарат имеющий цилиндрический корпус 1 с коническим дном и сферической герметичной крышкой 2, рассчитанный для работы при остаточном давлении 15 кПа. Подвешивается к несущим конструкциям с помощью четырех лап 3. Для нагревания жира аппарат имеет паровую рубашку 4 на рабочее давление 3, для перемешивания – пропеллерную мешалку 5 с приводом от индивидуального электродвигателя 6 через редуктор 7.

Аппарат снабжен распылительным кольцом 8 с сетками для воды и рассола и ртутным термометром 9 для температуры; на крышке аппарата имеется люк, смотровой фонарь, патрубки вакуумной трубы 10 и воздушного крана. В днище аппарата имеются патрубки для спуска жира 11, воды и для пробного краника. На правой рубашке имеются патрубки для впуска пара и впуска конденсата, предохранительный клапан 12.

Работает аппарат следующим образом: масло загружается с помощью кольца с форсунками 8, нагревается до температуры промывки за счет глухого пара, подаваемого в рубашку 4 аппарата. Включается мешалка 5 и через форсунки 8 подается вода или солевой раствор для промывки. Следы соапстока после отстаивания собираются в нижней части аппарата, а за тем выводятся через нижний штуцер 11.

Затем начинают процесс сушки. Для этого масло нагревают до температуры 90-95оС, включают мешалку и подключают аппарат к вакуумной системе. Сушку ведут до остаточной влажности 0,1%. После завершения сушки начинают процесс отбелки. С этой целью к маслу добавляют адсорбент. После завершения отбелки суспензию масла и адсорбента направляют на фильтрацию.

Техническая характеристика

промывочного, вакуум-сушильного и отбельного аппарата

Общая вместимость, м3

5,8

11,6

Площадь нагрева, м2

8,1

10,7

Частота вращения мешалки, мин-1

80

80

Мощность электродвигателя, кВт

7,5

11


1.5. Оборудование дезодорации жиров

Природные жиры и масла содержат сравнительно небольшое количество сопутствующих веществ и примесей, которые придают им специфические вкус и запах.

К веществам, обуславливающим характерный вкус и запах жиров, относятся различные альдегиды, кетоны, спирты, кислоты и некоторые другие органические соединения, обладающие более высокой упругостью паров по сравнению с триглицеридами.

За счет дезодорации становиться возможным отгонять вещества – носители запаха и вкуса, а так же большую часть содержащихся в жире свободных жирных кислот.

Дезодорация жиров представляет собой дистилляционный процесс, целью которого является удаление из жиров ароматических одорирующих веществ, обуславливающих вкус и запах, и остаточных свободных жирных кислот. Процесс осуществляется периодическим, полунепрерывным или непрерывным способом в условиях глубокого вакуума с остаточным давлением 0,13-0,4 кПа при температуре 200-240оС и барботировании перегретого пара.
МАС непрерывной дезодорации жиров представлена на рис. 101. Масло или саломас после рафинации, отбелки и фильтрации от адсорбента подается из емкости насосом 1 через расходомер 2 в двух ходовой кожухотрубный предварительный подогреватель 3, откуда после обогрева паром поступает деаэратор-теплообменник 5, где распыляется и, стекая сверху вниз тонким слоем по поверхности змеевиков аппарата, нагревается до 130-180оС за счет тепла от дезодорированного масла, проходящего после дезодоратора внутри змеевика.

При глубоком вакууме в дезодораторе одновременно происходит деаэрация жира.

Нагретый и деаэрированный жир насосом откачивается из нижней части деаэратора и подается в конечный подогреватель 4, в котором жир нагревается до температуры дезодорации паром давлением 2,0-4,0 МПа, подаваемым в межтрубное пространство.

Отсюда жир при температуре 180-130оС поступает под давлением через фильтры в верхнюю часть дезодоратора 7, в котором распыляется форсункой. Стекая тонкой пленкой по пластинам в нижнюю часть аппарата, при глубоком вакууме, высокой температуре и барботировании перегретым паром жир дезодорируется. Дезодорированный жир непрерывно откачивается из нижней части дезодоратора насосом 1 в холодильник 13 где охлаждается водой до температуры 40-50оС.

Острый водяной пар, поступающий в дезодоратор, вместе с летучими продуктами, извлекаемыми из жира, отсасывается вакуумом из дезодоратора в комбинированный сепаратор-каплесборник 8, в котором увлеченные парами капли жира и сконденсированные здесь летучие продукты накапливаются в нижнем отделении, откуда периодически откачиваются.

Для улавливания отогнанных в дезодораторе свободных жирных кислот в аппаратах последнего выпуска введено охлаждение парогазовой смеси, поступающей в сепаратор, потоком жирных кислот, охлаждаемых в поверхностном холодильнике 14 до температуры 70оС и циркулирующих по замкнутому контуру с помощью насоса и промежуточной емкости 11. вакуум системе стабильно поддерживается мощным пятиступенчатым пароэжекторным вакуум-насосом. Первая его ступень 9, состоящий из двух спаренных цугом эжекторов (так называемый бустер), соединена на входе с верхним штуцером сепаратора-каплесборника 8, а на выходе – с барометрическим конденсатором 11 и остальными ступенями эжекторного блока 10.
Дезодоратор непрерывного действия [3, с. 200, рис. 101] – это вертикальный цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, состоящий из трех частей по высоте: головки I со специальным распыливающим устройством, средней части II и нижней расширенной части III.

Аппарат работает в режиме противоточного движения масла (сверху вниз) и пара (снизу вверх) при низком вакууме 0,13-0,26 кПа абсолютного давления и высокой температуре. Подогретые жиры поступают под давлением 0,1 МПа через патрубок 1 и распыливаются распыливающим устройством 2 в головке аппарата. Жиры для хорошего контакта с паром распределяются тонким слоем по вертикально закрепленным в средней части дезодоратора вокруг центральной полой трубы 3 пакетам из 38 тонких перфорированных листов 4 из нержавеющей стали. Жир стекает с пластин в центральный отсек 7 нижней части, которая разделена от него радиальными стенками еще на шесть периферийных отсеков 11.

В каждом отсеке установлен паровой инжектор 8 для барботирования паром, подаваемым от коллектора 10. В трех отсеках имеются змеевики 12 для греющего пара давлением до 4,0 МПа, обеспечивающие дополнительный подогрев жира и поддержание температуры на оптимальном уровне. В нижней части аппарата жир последовательно проходит из центрального отсека через шесть радиальных отсеков, непрерывно перемешивается при этом барботируемым паром и выводится наружу в дезодорированном виде через переливную трубу 9 при постоянном уровне жира в нижней части аппарата (450 мм).

Для уменьшения тепловых потерь головка и средняя часть дезодоратора имеют двойную стенку (наружная – из углеродистой стали). Между стенками поддерживается тот же вакуум, что и в аппарате. Снаружи корпус дезодоратора по всей высоте опоясан змеевиком, в который сверху подается пар высокого давления до 4,0 МПа.

В нижней части установлены два смотровых окна с подвеской 6, люк 14 и контрольно-измерительные приборы для измерения температуры и давления. Сюда же непрерывно подается из емкости 15 через расходомер 20%-ниый раствор лимонной кислоты (до 0,6 л на 1т жира), чтобы предотвратить окислительные процессы из-за присутствующих в жирах следов металлов.

Аппарат установлен на четырех нижних 13 и двух верхних дополнительных лапах и покрыт теплоизоляцией.

Работа дезодоратора непрерывного действия происходит следующим образом. Предварительно нагретое масло до температуры 220-230оС распыляется форсункой в головке I дезодоратора. Затем оно в тонком слое стекает по пакету перфорированных пластин, подвешенных в средней части II аппарата. После чего масло поступает в центральный отсек нижней расширяющейся части III аппарата, где дополнительно нагревается глухим паром и обрабатывается острым. В результате чего образуется смесь паров, которая поднимается вверх и проходит в межпластинном пространстве пакета пластин, подвешенных в средней части аппарата. Между поднимающимся вверх парами и опускающимся вниз маслом происходит теплообмен, в результате которого смесь паров насыщается ароматическими и вкусовыми веществами.

После заполнения центрального отсека оно по переливному каналу поступает в первый периферийный отсек, а за тем последовательно проходит во всем отсеке нижней части аппарата. Из последнего отсека выходит дезодорированное масло, а образовавшаяся смесь паров выходит из головки аппарата в сепаратор-разделитель, где проходит конденсация ароматических и вкусовых веществ.

Техническая характеристика дезодоратора непрерывного действия

Производительность, т/сут

80

Поверхность пластин, м2

109

Поверхность нагрева нижних змеевиков высокого давления, м2

3

Давление барбатирующего пара, МПа

0,22

Абсолютное давление аппарата, кПа

0,13-0,26

Температура масла, оС:

На входе

230

На выходе

215

Габаритные размеры, мм (ширинавысота)

26408470


Дезодоратор периодического действия предназначен для дезодорации небольших партий жиров и масел. Изготовляется из антикоррозийной стали 12Х18Н10Т.

Дезодоратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с корпусом 1 [3, с. 204, рис. 103], с эллиптическими крышкой 2 и днищем 3. В нижней части корпуса установлены шесть вертикальных спиральных змеевиков 4 из которых три служат для нагрева дезодорируемого жира глухим паром давлением 3 МПа, а три – для охлаждения дезодоратора. Змеевики двойные в виде концентрических спиралей с зазором 5-15 мм между ними по радиусу.

Вверху по оси аппарата находится входная камера 5, через боковой штуцер который отбрасывается вакуумом парогазовая смесь из летучих продуктов и водяного пара. Снаружи верхняя часть корпуса обогревается змеевиком 7 для устранения конденсации паров. Кроме того, в верхней части аппарата установлен зонтообразный каплеотбойник 12.

Барботирующий пар поступает в аппарат через два штуцера и распределяется по шести камерам 8, откуда выходит в толщину жира через решетки с отверстиями диаметром 2 мм. Над камерами установлено 18 горизонтальных форсунок для перемешивания масла 9 с целью лучшей циркуляции жира в аппарате.

Дезодорируемый жир поступает вверху через боковой штуцер 10. Дезодорат сливается через нижний штуцер 11. Процесс наблюдается оператором через смотровое стекло с подсветкой, по указателю уровня, термометру и вакуумметру.

Снаружи дезодоратор теплоизолирован. Средняя продолжительность цикла дезодоратора составляет 4,5 ч.

Работа дезодоратора разделена на три технологических операции: нагрева, дезодорации и охлаждения.

Масло, поступающее в дезодоратор через патрубок 10, нагревается глухим паром с помощью трех змеевиков для нагрева до температуры 150оС. Во время дезодорации через барботер подается острый водяной пар, который в виде мельчайших пузырьков насыщает весь объем дезодорируемого пара, смешивается с парами ароматических и вкусовых веществ и в виде паров уходят из аппарата. После завершения дезодорации проводя охлаждение дезодоранта с помощью 3-х охлаждающих змеевиков до температуры 100оС.

Техническая характеристика дезодоратора периодического действия

Рабочая вместимость, м3

5,4

Общая вместимость, м3

12,5

Поверхность змеевиков, м2

35,4

Остаточное давление в аппарате, кПа

0,65-0,13

Габаритные размеры, мм диаметрвысота

20005850


Вопросы для самопроверки по теме :

  1. Каково назначение процесса рафинации жиров и его классификация?

  2. Что такое гидратация масла и ее технологические параметры?

  3. Что такое нейтрализация масла и ее технологические параметры?

  4. Какое оборудование используется для гидратации и нейтрализации масел?

  5. Опишите МАС непрерывной рафинации масел с применение сепараторов.

  6. Каково назначение процесса отбелки жиров и за счет чего ее проводят?

  7. Какие требования предъявляют к адсорбции?

  8. Опишите МАС непрерывной отбелки жиров в наличии фирмы «Дс-смит».

  9. Каково назначение процесса дезодорации жиров и за счет чего его проводят?

  10. Рассмотрите МАС непрерывной дезодорации жиров в колонном аппарате.

  11. Опишите оборудование для непрерывной и периодической дезодорации жиров.


Тесты по теме:

1. Сколько видов рафинационных процессов Вы знаете?

1) 3; 2) 4; 3) 5.

2. Какое оборудование используется для гидратации и нейтрализации масел?

1) автоклав; 2) нейтрализатор; 3) колонный аппарат.

3. Что выделяется из масел при проведении операции отбелки?

1) красящие вещества; 2) свободные жирные кислоты; 3) белковые вещества.

4. Для чего предназначена линия для рафинации жиров с применением сепараторов?

1) для отбелки; 2) для дезодорации; 3) для нейтрализации.

5. Какое оборудование применяется для механической рафинации жиров?

1) центрифуги, сепараторы; 2) фильтры, отстойники; 3) отстойники, фильтры, центрифуги.
  1   2   3
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации