Метод за пречистване на растителни масла с помощта на слънчогледова обвивка - RF патент 2459863 - Ковалев
Изобретението се отнася до метод за пречистване на растителни масла и е предназначено за използване в масло-маслената промишленост. Като филтриращо вещество се използва фино диспергирана слънчогледова обвивка в количество 7,0-8,5 kg/t с размер на частиците 0,01-0,8 mm. На етапа на зазимяване растителното масло се смесва със слънчогледова обвивка и почистването се извършва с постепенно охлаждане на маслото от 40 до 8 ° C. За основната филтрация се подава обвивка с размер на частиците 0,01-0,8 mm, със съотношение 70% - към кристализатора - и 30% към експонатора от общото количество обвивка. За предварително измиване на филтърния слой в маслото допълнително се въвеждат 1,0-1,5 kg/t обвивка с размер на частиците 0,3-0,8 mm. Качеството на маслото се подобрява и капацитетът за филтриране се увеличава. 1 dwg, 1 tbl, 2 ex.
Чертежи към RF патента 2459863
Изобретението се отнася до методи за пречистване на растителни масла и е предназначено за използване в масло-маслената промишленост.
Процесът на рафиниране на слънчогледово масло включва редица технологични операции за отстраняване на сродни вещества: фосфатиди, восъци, свободни мастни киселини, багрила и др.
Подобни на восък вещества практически не се отстраняват от маслото по време на конвенционално рафиниране, включително хидратация, алкална неутрализация, избелване и дезодориране. Следователно наличието на восъкоподобни вещества в рафинираното масло не позволява получаването на висококачествени масла, освен това това създава трудности при по-нататъшната обработка на слънчогледовите масла.
Восъкоподобните вещества намаляват активността на катализаторите по време на хидрогениране, усложняват процеса на филтриране на масла и грес. Поради особеностите на тяхната структура, восъчните кристали се изравняват под въздействието на разликите в налягането и запушват порите на филтърните елементи, рязко намалявайки скоростта на процеса.
Предвид горното, процесът на отстраняване на восъци и восъкоподобни вещества от слънчогледовите масла става необходим не само за получаване на висококачествен конкурентен продукт, предназначен за директна консумация, но и за осигуряване на нормални технологични режими на по-нататъшна обработка на рафинирани слънчогледови масла.
Зазимяването е ефективен начин за премахване на подобни на восък вещества от растително масло. Уитеризацията се състои в бавно охлаждане на маслото и поддържането му при ниска положителна температура, последвано от отделянето на утайката, съдържаща восък, от пречистеното растително масло чрез филтриране. За оптимизиране на процеса на филтриране се използват филтърни прахове (FP). Използването им позволява да се осигури по-продължителна работа на филтъра, подобряване на производителността и получаване на висока прозрачност на филтрата. Филтърният прах се нанася директно върху преградата на филтъра (плат или мрежа). Този вид филтриране е известен като филтриране преди промиване.
В предприятията операцията за зазимяване на петрола е най-скъпа. В тази връзка оптималният избор на FP може да подобри качеството на рафинираното масло, да намали цената на маслото и да намали загубите на масло с използвания FP.
Понастоящем са най-известни следните филтърни прахове:
- зеолити, перлити (например Nordisk Perlite, виж „Масла и мазнини“, No 5-6, стр. 14-17) - естествена скала от вулканичен произход;
- kieselguhr - диатомитна пръст, диатомит (например търговска марка Celatom, EP EP Minerals) - Целатом филтрираща диатомитна пръст и перлит се произвеждат от руда с най-висококачествени световни находища.
Използването на неорганични материали (диатомит, перлит и др.) Ви позволява да премахвате частици с размер до 0,1 микрона.
Недостатъкът на минерала FP (зеолити, диатомитна пръст, филтриращ перлит и др.) Е, че при силно развита повърхност те съдържат вътрешни пори и капилярни канали, достигайки например за филтриращите перлити над 70% от общия обем на частици. Това води до големи загуби на масло, отнесени от вътрешните пори и увеличен разход на филтър на прах, тъй като не цялата повърхност на частиците има адсорбционна активност към восък.
Неорганичните FP (диатомитна пръст и др.), Използвани за филтриране на растителни масла като спомагателни вещества, въпреки че увеличават производителността и качеството на филтриране, могат да дадат на маслото постоянен вкус. Използването на утайката, останала след филтриране за храна на животни, е невъзможно, а извличането на масло от нея е трудоемко и неикономично, въпреки че остатъчното съдържание на масло в утайката е 60 ÷ 80.
Известен е метод за почистване на масла от восъци чрез замразяване с помощта на филтърни прахове (SU 1730129 A1, публикувано на 30.04.92 г., IPC С11В 3/10 - престана да действа) [1], при който отработеният филтър на прах се обезмаслява в технологията за извличане на масло от тортата чрез добавяне в нефилтрирана мицела, разбърква се енергично, след това се филтрира, отделената утайка се изпраща в екстрактора и се отстранява с брашно.
Недостатъкът на този метод е невъзможността за повторно използване на обезмасления филтър на прах в операцията по замразяване поради замърсяването му с брашно (остатъци от маслена торта след извличане на масло от нея), както и повишено замърсяване на екстракционното масло с восък получени при последващата дестилация на мицела, което я превръща в категорията на техническите продукти.
Техническият резултат на изобретението е да се увеличи адсорбционната активност към восъчните глобули на повърхността на филтърните прахови частици, да се намали общото му потребление, да се получат концентрирани восъчни мастни продукти директно от отпадъчните утайки, да се намали загубата на зазимело масло чрез блокиране на вътрешните пори на частиците с восъчни мастни продукти. В известния метод обаче като FP се използва спомагателен филтриращ прах от диатомитна пръст под търговската марка Celite-545. Недостатъците на неорганичните FP са описани по-горе.
В южния регион на Руската федерация проблемът с оползотворяването на слънчогледовата обвивка е много спешен. С увеличаване на производството на основния продукт - растително масло, количеството отпадъци по време на преработката на слънчогледовите семена се увеличава: обвивка (обвивка), брашно (обезмаслени остатъци).
Известен филтриращ агент за масла и мазнини на базата на слънчогледова обвивка съгласно and.with. СССР 1025716 (Публикувано: 30.06.1983 г. - престава да действа. Автор: Ихно Николай Петрович) [3].
Същността на изобретението е използването на слънчогледова обвивка с размер на частиците 0,1-0,5 mm като филтриращо средство за масла и мазнини.
Тъй като е твърд растителен материал, люспите от слънчоглед могат лесно да бъдат смачкани и разделени на фракции. Той не придава никакъв неприятен аромат на маслото, което подобрява качеството на маслото. Слоят обвивка има по-ниско хидравлично съпротивление, а скоростта на филтриране на маслото при 20 ° C се увеличава 3-4 пъти. Маслото може да се филтрира през метални кърпи или да се използват самоизпразващи се високоефективни филтри. Съгласно изобретението съгласно и. С. СССР No 1025716 количеството обвивка е 0,1-0,5% от маслото. За да се избегне преходът от обвивката към маслото от восъци и оцветители, процесът се извършва при температура не по-висока от 70 ° С.
Размерът на частиците (разпределение на частиците на FP) съгласно изобретението [3] обаче е недостатъчен за висококачествена филтрация на маслото. В допълнение, посоченият температурен режим не позволява ускоряване на образуването на стабилни кристали, подложени на филтрация и техния растеж, което влияе върху скоростта и производителността на процеса на пречистване на маслото.
Според съвкупността от характеристики, известният метод за филтриране на растителни масла съгласно A.w. СССР № 1025716 [3], приет като най-близък аналог.
Техническият резултат, постигнат от заявеното изобретение, е да подобри качеството на маслото, да увеличи капацитета на филтриране.
Техническият резултат се постига от факта, че метод за пречистване на растителни масла, на технологичния етап на зазимяване, включващ смесване на растително масло с филтриращо вещество на основата на фина слънчогледова обвивка. Съгласно изобретението се използват слънчогледови люспи с размер на частиците 0,01-0,8 mm и почистването се извършва с постепенно охлаждане на маслото от 40 до 8 ° C, а фино диспергираните слънчогледови люспи се смесват с масло в количество 7,0-8,5 kg/t, докато за основната филтрационна обвивка с размер на частиците 0,01-0,8 mm се подава, със съотношение 70% - в кристализатора и 30% - в експонатора на общото количество люспи, доставено на охлаждащата секция, а за предварително измиване на филтърния слой в масло допълнително се въвежда 1,0-1,5 kg/t люспа с размер на частиците 0,3-0,8 mm.
Фигура 1 показва блок-схема на процеса на зазимяване, обясняващ заявения метод, където:
поз. 1 - 1-ва форма; поз.2 - 2-ри кристализатор; поз. 3 - изложител; поз.4 - хоризонтален филтър; поз.5 - бункер; поз. 6 - контейнер за смес от масло с фино разпръсната обвивка.
Методът за пречистване на растителни масла включва замразяване на растително масло с добавяне на спомагателен филтриращ прах, задържане при ниска температура, нанасяне на филтриращия прах директно върху филтриращата преграда на филтъра, филтриране на маслото, отделяне на отработения филтриращ прах с восък -съдържащ утайка от пречистеното растително масло.
Почистването се извършва с постепенно охлаждане на маслото от 40 до 8 ° C. Постепенното охлаждане на маслото с филтър на прах ускорява образуването на стабилни, филтрирани восъчни кристали, насърчава растежа им, което гарантира ефективността на последващия процес на филтриране в запечатани филтри и получаване на прозрачни масла.
Многобройни експерименти показват, че с понижаване на температурата и използването на фина фракция на филтър на прах (фино диспергирана слънчогледова обвивка), растежът на восъчните кристали се увеличава. При използване на обвивка с размер на частиците 0,01 ÷ 0,2 mm и с постепенно охлаждане на суспензията (масло със слънчогледова обвивка) растежът на восъчните кристали се увеличава. При температура t1 = 40 ÷ 17 ° C, размерът на частиците е 0,09 ÷ 0,3 mm - растежът на восъчни кристали е 1 ÷ 30%, при температура t2 = 17 ÷ 10 ° C с размер на частиците 0,05 ÷ 0,09 mm - растеж на кристали от 30 ÷ 50%, при температура t3 = 17-8 ° С размер на частиците 0,05 ÷ 0,01 mm - растеж на кристали от 50 ÷ 80%.
В сравнение с прототипа, може да се види, че при размер на частиците 0,1 ÷ 0,5 mm при температура 50 ÷ 60 ° C, образуването на восъчни кристали не се случва за справка, точката на топене на восъка е 35 ° C ).
Скоростта на образуване на восъци зависи от постепенното охлаждане (съгласно изобретението, t1 = 40-17 ° C, t2 = 17-10 ° C и t3 = 10-8 ° C) и задържане в кристализатор.
Грубата фракция на частици F1 с размер 0,3 ÷ 0,8 mm увеличава скоростта на образуване на предварително покрития слой върху филтриращата преграда на филтъра, а за основната филтрация се използва фракцията F2 с размер на частиците 0,01-0,8, който включва фина фракция с размер на частиците 0,01-0,2 е подобрител на растежа на восъчни кристали. Този диапазон от фракции позволява максимално образуване на восък.
Фино диспергираните корпуси се получават чрез смачкване в мелница за зърно с подходящи размери на сито или дупки от перфорирани дискове.
В процеса на зазимяване хидратираното, избелено масло влиза в секцията за зазимяване и се подава в кристализатора 1 (фиг. 1).
Фино диспергираната обвивка с размер на частиците 0,01 ÷ 0,8 mm (т. 7) се подава от дозиращ шнек от бункер 5 към охлаждащата секция в количество 7,0 ÷ 8,5 kg/t, където се смесва с масло: тя постъпва в кристализатор 1 70% и към експозицията 3 - 30% от общото количество обвивка, доставено в охлаждащата секция. Маслото и фино диспергираната обвивка идват отгоре, преливайки от камера в камера и поради преливане те влизат в следващия кристализатор 2. След това суспензията от масло с преливник на филтриращ прах влиза в експозицията 3, снабдена с бавно движеща се бъркалка. Температурни режими на процеса t1 = 40 ÷ 17 ° С - в кристализатор 1; t2 = 17 ÷ 10 ° C - в кристализатора 2 и t3 = 10 ÷ 8 ° C - в експозицията. От експозитор 3 сместа от масло и филтриращ прах се изпомпва към хоризонталния филтър 4.
За подготовка на филтрите за работа - за създаване на филтриращ слой върху дозиращите плочи от бункера в резервоара се подава 5 фино диспергирана обвивка F1 0,3 ÷ 0,8 mm в количество 1,0-1,5 kg/t. Дозировката на доставения люспи се определя експериментално. Смес от масло с фино диспергирана обвивка F1 0,3 ÷ 0,8 mm се подава от резервоара 6 към хоризонталния филтър 4, за да се получи наносен слой. Процесът на образуване на предварително покрит слой върху филтрите продължава 7 ÷ 10 минути, циркулацията продължава, докато се създаде работен (предварително покрит) слой и се получи прозрачно масло.
Количеството слънчогледова обвивка 7-8,5 кг/т масло осигурява достатъчно количество за образуване на кристализационни центрове за ефективно отстраняване на восъците и восъкоподобните вещества от маслото.
Поради декларирания диапазон от размери на частиците, обвивката лесно се поддържа в суспензия и след постепенно охлаждане на маслото от 40-8 ° C ускорява образуването на стабилни, филтрирани восъци, насърчава техния растеж и дълбоко елиминиране на восъчните вещества.
Таблица 1 показва индексите на слънчогледово масло, рафинирано с използване на FP "Kizelguhr" и с използване на слънчогледова обвивка (съгласно изобретението), в сравнение със стандартното - рафинирано масло GOST 52465-2005.