СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЛА ИЗ МАСЛОСОДЕРЖАЩЕГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ, СПОСОБ ЕГО ЭКСТРАКЦИИ И ОЧИСТКИ И УСТРОЙСТВА, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ЭТОГО Российский патент 2006 года по МПК C11B3/00 C11B3/02 C11B1/10 C11B3/16 

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к технологии получения и очистки жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья, а также к устройствам, предназначенным для этого.

Известен способ экстракции масла, предусматривающий обезжиривание маслосодержащего растительного сырья противоточно движущимся растворителем, очистку образовавшейся мисцеллы с получением мисцеллового шлама и экстракта. При этом в качестве растворителя используют бензин, количество растворителя составляет 10-15% от массы сырья, а обезжиривание проводят в течение 60-65 минут (Патент РФ №2117693,1998, С 11 В 1/10).

К недостаткам способа следует отнести низкий выход масла, необходимость дополнительных технологических операций по его очистке, а также высокую пожароопасность.

Известен также способ непрерывной противоточной экстракции масла из маслосодержащего растительного сырья с использованием экстрактора колонного типа. При этом маслосодержащее сырье поступает в колонну экстрактора и после обезжиривания экстрагентом в виде шрота выводится из экстракционной колонны (Технология получения растительных масел, Копейковский В.М., Данильчук С.И., Гарбузова Г.И. и др., 1982, с.416).

Недостатками известного способа являются низкая концентрация получаемых мисцелл и значительное содержание в них отстоя, что снижает качество масла.

Известен способ очистки жиросодержащей субстанции, в котором в нее вводят водный раствор синтетического полиэлектролита (флокулянта) с водным раствором щелочи (Патент РФ № 2173334, 2001, С 11 В 3/00).

К недостаткам способа следует отнести сложность аппаратурного оформления, что потенциально удорожает себестоимость продукта, а также диспергирование масла в воздухе при высоких температурах, что создает условия для повышения перекисного числа в конечном продукте.

Известен также способ очистки жидкого масла, в котором осуществляют смешивание масла с водой, последовательное внесение в смесь флокулянта, а затем нейтрализующего агента с последующим перемешиванием полученной смеси и ее отстаиванием (Патент РФ 2144561, 2000, С 11 В 3/00).

К недостаткам способа следует отнести длительность и недостаточную эффективность процесса очистки.

Известен способ получения рафинированного растительного масла из маслосодержащего растительного сырья, включающий его подготовку, увлажнение, тепловую обработку, извлечение масла, его гидрогенизацию и нейтрализацию с получением готового продукта ( Патент РФ 2034014, 30.04.96, С 11 В 3/00).

К недостаткам способа следует отнести низкую эффективность процесса извлечения и очистки полученного масла, длительность процесса из-за многостадийности, значительные промышленные отходы.

Известно устройство для очистки жидких масел, содержащее, по крайней мере, две реакционные емкости, сообщенные между собой трубопроводом, оснащенным дозирующей емкостью для рафинирующего агента, при этом одна из емкостей подключена к трубопроводу подачи жидкого масла на очистку, а другая сообщена с трубопроводами вывода готового продукта и вакуумной линией, при этом расположенный в первой реакционной емкости конец трубопровода, посредством которого реакционные емкости сообщены между собой, размещен в нижней части этой емкости, а другой конец этого трубопровода, расположенный во второй реакционной емкости, размещен в верхней части последней (Патент РФ № 2144561, 2000, C 11 B 3/00).

Недостатком данного известного устройства является низкая эффективность перемешивания масла, что приводит к необходимости проведения рециркуляции процесса очистки для получения масла с регламентируемым перекисным числом.

Известно устройство для экстракции растительного сырья, содержащее аппарат для экстракции, представляющий собой камеру с загрузочным приспособлением для засыпки в нее дробленного жмыха, мешалкой и сетчатым дном, а также транспортирующий шнек для выгрузки жмыха из камеры, мисцеллосборники и оросители, сообщенные с регенерационной системой, по крайней мере, один из которых предназначен для подачи растворителя в камеру (Патент РФ № 1648962, 1991, С 11 В 1/10).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность обезжиривания, так как аппаратно не реализуется разделение поступающего по транспортирующему шнеку жмыха от растворителя, смешанного с маслом. В известном устройстве растворитель с маслом самотреком отделяется от жмыха, сливаясь на дно шнека, где собирается в мисцеллосборник, при этом существенная доля растворителя с маслом остается на жмыхе. Естественно, что такой процесс экстракции не позволяет увеличить выход готового продукта.

Настоящее изобретение направлено на создание высокоэффективной технологии получения жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья за счет снижения потерь масла в процессе его извлечения из маслосодержащего растительного сырья и улучшения его качественных показателей.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья, в котором осуществляют подготовку маслосодержащего сырья к переработке, извлечение масла из маслосодержащего сырья путем его прессования с отделением жмыха, очистку извлеченного масла путем его перемешивания с водным раствором химических реагентов с последующим отделением очищенного масла от осадка, предусматривают то, что полученный после извлечения масла жмых подвергают экстрагированию на экстракционной установке, конструкция которой будет изложена ниже, в которой совмещены два процесса обезжиривания жмыха: его перемешивание с экстрагентом, взятым в массовом соотношении соответственно 1: (1,9-2,2) в течение 10-15 минут и дообезжиривание в противотоке на наклонном шнековом экстракторе до остаточного содержания жира в жмыхе не более 1%, в качестве водного раствора химических реагентов для очистки всего извлеченного масла используют комплексный очиститель, состоящий из трех составных частей, в качестве первой части используют высокомолекулярный электролит или смесь высокомолекулярных электролитов, в качестве второй части - низкомолекулярный электролит или смесь низкомолекулярных электролитов, а в качестве третьей части - органические и/или неорганические перекиси и/или гидроперекиси, при этом массовое соотношение первой части ко второй и третьей составляет соответственно 1:(25-250):(0,5-2,0), а комплексный очиститель вносят в количестве 0,2-1,5% от общей массы очищаемого масла, перемешивание очищаемого масла с комплексным очистителем ведут не более 30 минут при температуре 0-100°С, путем создания спиральной траектории движения полученной смеси в устройстве, которое будет описано ниже, после чего смесь отстаивают.

Указанные признаки взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточных для получения требуемого технического результата.

При этом способе предусмотрено то, что в качестве экстрагента могут быть использованы модифицированные гидрофильным растворителем (например, спиртом или органическими кислотами в количестве 1-3% от общей массы экстрагента) галогеналкилы, выбранные из ряда: метилендихлорид, и/или углерод четыреххлористый, и/или хлороформ, и/или 1,1-дихлорэтан, и/или 1,2-дихлорэтан.

В качестве экстрагента могут быть использованы таким же образом модифицированные углеводороды алифатического и/или циклического строения, выбранные из ряда: пентан, и/или гексан, и/или изопентан, и/или циклогексан, и/или циклопентан.

Способом также предусмотрено то, что в качестве высокомолекулярного электролита или смеси высокомолекулярных электролитов используют преимущественно ионизирующиеся полимеры катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения.

В качестве ионизирующихся полимеров катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения могут быть использованы преимущественно полимеры, выбранные из ряда: желатина, агар-агар, поливиниламин, полиалиламин, поли-М-виниламиды, полидиметилдиалиламмоний, галогениды, полиакриловую и полиметакриловую кислоты, а также высокомолекулярные соединения из мономеров, соответствующих вышеперечисленным полимерам в виде сополимеров, например сополимер винилпирролидона и акриловой кислоты, сополимер метакриловой кислоты и диметилдиалиламмоний фторида.

В качестве низкомолекулярного электролита или смеси низкомолекулярных электролитов могут быть использованы преимущественно водорастворимые окиси или гидроокиси кислотного и щелочного типа, выбранные из ряда: КОН, NaOH, LiOH, Ва(ОН)₂, Са(ОН)₂, SiO₂, Р₂O₅, а также НСООН, СН₃СООН.

В качестве органических и/или неорганических перекисей и/или гидроперекисей могут быть использованы вещества, преимущественно выбранные из ряда: диметилпероссидикарбонат, перекись бензола, гидроперекись изопропилбензола, дитретбутилпероксид, персульфат калия, перекись водорода, перекись бария, озон, бертолетовая соль.

Для наиболее эффективного проведения процесса очистки перемешивание масла с комплексным очистителем могут проводить в среде, лишенной кислорода, преимущественно в вакууме или среде инертного газа, а отделение очищенного масла от осадка могут осуществлять отстаиванием и/или центрифугированием, и/или сепарированием, и/или фильтрацией.

После отделения очищенного масла от осадка его могут подвергать дезодорации, а после дезодорации масло могут подвергать шлифовке.

Способом может быть предусмотрена гидрогенизация очищенного масла с использованием никелевого катализатора. Для устранения остатков катализатора полученная саломасса также может быть подвергнута очистке с использованием комплексного очистителя.

Для достижения заявленного технического результата предусматривают использование устройства для экстракции и устройства для очистки жидкого масла.

Устройство для экстракции масла из предназначенного для этого сырья представляет собой аппарат, содержащий камеру с загрузочным приспособлением для засыпки в него жмыха, снабженную мешалкой и сетчатым дном, а также транспортирующий шнек для выгрузки жмыха из камеры, мисцеллосборники и оросители, сообщенные с регенерационной системой, по крайней мере один из которых предназначен для подачи экстрагента в камеру, при этом в камере, в верхней ее части, выполнено отверстие для размещения входного участка наклонного транспортирующего шнека, у которого предусмотрено загрузочное отверстие для поступления жмыха, мисцелосборники выполнены в виде двух сообщенных между собой вакуум-выпарных установок, первая из которых сообщена с указанной камерой, а вторая сообщена с линией выгрузки масла, полученного в процессе экстракции, по крайней мере часть оросителей расположена по длине наклонного транспортирующего шнека для смывания встречным потоком экстрагента жмыха, поступающего из камеры, а на выходе транспортирующего шнека смонтирован пресс-фильтр для разделения жмыха и экстрагента и подачи последнего оросителям, расположенным по длине указанного шнека, при этом регенерационная система включает в себя аппараты для регенерации экстрагента из сообщенных между собой емкостей и подачи его оросителям, расположенным по длине указанного шнека.

Устройство для очистки жидкого масла содержит, по крайней мере, две реакционные емкости, сообщенные между собой трубопроводом, оснащенным дозирующим устройством для подачи комплексного очистителя, одна из емкостей подключена к трубопроводу подачи жидкого масла на очистку, а другая сообщена с трубопроводом вывода готового продукта и с вакуумной линией, при этом один конец трубопровода, посредством которого реакционные емкости сообщены между собой, расположен в первой реакционной емкости, в нижней ее части, а второй конец этого трубопровода расположен во второй реакционной емкости, в верхней ее части, причем внутри каждого концевого участка описанного трубопровода смонтирован шнек, беззазорно прикрепленный к внутренней поверхности стенки концевого участка трубопровода для перемещения жидкого масла по спиральной траектории.

В устройстве может быть предусмотрено то, что трубопровод, посредством которого обе реакционные емкости сообщены между собой, может быть выполнен U-образной формы.

В заявленный способ получения жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья в качестве способов, являющихся его частью, входит способ экстракции масла из предназначенного для этого сырья и способ очистки жидкого масла, которые осуществляют с применением указанных выше устройств.

Способ экстракции масла из предназначенного для этого сырья предусматривает то, что в качестве сырья используют жмых, полученный после извлечения масла из маслосодержащего растительного сырья путем его прессования, экстракцию масла из жмыха ведут в экстракционной установке, указанной выше, в которой совмещены два процесса обезжиривания жмыха: его перемешивание с экстрагентом, взятым в массовом соотношении соответственно 1:(1,9-2,2) в течение 10-15 минут и дообезжиривание в противотоке на наклонном шнековом экстракторе до остаточного содержания жира в жмыхе не более 1%.

При этом способом предусмотрено то, что в качестве экстрагента могут быть использованы модифицированные гидрофильным растворителем (например, спиртом или органическими кислотами в количестве 1-3% от общей массы экстрагента) галогеналкилы, выбранные из ряда: метилендихлорид, и/или углерод четыреххлористый, и/или хлороформ, и/или 1,1-дихлорэтан, и/или 1,2-дихлорэтан.

В качестве экстрагента могут быть использованы таким же образом модифицированные углеводороды алифатического и/или циклического строения, выбранные из ряда: пентан, и/или гексан, и/или изопентан, и/или циклогексан, и/или циклопентан.

Способ очистки жидкого масла, включающий его перемешивание с водным раствором химических реагентов, отделение очищенного масла от осадка, предусматривает то, что в качестве водного раствора химических реагентов используют комплексный очиститель, состоящий из трех составных частей, в качестве первой части используют высокомолекулярный электролит или смесь высокомолекулярных электролитов, в качестве второй части - низкомолекулярный электролит или смесь низкомолекулярных электролитов, а в качестве третьей части - органические и/или неорганические перекиси и/или гидроперекиси, при этом массовое соотношение первой части ко второй и третьей составляет соответственно 1:(25-250):(0,5-2,0), а комплексный очиститель вносят в количестве 0,2-1,5% от общей массы очищаемого масла, перемешивание очищаемого масла с комплексным очистителем ведут не более 30 минут при температуре 0-100°С путем создания спиральной траектории движения полученной смеси в устройстве, указанном выше, после чего смесь отстаивают.

Способом также предусмотрено то, что в качестве высокомолекулярного электролита или смеси высокомолекулярных электролитов используют преимущественно ионизирующиеся полимеры катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения.

В качестве ионизирующихся полимеров катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения могут быть использованы преимущественно полимеры, выбранные из ряда: желатина, агар-агар, поливиниламин, полиалиламин, поли-N-виниламиды, полидиметилдиалиламмоний, галогениды, полиакриловую и полиметакриловую кислоты, а также высокомолекулярные соединения из мономеров, соответствующих вышеперечисленным полимерам в виде сополимеров, например сополимер винилпирролидона и акриловой кислоты, сополимер метакриловой кислоты и диметилдиалиламмоний фторида.

В качестве низкомолекулярного электролита или смеси низкомолекулярных электролитов могут быть использованы преимущественно водорастворимые окиси или гидроокиси кислотного и щелочного типа, выбранные из ряда: КОН, NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, Са(ОН)₂, SiO₂, Р₂О₅, а также НСООН, СН₃СООН.

В качестве органических и/или неорганических перекисей и/или гидроперекисей могут быть использованы вещества, преимущественно выбранные из ряда: диметилпероссидикарбонат, перекись бензола, гидроперекись изопропилбензола, дитретбутилпероксид, персульфат калия, перекись водорода, перекись бария, озон.

Для наиболее эффективного проведения процесса очистки перемешивание масла с комплексным очистителем могут проводить в среде, лишенной кислорода, преимущественно в вакууме или среде инертного газа, а отделение очищенного масла от осадка могут осуществлять отстаиванием и/или центрифугированием, и/или сепарированием, и/или фильтрацией.

Заявленные в данном изобретении способ получения жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья, способ экстракции и способ очистки, а также устройства, предназначенные для их осуществления, направлены на получение указанного выше технического результата, а именно улучшения качественных показателей готового продукта при общей интенсификации процесса его получения и снижении потерь в процессе технологической переработки исходного сырья.

Способ экстракции масла на заявленной экстракционной установке ведут с использованием предварительно обезжиренного на прессах сырья. В процессе прессования происходит разрушение клеточных оболочек, что облегчает доступ экстрагента и позволяет наиболее эффективно провести процесс его дообезжиривания.

Проведение процесса экстракции масла путем совмещения двух процессов обезжиривания жмыха: его перемешивание с экстрагентом, взятым в массовом соотношении соответственно 1:(1,9-2,2), в течение 10-15 минут и дообезжиривание в противотоке на наклонном шнековом экстракторе до остаточного содержания жира в жмыхе не более 1% обеспечивает интенсивное и управляемое отделение растворителя и масла от перемещающегося по шнеку жмыха за счет непрерывного его орошения экстрагентом с последующим отжимом в пресс-фильтре. При этом данный процесс экстракции обеспечивает глубокое извлечение липидов из маслосодержащего растительного сырья, при общем снижении содержания в полученном экстракте продуктов окисления и свободных жирных кислот. Таким образом, подобранная совокупность признаков процесса экстракции обеспечивает его эффективность при общем улучшении качественных показателей полученного экстракта, что позволяет в целом улучшить качественные показатели готового продукта.

Заявленное соотношение трех составных частей в комплексном очистителе подобрано, исходя из активности каждого компонента. Соотношение, в котором на 1 массовую часть высокомолекулярного электролита или смеси высокомолекулярных электролитов приходится 25 массовых частей низкомолекулярного электролита и 0,5 массовых частей осветлителя, является оптимальным при использовании наиболее активных компонентов комплексного очистителя. Соотношение, в котором на 1 массовую часть высокомолекулярного электролита или смеси высокомолекулярных электролитов приходится 250 массовых частей низкомолекулярного электролита и 2 массовых части осветлителя, является оптимальным при выборе наименее активных компонентов комплексного очистителя. При этом количество вносимого осветлителя выбирают в зависимости от его активности и качественных показателей исходного растительного масла.

Продолжительность воздействия очистителя, а также условия проведения очистки подобраны, исходя из того, что перемешивание ведут путем создания высоко турбулентного потока масла, перемещающегося из одной реакционной емкости в другую. Все это позволяет в совокупности с указанным выше очистителем обеспечить эффективность проведения процесса очистки и высокое качество чистого масла с регламентируемым перекисным числом. Одновременное внесение всех компонентов комплексного очистителя обеспечивает взаимное усиление влияния каждого компонентов смеси, то есть включаясь первым один процесс ускоряет другой, приводя к более быстрому и эффективному очищению и обезвоживанию продукта. Кроме того, использование модифицированного экстрагента позволяет повысить процент извлечения масла из шрота при снижении содержания примесей в экстрагированном продукте, что также повышает выход конечного продукта с одновременным улучшением его качественных показателей.

Способ получения жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья осуществляют следующим образом.

Способ получения масла из маслосодержащего растительного сырья осуществляют в несколько этапов. На первом этапе из исходного сырья извлекают масло, на втором этапе его очищают. Для проведения первого этапа маслосодержащее растительное сырье, в качестве которого могут быть использованы семена различных масличных культур, например хлопка, кориандра, горчицы, льна, кокоса, банана, рапса, подсолнечника, кукурузы, сои и другие, подвергают тепловой обработке, дробят на дробилках, прессуют с отделением масла и жмыха. Жмых направляют на дополнительное извлечение из него масла путем экстрагирования.

Экстрагирование осуществляют следующим образом. Жмых с содержанием масла не менее 8% шнеком подают в экстракционный аппарат, наполненный экстрагентом. Массовое соотношение жмыха и экстрагента составляет соответственно 1:(1,9-2,2). Вещества, которые могут быть применены в качестве экстрагента, указаны выше.

Полученную смесь перемешивают с помощью мешалки в течение 10-15 минут, при этом всплывающий на поверхность жмых отбирают на наклонный шнек, по которому транспортируют вверх к фильтр-прессу. В процессе транспортировки жмыха осуществляют второй этап экстрагирования - дообезжиривание во встречном противотоке экстрагента. Процесс дообезжиривания ведут до остаточного содержания жира в обезжиренном жмыхе не более 1%. Затем обезжиренный жмых отжимают на фильтр-прессе и подают на сушку. Смесь масла и экстрагента направляют на упаривание. Экстрагент, отделенный в процессе упаривания, возвращают на повторное использование, а полученное после экстракции масло подают в установку для его очистки.

Экстрагирование масла ведут в устройстве для экстракции, представленном на фиг.1.

Устройство для экстракции представляет собой аппарат, содержащий камеру с загрузочным приспособлением, для засыпки в нее жмыха, снабженную мешалкой и сетчатым дном. При этом в камере в верхней ее части выполнено отверстие для размещения входного участка расположенного под наклоном транспортирующего шнека для выгрузки жмыха из камеры, на выходе которого расположен пресс-фильтр для разделения жмыха и экстрагента. При этом в зоне входного участка этого шнека, расположенного внутри камеры, выполнено входное отверстие для поступления жмыха, всплывающего на поверхность в результате перемешивания его с экстрагентом.

Устройство также содержит мисцеллосборники и оросители, сообщенные с регенерационной системой, по крайней мере один из которых предназначен для подачи экстрагента в камеру, а другие оросители расположены по длине наклонного транспортирующего шнека для омывания встречным потоком экстрагента жмыха, поступающего из камеры.

Мисцелосборники выполнены в виде двух сообщенных между собой ваккум-выпарных установок, первая из которых сообщена с указанной камерой, а вторая сообщена с линией выгрузки масла для его последующей очистки.

При разделении обезжиренного шрота и экстрагента на пресс-фильтре осуществляют подачу последнего в оросители, расположенные по длине указанного шнека. А регенерационная система включает в себя аппараты для регенерации экстрагента из сообщенных между собой емкостей и подачи его оросителям, расположенным по длине указанного шнека. Интенсивность орошения жмыха экстрагентом и интенсивность выпарки для регенерации экстрагента должны быть уравновешены для непрерывной работы всей установки.

Ниже приводится пример конкретного исполнения устройства для экстракции (фиг.1).

Маслосодержащее сырье из накопительного сборника 1 проходит через дробилку 2 и с помощью загрузочного шнека 3 высыпается в аппарат для экстракции 4 в виде камеры, снабженной мешалкой 5, сетчатым дном 6, размеры ячеек которого меньше размеров частиц жмыха. С камерой сообщен транспортирующий наклонный шнек 7. Аппарат для экстракции предварительно заполнен по каналу 8 требуемым количеством экстрагента. Содержимое аппарата тщательно перемешивается с помощью мешалки 5, при этом всплывающий на поверхность жмых высыпается в отверстие, выполненное в транспортирующем шнеке, у которого через отверстие в камере пропущена входная часть транспортирующего шнека, и продвигается вверх по этому шнеку, омываясь встречным потоком экстрагента, поступающего по каналам 9 с фильтр-пресса 10, и экстрагента, регенерированного на вакуум-выпарных аппаратах 11 и 12, поступающего по каналам 13 в транспортирующий шнек 7. Смесь масла и экстрагента из аппарата 4 через сетку 6, которая не пропускает жмых, подается на упаривание в аппарат 11, а из него в аппарат 12. Интенсивность орошения и выпарки должны быть уравновешены для непрерывной работы всей установки. Шрот с фильтр-пресса 10 отправляют по транспортеру 14 на сушку, а получаемое экстракционное масло поступает по каналу 15 из аппарата 12 в установку для его очистки.

Очистку всего извлеченного масла, как полученного на этапе прессования, так и на этапе экстрагирования, проводят комплексным очистителем, состав которого указан выше в количестве 0,2-1,5% от общей массы очищаемого масла. Перемешивание очищаемого масла с комплексным очистителем ведут не более 30 минут при температуре 0-100°С, путем создания спиральной траектории движения, которая обеспечивается использованием заявленного устройства для очистки масла.

Перемешивание ведут в среде, лишенной кислорода, например в вакууме или среде инертного газа. После перемешивания смесь выдерживают в течение 15-30 минут при температуре 0-100°С для отстаивания и отделяют масло от образовавшегося в процессе очистки осадка путем фильтрования на фильтр-прессе или сепарированием и/или центрифугированием.

Очистку масла ведут в устройстве, предназначенном для этого процесса (фиг.2).

Устройство для очистки жидкого масла содержит, по крайней мере, две цилиндрические реакционные емкости 16 и 17, сообщенные между собой U-образной формы трубопроводом 18. Первая емкость 16 является заборной, а вторая емкость 17 представляет собой емкость для отстаивания. При этом расположенный в первой реакционной емкости конец трубопровода 18, посредством которого реакционные емкости сообщены между собой, размещен в нижней части этой емкости, а конец этого трубопровода, расположенный в другой реакционной емкости, расположен в верхней части последней.

С трубопроводом 18 сообщена через запорный элемент емкость 19 с перемешиваемым комплексным очистителем, который поступает по каналу 20 в данную емкость по мере его расходования.

Заборная реакционная емкость 16 подключена к трубопроводу 21 подачи жидкого масла на очистку, а другая реакционная емкость 17 сообщена с трубопроводом 22 вывода готового продукта и с вакуумной линией 23.

Внутри каждого концевого участка трубопровода 18, расположенного внутри соответствующей реакционной емкости и выведенного снаружи этой емкости, смонтирован шнек 24, беззазорно прикрепленный к внутренней поверхности стенки концевого участка трубопровода для перемещения жидкого масла по спиральной траектории.

Шнек может быть полностью размещен внутри емкостей. Длина шнека определена степенью необходимого турбулентного потока. В общем случае шнек представляет собой винтовую поверхность, беззазорно по отношению к стенкам размещенную внутри трубопровода 18.

При подключении емкостей 16 и 17 к вакуумной линии 23 жидкость из первой емкости 16 начинает двигаться вверх по спиральной траектории за счет первого шнекового участка и, завихряясь, создает высокотурбулентный поток. В дальнейшем завихрившийся поток жидкости активно перемешивается с комплексным очистителем на линии подачи последнего, что позволяет достичь наиболее эффективной очистки масла. При сливе смеси масла и комплексного очистителя в емкость 17 для отстаивания поток смеси дополнительно завихряется при прохождении второго шнекового участка трубопровода 18.

Затем проводят разделение очищенного масла от осадка. Разделение осуществляют отстаиванием с последующим центрифугированием, и/или сепарированием, и/или фильтрацией.

После отделения очищенного масла от осадка его, при необходимости, могут подвергнуть дезодорации, а затем шлифовке.

Масло также могут направить на гидрогенизацию с использованием никелевого катализатора.

Пример 1.

Жмых с содержанием жира 12 %, полученный после прессования семян подсолнечника, дробят и с помощью загрузочного шнека подают в количестве 2000 кг в аппарат для экстракции, заполненный 4000 кг 1,1-дихлорэтана. Полученную смесь перемешивают с помощью мешалки в течение 10-15 минут при температуре 25С°, при этом всплывающий на поверхность жмых отбирают на наклонный шнек, по которому транспортируют вверх к фильтр-прессу. В процессе транспортировки жмыха осуществляют второй этап экстрагирования -дообезжиривание во встречном противотоке экстрагента.

Процесс дообезжиривания ведут в течение 30 минут при скорости вращения шнека 1 об/мин до остаточного содержания жира в обезжиренном жмыхе 0,2%. Обезжиренный жмых отжимают на фильтр-прессе и подают на сушку. Смесь масла и экстрагента направляют на упаривание. Экстрагент, отделенный в процессе упаривания, возвращают на повторное использование, а полученное после экстракции масло подают в установку для его очистки.

Масло, полученное после экстракции, с кислотным числом 2,5 и содержанием фосфатидов 400 мг/мл в количестве 15 т смешивают с водным раствором комплексного очистителя, взятого в количестве 165 кг, что составляет 1,1% от общей массы очищаемого масла. Комплексный очиститель представляет собой смесь, состоящую из 1 кг диметилдиалиламмоний фторид, 40 кг гидроокиси натрия, 1,5 кг перекиси водорода и 122,5 кг воды.

Для проведения процесса очистки емкость 17 (фиг.2) подключают к вакуумной линии 23 для создания в емкости 17 вакуума 0,1 атм. Масло из первой емкости 16 начинает двигаться вверх по спиральной траектории за счет первого шнекового участка и, завихряясь, создает высокотурбулентный поток. В дальнейшем завихрившийся поток жидкости, характеризующийся объемным расходом масла 1000л/мин, активно перемешивается с комплексным очистителем на линии подачи последнего, что позволяет достичь наиболее эффективной очистки масла. Объемный расход комплексного очистителя составляет 13-14 л/мин. Через 12 минут процесс перекачивания завершают и масло выдерживают для его отстаивания в течение 15-30 минут при температуре 60°С для формирования флокул. Затем масло отделяют от осадка на фильтр-прессе.

Полученное рафинированное масло дезодорируют и шлифуют.

Качественные показатели масла, приведенные в таблице.

Таблица№
п/пНаименованиеПоказатели качества1Свободные жирные кислоты, не более г/кг0,252Фосфатиды, не более мг/кг13Влажность, не более г/кг14Содержание мыла, не более мг/кг305Потери при переработке сырого масла, %1-36Сооапсток, % от объема масла3-57Содержание свободного жира в сооапстоках, не более, %1-58Промывные воды, %отсутствуют9Температура обработки масла, °Сдо 6010Цветность, jдо 111Перекисное число при однократной рафинации:  до дезодорации4-5 после дезодорации>1

Пример 2.

Способ осуществляют в соответствии с примером 1, за исключением того, что для экстракции берут 1000 кг жмыха семян сои. В качестве экстрагента используют гексан, модифицированный 2%-ным раствором метилового спирта. Обезжиривание жмыха ведут до остаточного содержания в нем масла 0,1%. В результате получают экстракционное масло с кислотным числом 3,2 г/кг, содержанием фосфатидов 500 мг/мл и влажностью 0,25 %.

Пример 3.

Способ осуществляют в соответствии с примером 1, за исключением того, что для очистки используют соевое масло в количестве 15 тонн с кислотным числом 2,4 г/кг, содержанием фосфатидов 3000 мг/кг и с содержанием влаги 0,1%. Комплексный очиститель вносят в количестве 150 л. В состав очистителя входит сополимер акриловой кислоты и винилпирролидона в молярном соотношении 1:1 с молекулярной массой 500000 - 2 кг, NaOH - 100 кг, перекиси водорода - 2 кг, воды 46 кг. Количество комплексного очистителя составляет 1% от массы очищаемого масла.

Пример 4.

Способ осуществляют в соответствии с примером 1, за исключением того, что для очистки берут кукурузное масло с кислотным числом 6 г/кг, с содержанием фосфатидов 500 мг/кг и влажностью 0,2%. В качестве комплексного очистителя используют смесь сополимера метакриловой кислоты и диметилдиалиламмоний фторида в количестве 1,5 кг, гидроокись калия - 92 кг и перекись кумола - 2 кг. Получают масло кукурузное рафинированное со следующими показателями качества: степень прозрачности - 24, кислотное число 0,4 г/кг, перекисное число - 4, массовая доля нерегистрируемых примесей - не содержится, массовая доля фосфатидов - не содержится, влажность - 0,07%, температура вспышки 230°С.

Пример 5.

Способ очистки осуществляют в соответствии с примером 1, за исключением того, что для очистки берут масло соевое с кислотным числом 4 г/кг, содержанием фосфатидов 3000 мг/кг и влажностью - 0,1 %. В качестве комплексного очистителя используют смесь сополимера акриловой кислоты и поливинилпирролидона в количестве 2 кг, гидроокись калия - 120 кг, ортофосфорная кислота - 10 кг и перекись бензола - 2 кг. Получают масло соевое рафинированное со следующими показателями качества: степень прозрачности - 22, кислотное число - 0,29, перекисное число - 3,5, массовая доля нерегистрируемых примесей - не содержится, массовая доля фосфатидов - не содержится, влажность - 0,05%, температура вспышки 228°С.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть эффективно использовано в промышленном масштабе для получения высококачественного масла из маслосодержащего растительного сырья, а также для очистки саломасе, полученных гидрогенизацией очищенного масла.

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к технологии получения и очистки жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья, а также к устройствам, предназначенным для этого. Способ получения жидкого масла включает подготовку маслосодержащего сырья к переработке, извлечение масла из маслосодержащего сырья путем его прессования с отделением жмыха, экстрагирование масла из полученного жмыха на экстракционной установке, являющейся частью данного изобретения, в которой совмещены два процесса обезжиривания жмыха: его перемешивание с экстрагентом, взятым в массовом соотношении соответственно 1:(1,9-2,2), в течение 10-15 минут и окончательное обезжиривание в противотоке на наклонном шнековом экстракторе до остаточного содержания жира в жмыхе не более 1%. Полученное путем прессования и экстрагирования масло подвергают очистке с использованием комплексного очистителя, состоящего из трех составных частей. В качестве первой части используют высокомолекулярный электролит или смесь высокомолекулярных электролитов, в качестве второй - низкомолекулярный электролит или смесь низкомолекулярных электролитов, в качестве третьей - органические, и/или неорганические перекиси, и/или гидроперекиси, при массовом соотношении 1:(25-250):(0,5-2,0). Очиститель вносят в количестве 0,2-1,5% от общей массы очищаемого масла. Перемешивание очищаемого масла с комплексным очистителем ведут не более 30 минут при температуре 0-100°С путем создания спиральной траектории движения полученной смеси в предназначенном для этого устройстве, являющемся частью данного изобретения, после чего смесь отстаивают. Изобретение позволяет создать высокоэффективную технологию получения жидкого масла за счет снижения потерь масла в процессе его извлечения и улучшения его качеств. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Устройство для очистки жидкого масла содержит, по крайней мере, две реакционные емкости, сообщенные между собой трубопроводом, оснащенным дозирующим устройством для подачи комплексного очистителя, одна из емкостей подключена к трубопроводу подачи жидкого масла на очистку, а другая сообщена с трубопроводом вывода готового продукта и с вакуумной линией, при этом один конец трубопровода, посредством которого реакционные емкости сообщены между собой, расположен в первой реакционной емкости в нижней ее части, а второй конец этого трубопровода расположен во второй реакционной емкости в верхней ее части, отличающееся тем, что внутри каждого концевого участка описанного трубопровода смонтирован шнек, беззазорно прикрепленный к внутренней поверхности стенки концевого участка трубопровода для перемещения жидкого масла по спиральной траектории.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод, посредством которого обе реакционные емкости сообщены между собой, может быть выполнен U-образной формы.3. Устройство для экстракции масла представляет собой аппарат, содержащий камеру с загрузочным приспособлением для засыпки в него жмыха, снабженную мешалкой и сетчатым дном, а также транспортирующий шнек для выгрузки жмыха из камеры, мисцеллосборники и оросители, сообщенные с регенерационной системой, по крайней мере, один из которых предназначен для подачи экстрагента в камеру, отличающееся тем, что в камере в верхней ее части выполнено отверстие для размещения входного участка наклонного транспортирующего шнека, у которого предусмотрено загрузочное отверстие для поступления жмыха, мисцеллосборники выполнены в виде двух сообщенных между собой вакуум-выпарных установок, первая из которых сообщена с указанной камерой, а вторая сообщена с линией выгрузки масла, полученного в процессе экстракции, по крайней мере часть оросителей расположена по длине наклонного транспортирующего шнека для смывания встречным потоком экстрагента жмыха, поступающего из камеры, а на выходе транспортирующего шнека смонтирован пресс-фильтр для разделения жмыха и экстрагента и подачи последнего оросителям, расположенным по длине указанного шнека, при этом регенерационная система включает в себя аппараты для регенерации экстрагента из сообщенных между собой емкостей и подачи его оросителям, расположенным по длине указанного шнека.4. Способ получения жидкого масла из маслосодержащего растительного сырья, включающий подготовку маслосодержащего сырья к переработке, извлечение масла из маслосодержащего сырья путем его прессования с отделением жмыха, очистку извлеченного масла путем его перемешивания с водным раствором химических реагентов с последующим отделением очищенного масла от осадка, отличающийся тем, что полученный после извлечения масла жмых подвергают экстрагированию на экстракционной установке, выполненной по п.3, в которой совмещены два процесса обезжиривания жмыха: его перемешивание с экстрагентом, взятым в массовом соотношении соответственно 1:(1,9-2,2) в течение 10-15 мин и дообезжиривание в противотоке на наклонном шнековом экстракторе до остаточного содержания жира в жмыхе не более 1%, в качестве водного раствора химических реагентов для очистки всего извлеченного масла используют комплексный очиститель, состоящий из трех составных частей, в качестве первой части используют высокомолекулярный электролит или смесь высокомолекулярных электролитов, в качестве второй части - низкомолекулярный электролит или смесь низкомолекулярных электролитов, а в качестве третьей части - органические и/или неорганические перекиси и/или гидроперекиси, при этом массовое соотношение первой части ко второй и третьей составляет соответственно 1:(25-250):(0,5-2,0), а комплексный очиститель вносят в количестве 0,2-1,5% от общей массы очищаемого масла, перемешивание очищаемого масла с комплексным очистителем ведут не более 30 мин при температуре 0-100°С путем создания спиральной траектории движения полученной смеси в устройстве, выполненном по пп.1 и 2, после чего смесь отстаивают.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют модифицированные гидрофильным растворителем галогеналкилы, выбранные из ряда: метилендихлорид, и/или углерод четыреххлористый, и/или хлороформ, и/или 1,1-дихлорэтан, и/или 1,2 -дихлорэтан.6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют модифицированные гидрофильным растворителем углеводороды алифатического и/или циклического строения, выбранные из ряда: пентан, и/или гексан, и/или изопентан, и/или циклогексан, и/или циклопентан.7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного электролита или смеси высокомолекулярных электролитов используют, преимущественно, ионизирующиеся полимеры катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения.8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве ионизирующихся полимеров катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения используют преимущественно полимеры, выбранные из ряда: желатин, агар-агар, поливиниламин, полиалиламин, поли-N-виниламиды, полидиметилдиалиламмоний, галогениды, полиакриловую и полиметакриловую кислоты, а также высокомолекулярные соединения из мономеров, соответствующих вышеперечисленным полимерам в виде сополимеров, преимущественно, сополимер винилпирролидона и акриловой кислоты, сополимер метакриловой кислоты и диметилдиалиламмоний фторида.9. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве низкомолекулярного электролита или смеси низкомолекулярных электролитов используют преимущественно водорастворимые окиси или гидроокиси кислотного и щелочного типа.10. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве водорастворимых окисей или гидроокисей кислотного и щелочного типа используют преимущественно вещества, выбранные из ряда: КОН, NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂, SiO₂, P₂O₃, а также НСООН, СН₃СООН.11. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве органических и/или неорганических перекисей и/или гидроперекисей используют вещества, выбранные из ряда: диметилпероссидикарбонат, перекись бензола, гидроперекись изопропилбензола, дитретбутилпероксид, персульфат калия, перекись водорода, перекись бария, озон и бертолетова соль.12. Способ по п.4, отличающийся тем, что перемешивание масла с комплексным очистителем проводят в среде, лишенной кислорода, преимущественно в вакууме или среде инертного газа.13. Способ по п.4, отличающийся тем, что отделение очищенного масла от осадка осуществляют отстаиванием, и/или центрифугированием, и/или сепарированием, и/или фильтрацией.14. Способ по п.4, отличающийся тем, что после отделения очищенного масла от осадка его подвергают дезодорации.15. Способ по п.14, отличающийся тем, что после дезодорации масло подвергают шлифовке.16. Способ по п.4, отличающийся тем, что очищенное масло подвергают гидрогенизации с использованием никелевого катализатора.17. Способ очистки жидкого масла, включающий его перемешивание с водным раствором химических реагентов, отделение очищенного масла от осадка, отличающийся тем, что в качестве водного раствора химических реагентов используют комплексный очиститель, состоящий из трех составных частей, в качестве первой части используют высокомолекулярный электролит или смесь высокомолекулярных электролитов, в качестве второй части - низкомолекулярный электролит или смесь низкомолекулярных электролитов, а в качестве третьей части - органические и/или неорганические перекиси и/или гидроперекиси, при этом массовое соотношение первой части ко второй и третьей составляет соответственно 1:(25-250):(0,5-2,0), а комплексный очиститель вносят в количестве 0,2-1,5 от общей массы очищаемого масла, перемешивание очищаемого масла с комплексным очистителем ведут не более 30 мин при температуре 0-100°С путем создания спиральной траектории движения полученной смеси в устройстве, выполненном по пп.1 и 2, после чего смесь отстаивают.18. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного электролита или смеси высокомолекулярных электролитов используют преимущественно ионизирующиеся полимеры катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения.19. Способ по п.18, отличающийся тем, что в качестве ионизирующихся полимеров катионного, анионного и амфолитного типа природного или синтетического происхождения используют преимущественно полимеры, выбранные из ряда: желатин, агар-агар, поливиниламин, полиалиламин, поли-N-виниламиды, полидиметилдиалиламмоний, галогениды, полиакриловую и полиметакриловую кислоты, а также высокомолекулярные соединения из мономеров, соответствующих вышеперечисленным полимерам в виде сополимеров, преимущественно сополимер винилпирролидона и акриловой кислоты, сополимер метакриловой кислоты и диметилдиалиламмоний фторида.20. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве низкомолекулярного электролита или смеси низкомолекулярных электролитов используют преимущественно водорастворимые окиси или гидроокиси кислотного и щелочного типа.21. Способ по п.20, отличающийся тем, что в качестве водорастворимых окисей или гидроокисей кислотного и щелочного типа используют преимущественно вещества, выбранные из ряда: КОН, NaOH, LiOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂, SiO₂, P₂O₃, а также НСООН, СН₃СООН.22. Способ по п.17, отличающийся тем, что в качестве органических и/или неорганических перекисей и/или гидроперекисей используют вещества выбранные из ряда: диметилпероссидикарбонат, перекись бензола, гидроперекись изопропилбензола, дитретбутилпероксид, персульфат калия, перекись водорода, перекись бария, озон.23. Способ по п.17, отличающийся тем, что перемешивание масла с комплексным очистителем проводят в среде, лишенной кислорода, преимущественно в вакууме или среде инертного газа.24. Способ по п.17, отличающийся тем, что разделение очищенного масла от осадка осуществляют отстаиванием, и/или центрифугированием, и/или сепарированием, и/или фильтрацией.25. Способ по п.17, отличающийся тем, что после отделения очищенного масла от осадка его подвергают дезодорации.26. Способ по п.25, отличающийся тем, что после дезодорации масло подвергают шлифовке.27. Способ по п.17, отличающийся тем, что очищенное масло подвергают гидрогенизации с использованием никелевого катализатора.28. Способ экстракции масла из предназначенного для этого сырья, отличающийся тем, что в качестве сырья используют жмых, полученный после извлечения масла из маслосодержащего растительного сырья путем его прессования, экстракцию масла из жмыха ведут в экстракционной установке, выполненной по п.3, в которой совмещены два процесса обезжиривания жмыха: его перемешивание с экстрагентом, взятым в массовом соотношении соответственно 1:(1,9-2,2), в течение 10-15 мин, и дообезжиривание в противотоке на наклонном шнековом экстракторе до остаточного содержания жира в жмыхе не более 1%.29. Способ по п.28, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют модифицированные гидрофильным растворителем галогеналкилы, выбранные из ряда: метилендихлорид, и/или углерод четыреххлористый, и/или хлороформ, и/или 1,1-дихлорэтан, и/или 1,2-дихлорэтан.30. Способ по п.28, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют модифицированные гидрофильным растворителем углеводороды алифатического и/или циклического строения, выбранные из ряда: пентан, и/или гексан, и/или изопентан, и/или циклогексан, и/или циклопентан.