екстракція олії

Витяги масла проводиться трьома основними способами: пресуванням, центрифугуванням і екстракцією органічними розчинниками.

Отримання масла методом пресування. Пресування - це механічний віджимання масла з попередньо подрібненого олійної сировини (мяткі) на спеціальних шнекових пресах.

При переробці високоолійних насіння застосовується дворазове пресування. Цей процес включає в себе попередній з'їм

переважної більшості масла на шнекових пресах і остаточне вилучення олії на пресах високого тиску. Попередньому вилучення олії передує стадія влаготерміческой обробки мяткі.

При влаготерміческой обробці мяткі з насіння бавовнику створюють умови для переведення отруйного пігменту госсипола в фізіологічно неактивну форму. Цьому сприяють підвищена вологість і температура мяткі, а також тривалість смаження. Режим смаження мяткі з насіння бавовнику наступний: на першому етапі доводять вологість до 11,5-13,5% при температурі до 70-80 ° С, на другому - висушують до вологості 4,5-5,5% при температурі 105-110 ° С.

Попереднє вилучення олії. Для попереднього віджиму олії застосовують шнекові преси, звані форпрес. Робочими органами шнекового преса є роз'ємний ступінчастий циліндр і розташований всередині нього шнековий вал. Поверхня циліндра складається з сталевих пластин і має подовжні щілини для стоку масла, в які не проходять частинки мезги.

Підготовлена ​​мезга надходить в ступінчастий барабан преса, захоплюється витками шнекового валу і переміщається до виходу з преса. При русі по барабану преса відбувається стиснення мезги, від неї відділяється масло, а тверді частинки мезги спресовуються і утворюють макуха. Давлеціе на олійний матеріал зростає при його просуванні уздовж осі вала за рахунок зменшення кроку витків шнекового вала і звуження вільного простору між тілом шнекового вала і внутрішньою поверхнею ступеневої барабана. На форпрес можна відокремити 60-85% масла. Оліїстість шмиха, що виходить з форпрес, становить до 18%.

Підготовка олійного матеріалу до остаточного пресування. Остаточне витяг масла пресовим способом здійснюють з мезги, яку отримують з форпрессового макухи. Форпрессовий макуха подрібнюють і проводять його влаготерміческую обробку.

Грубе подрібнення форпрессового макухи спочатку проводять на дискових або молоткових дробарках. Після грубого помелу макуха піддається тонкому однорідному подрібненню на вальцьових верстатах. Прохід частинок макухи через сито з розміром осередків 1 мм повинен бути не менше 80%.

Влаготерміческую обробку макухи здійснюють в більш жорсткому режимі, щоб отримати мезгу з хорошими пластичними властивостями, що забезпечують ефективне відділення масла при остаточному пресуванні. Подрібнений макуха зволожують до 8-9%, потім пропарюють до температури 115-120 ° С і вологості 2,5-3,2%. Мезга з насіння бавовнику висушується до вологості 3-4% і при температурі 1.10-115 З С.

Мезга з форпрессового макухи подається для остаточного вилучення олії на шнекові преси. Преси глибокого знімання масла (експеллер) характеризуються меншою продуктивністю, ніж форпрес, але ступінь стиснення олійного матеріалу в них значно вище. Одержуваний експеллерний макуха повинен містити не більше 6% масла. Час, що залишився в макусі масло знаходиться в незруйнованих клітинах олійного матеріалу, а також утримується на поверхні частинок макухи.

Отримання масел методом екстрагування. Екстракційний спосіб вилучення масел є найбільш економічним, забезпечує максимальне знежирення олійної сировини, дозволяє отримати високу якість масла і знежиреного залишку - шроту.

При переробці низькоолійне сировини (насіння сої та інших) застосовують пряму екстракцію олії, для знежирення більшості високоолійних насіння масло попередньо виділяють пресуванням, а потім направляють на подальше, остаточне вилучення його шляхом екстракції. Так переробляють насіння соняшнику, бавовнику, льону, арахісу і ін.

В основі процесу екстракції лежить здатність рослинних масел розчинятися в органічних розчинниках. У нашій країні в якості розчинників для добування олії з рослинної сировини застосовують екстракційний бензин марки «А» і нефракс. Екстракційні бензини відносяться до аліфатичних вуглеводнів і являють собою суміш граничних, ненасичених і невеликої кількості ароматичних вуглеводнів. Вони мають температуру кипіння 63-95 ° С. Бензини, що містять ароматичні вуглеводні, добре розчиняють не тільки масло, а й жироподібні речовини (фосфор-фоліпіди, пігменти, воски), які погіршують якість масла. Крім того, застосування бензину з інтервалом температур кипіння 70-95 ° С викликає необхідність підтримувати високу температуру при отгонке розчинника з місцелли і шроту, що трохи знижує якість одержуваного масла і шроту.

Оливкова олія із вичавок і кісточок екстрагують галогенні-рова розчинниками (перхлоретиленом, трихлоретиленом і хлороформом). Крім того, екстракцію оливкового масла можна здійснювати за допомогою сверхкритического діоксиду вуглецю і ферментних комплексів.

Екстракція олії з олійного матеріалу розчинником відбувається за допомогою молекулярної і конвективної дифузії, рушійною силою дифузії є різниця концентрацій масла всередині олійного матеріалу і поза ним. При змішуванні матеріалу, що екстрагується з розчинником відбувається змочування розчинником поверхні частинок матеріалу, заповнення всіх пір структури мезги. При цьому розчиняється масло, що знаходиться у вільному стані на поверхні зруйнованих частинок олійного матеріалу. Далі розчинник проникає через клітинні оболонки і розчиняє масло в незруйнованих і деформованих клітинах. Утворений розчин масла в розчиннику, званий місцелли, під дією різниці копцентрацій рухається до поверхні матеріалу, що екстрагується, виходить на його поверхню і переходить в розчинник. Швидкість екстракції залежить від стану олійного матеріалу, його температури і вологості. Найбільш швидко проходить екстракція вільного масла, тоді як з незруйнованих клітин масло екстрагується повільно. Тому при підготовці олійного матеріалу слід максимально зруйнувати його клітинну структуру і вивільнити масло. Для забезпечення хорошого просування розчинника через олійний матеріал необхідно, щоб розмір часток зруйнованих клітин становив 0,5-1 мм і була певна форма частинок - пелюстка, крупка, гранули.

Підвищення температури процесу значно прискорює екстракцію. Збільшення вологості матеріалу, що екстрагується уповільнює процес екстракції. Оптимальна вологість при переробці насіння соняшнику не більше 8-10%, бавовнику - не більше 8%.

Форпрессовий макуха для остаточного вилучення олії екстракційним способом проходить спеціальну обробку. Спочатку макуха подрібнюють на молоткових або дискових дробарках, руйнуючи цілі клітини олійного матеріалу і структури, що утворилися в процесі пресування.

Потім проводять влаготепловой обробку макухове крупки в чанних жаровнях для збільшення пластичності олійної сировини. Вологість олійного матеріалу з насіння соняшнику доводять до 8-9%, температуру - до 50 ° С. Кондиціонованих по вологості і температурі макухове крупка надходить на двухпарная плющильні вальцьові верстати, де вона набуває форму пелюстки товщиною 0,25-0,5 мм. Отримання макухове пелюстки застосовують при підготовці до екстракції форпрессового макухи з насіння соняшнику, льону, арахісу і ін. Бавовняний макуха надходить на екстракцію у вигляді крупки, тому стадія його лепесткованія виключається.

Насіння сої відносяться до низькоолійне культурам, тому більш ефективно витягати масло з них шляхом прямої екстракції. Насіння сої очищають від сторонніх домішок, проводять їх влаготепловой обробку і дроблять на однопарний рифлених вальцьових верстатах. Отриману дробленку сепарують, і очищені ядра подають в шнек-інактиватор, де вологість ядер доводиться до 15%, а температура - до 80-90 ° С. Потім в Чанной жаровні відбувається влаготепловой обробка дробленого ядра, його вологість знижується до 8-9,5%, температура - до 60-70 ° С. Підготовлене ядро ​​подається на двухпарная плющильні вальцьові верстати, де формується пелюстка товщиною 0,3 мм.

Переробка насіння сої з отриманням харчового шроту вимагає ретельного очищення їх від бур'янів і металевих домішок, а також видалення оболонки і зародка, які знижують харчову цінність шроту.

Екстракцію олії з олійної сировини проводять двома способами: зануренням і ступінчастим збільшити обсяги виробництва.

Екстракція зануренням відбувається в екстракторах в процесі безперервного проходження сировини через безперервний потік розчинника в умовах противотока, коли розчинник і сировина просуваються в протилежному напрямку відносно один одного. Такий екстрактор складається з завантажувальної колони, горизонтального циліндра і екстракційної колони, всередині яких встановлені шнеки. Сировина у вигляді пелюстки або крупки надходить в завантажувальний колону, підхоплюється витками шнека, переміщається в низ завантажувальної колони, проходить горизонтальний циліндр і потрапляє в екстракційну колону, де за допомогою шнека піднімається у верхню її частину. Одночасно з сировиною в екстрактор подається бензин температурою 55-60 ° С. Бензин переміщається назустріч сировині і проходить послідовно екстрактор, горизонтальний циліндр і завантажувальний колону. Концентрація місцели на виході з екстрактора становить 15-17%.

Екстракція способом ступеневої зрошення. При цьому способі безперервно переміщається тільки розчинник, а сировину залишається в спокої в одній і тій же переміщається ємності або рухомій стрічці. Цей спосіб забезпечує отримання місцелли підвищеної концентрації (25-30%), з меншою кількістю домішок. Недоліки цього способу - велика тривалість екстракції, підвищена вибухонебезпечність виробництва.

Вихідна з екстрактора місцелла може містити від 15 до 35% масла, розчиненого в екстрагенті, а також деякі домішки. Обробку місцелли проводять в дві стадії: очищення місцелли; отгонка розчинника - дистиляція місцелли.

Очищення місцелли. Екстракційна місцелла містить тверді частинки шроту в кількості 0,4-0,1%. Присутність твердих домішок істотно ускладнює процес відгону розчинника з місцелли і знижує якість готового масла. Для очищення місцелли використовують відстоювання і фільтрування. Відстоювання місцелли проводять в декан-таторах деяких вертикальних шнекових екстракторів.

Широко використовується очищення місцелли від твердих домішок шляхом фільтрування. Шар осаду утворюється на фільтрує перегородці з бельтинга, капрону, нейлону. У початковий період фільтрування тверді частинки накопичуються на поверхні фільтрувальної перегородки. Подальше фільтрування місцелли проходить через шар осаду, який затримує тверді домішки. Ці фільтри потребують періодичного очищення поверхні, що фільтрує від шару осаду. Очищена місцелла повинна містити не більше 0,02% відстою.

Поділ місцелли на масло і розчинник здійснюють шляхом відгону легколетучего розчинника від нелетучего масла. При дистиляції необхідно досягти швидкого і повного видалення розчинника з масла при можливо більш низьких температурах.

Однак при отгонке розчинника зростає температура кипіння місцелли одночасно зі збільшенням її концентрації. Тому спочатку отгонку розчинника проводять шляхом випарювання при атмосферному тиску, потім для зниження температури дистиляції розчинник відганяють під вакуумом. Але навіть в умовах глибокого розрідження не вдається повністю видалити розчинник з масла, так як для цього потрібно підтримувати високу температуру, що може привести до розкладання масла. Істотне прискорення процесу дистиляції та зниження температури відбувається при застосуванні відгону розчинника гострим водяною парою при атмосферному тиску або під вакуумом.

Дистиляція місцелли - це отгонка розчинника з місцелли. Найбільш поширені триступінчаті схеми дистиляції.

На перших двох ступенях місцелла обробляється в трубчастих плівкових дистилляторах. На першій відбувається упаривание місцелли. На другий - місцелла обробляється гострою парою при температурі 180-220 ° С і тиску 0,3 МПа, що викликає кипіння місцелли і утворення пари розчинника. Пари розчинника спрямовуються в конденсатор. На третьому щаблі висококонцентрованих місцелла надходить в розпилювальний вакуумний дистиллятор, де в результаті барботаціі гострою парою під тиском 0,3 МПа відбувається остаточне видалення слідів розчинника. Після дистиляції масло направляють на рафінування.

Збагачення шроту ліпідами і гранулювання полягає в підготовці емульсії ліпідів з водою, змішуванні шроту з емульсією, прогріванні, пресуванні і охолодженні гранул. Шрот надходить в жаровню, де перемішується з емульсією, що містить 35-40% ліпідів і 60-65% води; температура ліпідної емульсії 50-60 ° С. У жаровні суміш підігрівається до 80 ° С і надходить в прес-гранулятор. Гранульований шрот проходить охолоджувач і направляється на зберігання. Після обробки соняшниковий гранульований шрот повинен містити 3-3,5% ліпідів і 9-11% вологи.