|
|
|
Проектирование системы очистки воздуха при производстве растительного масла из семян подсолнечникаПроектирование системы очистки воздуха при производстве растительного масла из семян подсолнечника41 СОДЕРЖАНИЕ
Контроль загрязнения атмосферы на территории России осуществляется почти в 350 городах. Система наблюдения включает 1200 станций и охватывает почти все города с населением более 100 тыс. жителей и города с крупными промышленными предприятиями. Средства защиты атмосферы должны ограничивать наличие вредных веществ в воздухе среды обитания человека на уровне не выше ПДК. Соблюдение этого требования достигается локализацией вредных веществ в месте их образования, отводом из помещения или от оборудования и рассеиванием в атмосфере. Если при этом концентрации вредных веществ в атмосфере превышают ПДК, то применяют очистку выбросов от вредных веществ в аппаратах очистки, установленных в выпускной системе. Наиболее распространены вентиляционные, технологические и транспортные выпускные системы. На практике реализуются следующие варианты защиты атмосферного воздуха: -вывод токсичных веществ из помещений общеобменной вентиляцией; -локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах и его возврат в производственное или бытовое помещение, если воздух после очистки в аппарате соответствует нормативным требованиям к приточному воздуху; -локализация токсичных веществ в зоне их образования местной вентиляцией, очистка загрязненного воздуха в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; -очистка технологических газовых выбросов в специальных аппаратах, выброс и рассеивание в атмосфере; в ряде случаев перед выбросом отходящие газы разбавляют атмосферным воздухом; -очистка отработавших газов энергоустановок, например, двигателей внутреннего сгорания в специальных агрегатах, и выброс в атмосферу или производственную зону (рудники, карьеры, складские помещения и т. п.) Для соблюдения ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест устанавливают предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ из систем вытяжной вентиляции, различных технологических и энергетических установок. Аппараты очистки вентиляционных и технологических выбросов в атмосферу делятся на: пылеуловители (сухие, электрические, фильтры, мокрые); туманоуловители (низкоскоростные и высокоскоростные); аппараты для улавливания паров и газов (абсорбционные, хемосорбционные, адсорбционные и нейтрализаторы); аппараты многоступенчатой очистки (уловители пыли и газов, уловители туманов и твердых примесей, многоступенчатые пылеуловители). Их работа характеризуется рядом параметров. Основными из них являются активность очистки, гидравлическое сопротивление и потребляемая мощность Широкое применение для очистки газов от частиц получили сухие пылеуловители - фильтры различных типов. 1. ПОЛУЧЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ1.1 СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И ЕГО ХРАНЕНИЕВсе культуры, которые являются сырьем для маслодобывающей промышленности, можно разделить на две группы: масличные растения, которые выращивают для получения растительного масла, и растения, которые служат для получения других продуктов, затем получают уже масла. К первой группе относятся подсолнечник, клещевина, рапс.Вторая группа включает: 1) прядильно-масличные растения (хлопчатник, лен, конопля), которые выращивают для получения волокна; 2) белково-масличные растения (соя и арахис); 3) пряно-масличные растения (горчица); 4) эфиромасличные растения, из которых первоначально выделяют эфирное масло (кориандр); 5) маслосодержащие отходы (зародыши зерновых культур, виноградные семена, плодовые косточки и др.). Основное количество растительных масел в России получают из семян подсолнечника, хлопчатника, льна, сои, клещевины.В зависимости от содержания жира в ядре все масличные культуры подразделяются на три группы: низкомасличные с содержанием жира 15--35% (например, соя); среднемасличные содержанием жира 35--55% (хлопчатник); высокомасличные содержанием жира 55% и выше (подсолнечник, арахис, лён, подсолнечник. Подсолнечник является основным масличным растением в нашей стране. Это высокоурожайная культура, при годная для механизированного возделывания и уборки. Плод подсолнечника -- семянка -- содержит более 50% масла. Оболочка--лузга--составляет 19--26% от массы семянок. В процессе технологической переработки лузгу отделяют от ядра, в результате чего масличность повышается до 64--66%.Хлопчатник. Эту культуру выращивают для получения хлопкового волокна. Плод хлопчатника -- коробочка. После отделения волокна семена хлопчатника поступают на маслозаводы. Масличность семян составляет 22--26%, содержание оболочки 28--54%. При подготовке к извлечению масла оболочку отделяют от ядра, масличность которого равна 37--40%.Сырое хлопковое масло содержит токсичный пигмент госсипол, придающий маслу темный цвет. Для удаления госсипола масло подвергают рафинации. В хлопковом масле имеется 20-- 22% пальмитиновой кислоты, поэтому оно мутнеет при температурах ниже 10 °С. Твердую фракцию хлопкового масла -- хлопковый пальмитин -- выделяют путем вымораживания и используют в производстве маргарина. Хлопковое масло после вымораживания не мутнеет даже при 0°С.Соя. Соя относится к белково-масличным культурам. Плод сои -- боб, содержащий 2--3 семени. Масличность семян сои19--22%, содержание белковых веществ около 40%, оболочки --5--10%. .Лен. Лен используют для получения волокна и технического масла. Плод льна -- коробочка -- содержит от 1 до 10 семян. Масличность семян 40--48%. Оболочка при переработке семян льна не отделяется.Арахис. Плод арахиса -- боб, содержащий одно или два семени. Масличность семян 40,2--60,7%, содержание белка 20-- 37,2%. Белковые вещества семян арахиса хорошо усваиваются организмом человека.Хранение масличных семян. Семена масличных культур хранят на предприятиях до переработки, создавая наиболее благоприятные условия для поддержания их высокого качества и предотвращения порчи.В поступающих на заводы семенах активно происходят жизненные процессы, которые продолжаются и при хранении семян на заводах. Важнейшим процессом жизнедеятельности семян является дыхание. Интенсивность дыхания характеризует стойкость семян при хранении. Дыхание сопровождается распадом органических веществ семян -- жиров, белков и углеводов с выделением диоксида углерода, воды и теплоты. Для лучшего сохранения качества семян при длительном хранении создают условия, при которых интенсивность биохимических процессов, в том числе дыхания, минимальна. Основными факторами, влияющими на интенсивность дыхания, являются влажность и температура, а также наличие доступа воздуха к хранящимся семенам.Хранение семян с влажностью больше критической для данной масличной культуры приводит к резкому усилению дыхания и глубоким изменениям веществ семян, что делает невозможным их дальнейшую переработку. Повышение температуры массы семян при хранении способствует усилению дыхания, а в совокупности с высокой влажностью приводит к их быстрой порче. Наличие доступа воздуха к семенной массе в условиях высокой влажности и температуры также ухудшает их качество при хранении.При хранении масличных семян необходимо учитывать жизнедеятельность микроорганизмов, которые всегда присутствуют на поверхности семян. Если масса семян содержит большое количество микроорганизмов, то при высокой влажности и температуре они активно развиваются, в первую очередь микроскопические грибы (плесени). Поскольку при интенсификации процесса дыхания семян и активизации действия микроорганизмов выделяется теплота, то может произойти самосогревание семян, что еще быстрее приводит к их порче.Для обеспечения хорошей сохранности масличных семян применяют следующие режимы: 1) хранение семян при влажности на 2--3% ниже критической; 2) хранение в охлажденном состоянии; 3) хранение без доступа воздуха. Можно сочетать несколько режимов (например, хранение сухих семян при низких температурах и др.).Создание оптимальных режимов хранения позволяет резко замедлить или полностью прекратить все биохимические процессы в семенной массе. Поддержание требуемых режимов хранения дает возможность избежать потерь и максимально сохранить качество масла. 1.2 ПОДГОТОВКА МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН К ИЗВЛЕЧЕНИЮ МАСЛАПодготовка масличных семян заключается в очистке их от всех видов примесей и его сушке.Очистка семян от примесей. Наличие примесей ухудшает свойства масличных семян при хранении и переработке. Переработка засоренного сырья приводит к снижению качества получаемого масла, при этом возрастают потери масла, увеличивается износ и количество поломок технологического оборудования, ухудшаются свойства обезжиренных остатков -- жмыхов и шротов. Примеси являются также источником микроорганизмов, что вызывает порчу семян при храненииПоэтому перед переработкой масличные семена очищают от сорных, масличных и металлических примесей. К примесям относятся оболочки, остатки листьев и стеблей, песок, земля, камни, семена дикорастущих культурных растений, поврежденные семена основной культуры.Способы и методы очистки, а также соответствующее оборудование основаны на отличии примесей от масличных семян по размерам, форме, аэродинамическим и магнитным свойствам. При отделении примесей от семян, отличающихся от основной культуры по размерам, используют ситовое сепарирование. Массу семян с сорными примесями подают на сита с крупными ячейками, на которых задерживается крупный сор. Семена с более мелкими примесями попадают на сита с меньшими ячейками, через которые проходят мелкие примеси, а очищенные семена остаются на ситах. Для просеивания необходимо, чтобы сита совершали возвратно-поступательное или круговое движение, либо вибрировали.Для удаления примесей близких к масличным семенам по размеру, но отличающихся по плотности, применяют воздушное сепарирование. При пропускании воздуха через семенную массу происходит ее разделение в зависимости от аэродинамических свойств компонентов: более легкие примеси и семена уносятся током воздуха. Снижая скорость воздушного потока, можно отделять и более легкие примеси.Удаление ферропримесей осуществляется при магнитном сепарировании, когда семенная масса непрерывно движется через сепараторы с постоянными магнитами или через электромагнитные сепараторы.В промышленности для очистки масличных семян от примесей в основном используют высокоэффективные комбинированные очистительные машины. Наиболее распространены воздушно-ситовые сепараторы, в которых семена для отделения примесей просеивают через сита с подобранными размерами ячеек, а на входе и выходе из сепаратора семена продувают воздухом, уносящим легкие примеси. На выходе из сепаратора установлен постоянный магнит, улавливающий ферропримеси.Для создания однородных условий при хранении и переработке масличных семян проводят разделение семян по размерам на две фракции: мелкую и крупную. Мелкую фракцию, которая включает незрелые, щуплые семена, сразу направляют на переработку. Семена крупной фракции более устойчивы при хранении, содержат масло лучшего качества. Фракционирование семян осуществляют на сепараторах или калибровочных машинах.Кондиционирование масличных семян по влажности. В процессе технологической переработки семян большое значение имеет соотношение влажности оболочек и ядра. Для эффективного разрушения оболочки семян с наименьшим повреждением ядра влажность оболочки должна быть меньше влажности ядра.Кондиционирование (снижение влажности) семян достигается путем высушивания. Для этого используется тепловая сушка смесью дымовых газов и воздуха. Сушка производится в сушилках разных конструкций при строгом соблюдении режимов. На предприятиях масложировой промышленности используются стационарные сушильные установки: шахтные, барабанные, газовые рециркуляционные, с «кипящим» слоем семян и др. Сушилки состоят из сушильной и охладительной камер. Высушенные семена должны быть охлаждены до температуры, превышающей температуру наружного воздуха не более чем на 5 С. Влажность семян хлопчатника, поступающих на предприятия Средней Азии, в ряде случаев составляет 5--7% и является благоприятной для хранения семян. Однако переработка семян с такой низкой влажностью приводит к чрезмерному измельчению оболочки, ядра, увеличиваются потери масла с шелухой. В этом случае, кондиционирование заключается в увеличении влажности семян до 10--11% с использованием специального увлажнителя.Обрушивание масличных семян и отделение оболочки. Семена основных масличных культур имеют твердую оболочку, которую следует отделять перед извлечением масла. Это возможно, если семенная оболочка не срастается с ядром (например, семена подсолнечника, хлопчатника, клещевины, сои, арахиса и других культур перерабатывают с отделением оболочки). В семенах льна, рапса и других оболочка прочно срастается с ядром, поэтому эти культуры перерабатывают без отделения оболочки.Отделение оболочек от ядра масличных семян улучшает качество получаемого масла, при этом увеличивается производительность технологического оборудования, снижаются потери масла, повышается пищевая и кормовая ценность жмыха и шрота.Процесс отделения оболочки состоит из двух операций: разрушения оболочек семян (обрушивание) и последующего отделения их от ядра. В результате обрушивания получают смесь, называемую рушанкой, которая состоит из целого ядра, оболочки, частиц ядра (сечки), масличной пыли, целых и не полностью обрушенных семян (недоруша). Наличие в рушанке сечки и масличной пыли увеличивает потери масла с отделяемой оболочкой. После отделения от ядра недоруш направляют на повторное обрушивание. Большое влияние на состав рушанки может оказать влажность масличных семян. Оболочка семян должна иметь меньшую влажность, чем ядро, тогда сухая и хрупкая оболочка легче раскалывается, а пластичное ядро остается целым, меньше образуется масличной пыли, Рушанка однородного состава может быть получена только при переработке одинаковых по размеру семян.Для обрушивания масличных семян применяют различные способы в зависимости от свойств оболочек и ядер. Так, обрушивание семян подсолнечника основано на ударном действии, которое раскалывает хрупкую оболочку. Для этого используют бичевые семенорушки с многократным ударом, а также центробежные семенорушки с однократным ударом. Лучше обрушивать семена подсолнечника на центробежных семенорушках, после которых получается рушанка с меньшими количествами масличной пыли, недоруша и сечки. Хлопковые семена имеют прочную эластичную оболочку, облегающую ядро. Поэтому оболочку разрушают разрезанием или скалыванием с помощью дисковых или ножевых шелушителей.Для разделения рушанки на фракции и отделения оболочки от ядра используется сепарирование. С этой целью широко применяются аспирационные семеновейки, разделяющие компоненты рушанки по размерам и аэродинамическим свойствам. Аспирационная семеновейка состоит из рассева и аспирационной камеры. Рушанка поступает в рассев, где при помощи трехъярусных сит разделяется на семь фракций. Затем каждая фракция, кроме масличной пыли, проходит через отдельный канал аспирационной камеры, где отделяется от оболочки. После разделения рушанки получают очищенное ядро, к нему присоединяют масличную пыль. Недоруш подают на повторное обрушивание. Перевей, содержащий оболочки и осколки ядра, снова направляют на вейку.Очищенное ядро, предназначенное для прессового способа извлечения масла, должно содержать не более 3% оболочек, для экстракционного способа -- не более 8%. Масличность отделенной оболочки не должна быть более чем на 0.5% выше ботанической.Измельчение масличных семян и ядра. Масло содержится в клетках семян или ядер, поэтому для извлечения масла необходимо разрушить клеточную структуру масличного материала. В результате измельчения образуется масличный материал новой структуры -- мятка. Мятка имеет развитую поверхность, содержит преимущественно разрушенные клетки, масло из которых высвобождается и удерживается на поверхности частиц мятки. Часть масла остается внутри неразрушенных клеток. Хорошо измельченная мятка не должна содержать растительных клеток.Задачей измельчения является максимальное разрушение клеток и получение однородных частиц оптимального размера для дальнейшей переработки. На структуру образующейся мятки влияет влажность семян или ядер, поступающих на измельчение. Сухие семена более хрупкие и при измельчении из них образуется много очень мелких частиц, ухудшающих свойства мятки в процессе ее технологической переработки. Семена с большей влажностью более пластичные, и из них получается мятка однородной рыхлой структуры. Ядро семян подсолнечника должно иметь влажность в пределах 5,5--6%.Качество измельчения (помола) определяется проходом частиц мятки через сито с размером ячеек 1 мм и для подсолнечника проход должен быть не менее 60%. Для измельчения масличного материала применяют вальцовые станки, наиболее часто пятивалковые станки ВС-5 с вертикальным расположением валков. Два верхние валка рифленые, три нижние --гладкие, валки свободно опираются друг на друга. Масличный материал подается на верхний валок и, последовательно проходя между валками, измельчается и изменяет свою структуру под действием удара, скалывания, раздавливания и истирания. При этом происходит разрушение до 70--80% клеток масличного материала и деформация неразрушенных клеток.Наличие оболочек, имеющих большую прочность, ухудшает свойства получаемой мятки. Лузжистость ядра, поступающего на измельчение, должна быть в пределах 3--8%. 1.3 ИЗВЛЕЧЕНИЕ МАСЛА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯИзвлечение масла из растительного сырья осуществляется в настоящее время двумя принципиально различными способами: прессованием и экстракцией. Прессование представляет собой механический отжим масла на шнековых прессах. Прессование может быть однократное и двукратное -- с предварительным и окончательным отжимом масла.Метод экстракции основан на растворении масла в легколетучих органических растворителях и используется для прямой экстракции и для экстракции с однократным предварительным отжимом масла на шнековых прессах.Прессовый способ извлечения маслаПри переработке высокомасличных семян применяется двукратное прессование. Этот процесс включает предварительный съем основного количества масла на шнековых прессах и окончательное извлечение масла на прессах высокого давления. Предварительному извлечению масла предшествует стадия влаготепловой обработки мятки.Влаготепловая обработка мяткиЭто стадия гидротермической обработки мятки, она способствует ослаблению связей масла с частицами мятки, что облегчает отделение масла при прессовании. Обработанная мятка называется мезгой и имеет другую структуру.Влаготепловая обработка заключается в жарении мятки и проходит в два этапа. На первом этапе доводят влажность мят ки из семян подсолнечника до 8-- 9% и температуру -- до 60°С. При этом происходит поглощение воды частицами мятки, что вызывает их набухание и увеличение пластичности. Связь масла с набухшими частицами мятки ослабевает, масло вытесняется на поверхность мятки, его вязкость заметно снижается. На втором этапе мятку высушивают при температуре 105°С и доводят влажность мезги из семян подсол-печника до 5--6%. На этой стадии происходит денатурация белковых веществ, снижаются пластические свойства мезги. Она приобретает более жесткую структуру, обеспечивающую оптимальный отжим масла. Мезга, поступающая на прессование, должна иметь определенные упруго-пластичные свойства, температуру и влажность. Как понижение, так и превышение влажности мезги по сравнению с оптимальной приводит к уменьшению съема масла, повышает содержание масла в жмыхе.Влаготепловую обработку мятки проводят в жаровнях трех типов: чанных, шнековых и барабанных. Преимущественно применяются вертикальные шестичанные жаровни в комплекте со шнековыми прессами. Процесс приготовления мезги в шестичанной жаровне продолжается 45--50 мин.При влаготепловой обработке мятки из семян хлопчатника создают условия для перевода ядовитого пигмента госипола в физиологически неактивную форму. Этому способствует повышенная влажность и температура мятки, а также определенная продолжительность жарения. Режим жарения мятки из семян хлопчатника следующий: на первом этапе доводят влажность до 11,5--13,5% при температуре до 70--80 °С. на втором высушивают до влажности 4,5--5,5% при температуре 105--110°С.Предварительное извлечение маслаДля предварительного отжима масла применяют шнековые прессы, называемые форпрессами. Рабочими органами шнекового пресса являются разъемный ступенчатый цилиндр и расположенный внутри него шнековый вал. Поверхность цилиндра состоит из стальных пластин и имеет продольные щели для стока масла, в которые не проходят частички мезги.Подготовленная мезга поступает в ступенчатый барабан пресса, захватывается витками шнекового вала и перемещается к выходу из пресса. При движении по барабану пресса происходит сжатие мезги, от нее отделяется масло, а твердые частицы мезги спрессовываются и образуют жмых. Давление на масличный материал возрастает при его продвижении вдоль оси вала за счет уменьшения шага витков шнекового вала и сужения свободного пространства между телом шнекового вала и внутренней поверхностью ступенчатого барабана. Для повышения давления на выходе из пресса устанавливают устройство для регулирования толщины слоя выходящего жмыха. На форпрессах можно отделить 60--85% масла. Масличность жмыха, выходящего из форпресса, составляет до 18%.Подготовка масличного материала к окончательному прессованию. Окончательное извлечение масла прессовым способом осуществляют из мезги, которую получают из форпрессового жмыха. Форпрессовый жмых измельчают и проводят его влаготепловую обработку.Грубое измельчение форпрессового жмыха вначале проводят на дисковых или молотковых дробилках. После грубого помола жмых подвергается тонкому однородному измельчению на вальцовых станках. Проход частиц жмыха через сито с размером ячеек 1 мм должен быть не менее 80%.Влаготепловую обработку жмыха осуществляют в более жестком режиме, чтобы получить мезгу с хорошими пластическими свойствами, обеспечивающими эффективное отделение масла при окончательном прессовании. Измельченный жмых увлажняют до 8--9%, затем пропаривают до температуры 115-- 120 °С и влажности 2,5--3,2%- Мезга из семян хлопчатника высушивается до влажности 3--4% и при температуре 110--115°С.Окончательное извлечение масла и его первичная очисткаМезга из форпрессового жмыха подается для окончательного извлечения масла на шнековые прессы.Прессы глубокого съема масла (экспеллеры) характеризуются меньшей производительностью, чем форпрессы, но степень сжатия масличного материала в них значительно выше. Получаемый экспеллерный жмых должен содержать не более 6% масла. Оставшееся в жмыхе масло находится в неразрушенных клетках масличного материала, а также учитывается на поверхности частиц жмыха.Сразу после получения масла проводят его первичную очистку, при этом удаляют механические примеси, которые попадают в масло при прессовании. Механические примеси представляют собой мелкие частицы масличного материала, обрывки мезги находящиеся в масле во взвешенном состоянии. Хранение масла, содержащего твердые примеси, неизбежно приведет к ухудшению его качества в результате интенсивных химических и биохимических процессов. Поэтому первичная очистка является обязательной технологической стадией получения растительных масел прессовым способом.Для удаления механических примесей используют способы отстаивания, центрифугирования и фильтрования. При отстаивании из масла удаляются крупные взвеси; осуществляют отстаивание в гущеловушках. Фильтрование широко используют для удаления тонкодисперсных частиц, для этого служат фильтрпрессы. В качестве фильтрующих материалов применяют ткани: бельтинг, миткаль, лавсан, капрон и др. Центрифугирование для отделения крупных и мелких взвешенных частиц проводит на сепараторах и центрифугах.Страницы: 1, 2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |
||
