Курсовая работа Технологии переработки рапса

АННОТАЦИЯ

Цель данного курсового проекта состоит в описании и рассмотрении технологии переработки рапса.

Курсовой проект состоит из графической части и пояснительной записки. Графическая часть представляет собой чертежи, выполненные на 3 листах формата А1. Пояснительная записка включает в себя следующие разделы: введение, современное состояние технологии, технологическую часть (характеристика сырья, характеристика получаемого продукта, характеристика вспомогательных материалов, существующая технология, аппаратурно – технологическая схема, подбор технологического оборудования), заключение, список литературы.

В разделе современное состояние технологии приведено описание современных методов технологии переработки рапса с целью получения продуктов переработки.

Технологическая часть включает в себя характеристику сырья рапса, готового продукта (масла рапса) и вспомогательных материалов. Так же представлены существующая технология и подбор технологического оборудования.

Заключение и список литературы являются заключительными разделами курсового проекта.

АНОТАЦІЯ

Метою даного курсового проекту є опис технології переробки рапсу.

Курсовий проект включає графічну частину та пояснювальну записку.

Графічна частина представляє собою креслення, на 3 листах формату А1. Пояснювальна записка включає наступні розділи: введення, сучасний стан

Технології, технологічну частину, заключення та список літератури.

У розділі сучасний стан технології преведен опис сучасних методів технології переробки рапсу з метою отримання продуктiв переробки.

Технологічна частина включає в себе характеристику сировини рапсу, готового продукту (олії) і допоміжних матеріалів. Також описані існуюча технологія та підбір технологічного обладнання.

Заключення та список літератури є останніми розділами курсового проекту.

THE ABSTRACT

The purpose of the given academic year project consists in the description and consideration of technology of processing рапса.

The academic year project consists of a graphic part and an explanatory note. The graphic part represents the drawings executed on 3 sheets of format А1. The explanatory note includes following sections: introduction, a modern condition of technology, a technological part (the raw materials characteristic, the characteristic of a received product, the characteristic of the auxiliary materials, existing technology, it is hardware - the technological scheme, process equipment selection), the conclusion, the literature list.

In section the modern condition of technology is resulted the description of modern methods of technology of processing рапса for the purpose of reception of products of processing.

The technological part includes the raw materials characteristic рапса, a ready product (oil рапса) and auxiliary materials. As the existing technology and process equipment selection are presented.

The conclusion and the literature list are final sections of an academic year project

2. ВВЕДЕНИЕ

Растительные жирные масла широко распространены в тканях растений. По современным представлениям, липиды являются обязательным компонентом живых клеток, хотя большинство растений накапливает сравнительно немного масла. Наряду с этим в настоящее время известно несколько сот растений, у которых в тканях отдельных органов — плодов, семян, корневищ, коры, спор и пыльцы — откладываются в запас значительные количества жирных масел. У некоторых растений в семенах содержание липидов составляет до 50— 70% от их массы. Наибольшее количество запасных липидов, возможное для данного вида растений, обычно сосредоточено в семенах, в их активной ткани — зародыше семян и эндоспер­ме, в то время как другие органы растений относительно бед­ны липидами.

Высокая концентрация липидов в отдельных органах рас­тений позволила уже давно использовать их для промышлен­ного получения растительных масел. Группа растений различ­ных ботанических семейств, родов и видов, обладающих спо­собностью концентрировать в своих органах большие количе­ства масел, получила название масличной. Масличными по­этому называют такие растения, в семенах или плодах кото­рых жирные масла накапливаются в количествах, экономиче­ски оправдывающих их промышленное использование.

История развития технологии получения растительных масел имеет длительный период развития.

В глубокой древности для извлечения масла из масличного сырья применяли камни и чаши. Для получения оливкового и пальмового масла из плодов требовалось очень малое внешнее давление. В III - II вв. до н. э.

Появились оливковый пресс и оливковый бегун (для измельчения). Рычажный пресс приводился в действие грузом. На Руси аналогичные устройства имели винтовой привод рычага.

Для переработки масличных материалов, требующих для отжима масла больших давлений и содержащих меньше масла, потребовалась более совершенная техника. Около 1600г. в Европе появились клиновые пресса (клинья забивали, отсюда термин, маслобойное производство). В 1750 году изобретен вальцевой станок. В 1795 году в Англии изобретен гидравлический пресс с ручным приводом, и в 1818 году он был использован в производстве растительных масел с подготовкой материала на шнековых жаровнях, а в 1870 году - с паровой жаровней. В 1819 году появился гидравлический насос и в 1834 г. Гидравлический грузовой аккумулятор для сглаживания толчковой напорной жидкости.

Вспомогательное оборудование - вальцы, гидронасосы, аккумуляторы, жаровни и прочее - мало изменились в следующее столетие, в то время как основное оборудование - пресса - менялись существенно. В 1880 г. в США стали применять этажные пресса. В 1932 г. Появились закрытые зеерные пресса.

Все виды гидравлических прессов имели много недостатков: периодичность действия; большой расход прессового сукна; сложность

Гидравлической напорной системы; большие потери масла со жмыхом; антисанитарные, тяжелые условия труда.

Непрерывно действующие пресса со шнековым рабочим органом разработаны в начале века Андерсеном. Принцип действия и основные узлы пресса сохранены и в современных конструкциях. Основной недостаток прессового способа - высокая масличность жмыхов, и соответственно, большие потери масла.

По мере развития техники и технологии извлечения масел из растительных тканей группа масличных растений непре­рывно расширяется. С каждым годом она все больше попол­няется растениями со сравнительно невысоким содержанием масла в их тканях и органах. Если сравнительно недавно была экономически оправдана промышленная переработка только семян, содержание масла в которых составляло не менее 74 их массы, то в настоящее время промышленность ус­пешно перерабатывает растительное масличное. В группу масличных включе­но в настоящее время более 100 растений.

Современные методы исследования позволяют обнаружить в семенах и плодах огромное количество биологически актив­ных веществ, взаимодействующих в стройной системе. Управ­ление этой системой осуществляется ферментным комплексом семян в зависимости от характера внутренних процессов и ус­ловий окружающей среды.

Наибольший практический интерес представляют расти­тельные жирные масла и пищевые растительные белки, со­держащиеся в семенах и определяющие основное направление промышленного использования семян масличных растений.

Растительные жирные масла имеют большое народнохозяй­ственное значение. Наряду с другими компонентами пищевые растительные масла составляют основу рационального питания человека, а технические растительные масла широко приме­няются почти во всех областях народного хозяйства.

Плодовая и семенная оболочки масличных семян являются - сырьем для гидролизного производства, а также могут слу­жить перспективным источником для получения растительных восков и других химических продуктов.

Исключительно ценный химический состав масличных се­мян создает большие возможности для комплексного исполь­зования растительного масличного сырья в промышленности.

Главными масличными растениями, используемыми в миро­вом производстве для получения пищевых масел являются, соя, подсолнечник, арахис, хлопчатник, пальма, рапс, маслина, кунжут, горчица, мак, грецкий орех и некоторые другие. Для технических целей применяют масло тунга, клещевины, перил­лы, ляллеманции, льна, конопли. Роль и значение каждого из масличных растений в разных странах различны.

Мировое производство растительного масличного сырья для получения пищевых масел (в тыс. т)

Всего 139 086 Оливы 8630

Соя 63 660 Рапс 7299

Хлопчатник 24 130 Копра 4150

Арахис 18 050 Пальмовые ядра 2580

Подсолнечник 10 587

Одной из перспективных культур для выращивания и переработки является рапс.

Рапс (Br. olifera) высевают главным образом на Украине. Стручок у рапса длиной 5—10 см.

По ГОСТ 10583—76 семена рапса как промышленное сырье делят на два типа: тип I — семена озимого рапса; тип II — се­мена ярового рапса.

Основными тенденциями технического прогресса в производстве растительных масел являются: комплексное использование масличного сырья; повышение производительности труда; рост единичной мощности оборудования, укорочение технологической цепочки и совмещение процессов.

В настоящее время получают развитие следующие направления совершенствования техники производства растительных масел:

- переход к высокоинтенсивным процессам;

- снижение энергопотребления и водопотребления;

- внедрение АСУТП и оптимизации технологических процессов;

- комплексное снижение трудоемкости всех процессов, включая и ремонтные, повышение производительности труда;

- акциализация и унификация оборудования.

На современном этапе развития экономики страны, характеризуемом переходом к рыночным отношениям, для крупных и мелких (фермерских) производителей сельскохозяйственного сырья оказалось экономически выгодным создание перерабатывающих производств малой мощности. Выход на рынок с продукцией переработки даст хозяйствам производителям больше прибыли, позволит обеспечить собственные потребности, создать дополнительные рабочие места, использовать отходы непосредственно в

Сельском хозяйстве (например, в животноводстве), уменьшить транспортные расходы при выходе переработанной продукции, чем необработанного сырья.

Условия, в которых должны работать заводы малой мощности, влияют на технические решения. Общим для отечественного опыта создания маслозаводов малой мощности является использование прессового способа производства (за рубежом, в частности в Японии, имеется предложение применить для создания маслозавода малой мощности экстракционный способ в батарейном исполнении). Практика свидетельствует, что к настоящему времени сложилось несколько подходов технического оформления прессового способа для маслозаводов малой мощности.

Растительные масла - сложные смеси органических веществ - липидов, выделяемых из тканей растений. В состав нерафинированного масла входят триглицериды жирных кислот, воски, фосфолипиды и циклические липиды.

3. Современное состояние технологии

Современная технология получения растительных масел включает разнохарактерные воздействия на перерабатываемое масличное сырье. Значительное место в технологи занимают механические процессы. Такие процессы, как очистка семян от примесей, разрушение и отделение плодовых и семенных оболочек от зародыша и эндосперма — ядра, измельчение ядра и промежуточных продуктов его переработки, являются преимущественно механическими, подготавливающими материал к интенсивным физико-химическим превращениям.

Очень важное место в технологии занимают диффузионные и диффузионно-тепловые процессы — кондиционирование семян по влажности, влаготепловая обработка мятки (жарение мезги), экстракция органическими растворителями, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота, а также гидромеханические процессы — прессование мезги на шнековых прессах, отстаивание и фильтрация масла. Наконец, в последние годы получили применение ферментативные процессы. При обработке мятки препаратами ферментов достигается более глубокое извлечение масла из семян при мягких условиях обезжиривания.

Даже при оптимальном ведении технологии не удается избежать нежелательных химических и биохимических процессов. В маслосодержащем материале происходят гидролиз и окисление липидов и входящих в их состав ненасыщенных жирных кислот. Окисление жирных кислот в хранящихся масличных семенах при их термической обработке и в готовом масле относится к числу сложных многоступенчатых процессов. Оно начинается с атаки кислородом метиленовой группы в молекуле жирной кислоты, которая находится в положении к двойной связи. Окисление протекает по свободно-радикальному механизму. Причиной возникновения свободных радикалов могут служить

Сами молекулы кислорода; процесс инициируется ионами металлов переменной валентности, дейст­вием теплоты, лучистой энергии и т. д.

При переработке масличного сырья, не требующего предваритель­ного отделения покровных тканей, операции обрушивания и отделения оболочки исключаются (например, при переработке семян льна и рапса).

Механический способ получения масла путем прессования масличного материала, прошедшего предварительную подготовку распространен практически повсеместно не только на прессовых маслозаводах, но и на маслоэкстракционных заводах, где основной остается технологическая схема форпрессования - экстракция (при этом получают до 75% прессового масла).

В настоящее время применяется только непрерывный способ прессования на шнековых прессах.

Различают шнековые прессы для предварительного съема масла (формпрессы) и для окончательного съема масла (экспеллеры). Главное их отличие в конструкции главного рабочего органа шнекового пресса-шнекового вала, который собран из отдельных витков, насаживаемых на общий вал.

Для формпрессов характерно уменьшение числа витков от начала к концу вала, при этом в некоторых случаях диаметр тела витков изменяется в значительно меньшей степени. Учитывая, что различия между прессами для предварительного и окончательного прессования заключается в основном наборе витков шнекового вала, в настоящее время выпускают прессы (в частности, ЕТЛ-20) с двумя соответствующими наборами витков, что позволяет прессу работать в обоих режимах. Принцип работы шнекового пресса остается общим. При вращении шнекового вала, помещенного в зеерный барабан, т. е. барабан, собранный из пластин (называемых зеерными) с малыми зазорами между ними, происходит транспортировка прессуемого материала от места загрузки к выходу. В результате уменьшения свободного объема витков по ходу движения материала, вследствие уменьшения шага и увеличения диаметра тела витка от начала к концу шнекового вала, материал подвергается сжатию. При этом в материале возникает давление, которое отжимает масло от мезги.

Масло проходит через зазоры в зеерном барабане и собирается в поддоне. Отжатый масличный материал (называемый жмыхом) на выходе из зеерного барабана встречается с устройством, регулирующим толщину выходной щели и, тем самым противодавление во всем шнековом тракте пресса.

После подготовительного цеха измельченное ядро-мятка поступает в прессовой цех для получения масла.

Масло в мятке находиться в связанном состоянии, и, как показывают последние исследования, эта связь масла с нежировым комплексом ядра проявляется в наличии поверхностного масла, капиллярного масла и в не разрушенных клетках.

Силы, удерживающие масло в той или иной форме связи различны, по величине, но достаточно прочно удерживают его. Это подтверждается тем, что при прессовании холодной, неподготовленной мятки в прессах получается малый выход масла. Задача подготовить мятку перед прессованием заключается в том, чтобы ослабить силы, удерживающие масло в мятке, и тем самым облегчить его выход при прессовании. Это достигается увлажнением мятки.

Однако увлажненная мятка становиться очень пластичной, и поэтому при прессовании из нее плохо отделяется масло: мятка легко "выползает" через щели. Для придания ей определенных упругих свойств из мятки удаляют влагу, достигается ее сушкой.

Таким образом, заключительным этапом процесса подготовки мятки (процесса жарения) состоит из двух этапов: увлажнения и сушки.

Жарение мезги проводиться непосредственно в жаровнях, так и последовательно, сначала в пропарочно-увлажнительный (шнеках), а затем собственно в жаровнях.

Для использования всей мощности прессов МП - 21 по производительности и по глубине отжима масла без ухудшения качества последнего необходимо:

- поддерживать непрерывное и равномерное поступление мятки в жаровню;

- обеспечивать непрерывное и равномерное поступление мезги в прессы, для чего следить за постоянным питанием и заполнением зеерных камер, руководствуясь характером и выходом отпрессованной ракушки;

- следить за тем, чтобы жмых по выходе из прессов был плотный, без жмыховой мелочи и со стороны, обращенной к прессубщему валу, имел гладкую поверхность, а со стороны зеера слегка пористую;

- следить за нормальным охлаждением зеерных цилиндров.

Вместе с маслом из пресса выходит некоторое количество твердой фазы в виде дисперсных частиц, которое называется осыпью. Это обуславливает необходимость очистки прессового масла от механических примесей.

Очистку масла проводят в 2 стадии: на первой методом отстаивания отделяют крупные частицы, для этого применяют гущеловушки, на второй стадии отделяют оставшееся частицы на фильтрах. Полученное масло выводят из цеха.

4. Технологическая часть

4.1 Характеристика сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов

Рапс (Brassica napus olifera) отно­сится к семейству крестоцветных (Cruciferae). Растение однолет­нее, бывает озимым и яровым. Яровой рапс распространен мало, так как дает небольшие урожаи, требует тщательного ухода, пло­дородной почвы, увлажнения и дает менее ценные семена.

Семена рапса — мелкие, неправильной округлой формы, могут иметь серо-черный или черный цвет.

Физико-техническая характеристика семян озимого и ярового рапса приведена в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Физико-техническая характеристика семян озимого и ярового рапса

Средняя химическая характеристика семян рапса представлена табл.4.2.

Таблица 4.2. Средняя химическая характеристика семян рапса

Белковая часть семени имеет следующий состав аминокислот: аланин (3,2—5,0%), аргинин (4,0—6,5%), гистидин (2,6%), гликокол (4,3%), глутаминовая кислота (16,6%), изолейцин (3,7— 4,5%), лейцин (5,8—8,7%), лизин (3,5—5,8%), пролин (до 6,5%), серии (до 3,7%), тирозин (2,3—6,6%), треонин (3,3—4,8%) и др.

По ГОСТ 10583—76 семена рапса как промышленное сырье делят на два типа: тип I — семена озимого рапса; тип II — се­мена ярового рапса. Ко II типу относится также кольза — раз­новидность ярового рапса.

Заготавливаемые семена рапса в зависимости от качества подразделяются на две группы—отвечающие базисным нормам и отвечающие ограничительным нормам, которые представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3. Базисные и ограничительные нормы для семян рапса

Присутствие семян клещевины в семенах рапса недопустимо. По ГОСТу в зависимости от влажности семена рапса под­разделяют на следующие состояния: сухое — при влажности семян до 8% включительно, средней сухости — при влажности более 8 и до 10% включительно, влажное — свыше 10 и 12% включительно, сырое — свыше 12%.

Таблица 4.4. Характеристика типов рапса

В зависимости от содержания сорной и масличной примесей в семенах рапса установлены три состояния: чистое (содержа­ние сорной примеси до 1% включительно, масличной — до 3% включительно); средней чистоты (сорной примеси более 1 до 3% включительно, масличной более 3 до 5% включительно); сорное (сорной примеси более 3%, масличной более 5%).

К сорной примеси в семенах рапса относят:

Весь проход, получаемый при просеивании на сите с отверстиями диа­метром 1 мм;

В сходе с сита:

Минеральная примесь (земля, песок, пыль, камешки):

Органическая примесь (частицы листьев, стеблей стручков);

Семена всех дикорастущих и культурных растений, кроме причисленных к масличной примеси.

Семена, испорченные самосогреванием или сушкой, обуглившиеся, про­гнившие, все с явно испорченным ядром.

К масличной примеси относятся:

Семена культурных растений из семейства Капустных (сурепица, гор­чица и др.);

Семена рапса проросшие, с явными признаками прорастания, повреж­денные самосогреванием и сушкой, заплесневевшие, поджаренные, битые„ все с явно затронутым ядром.

Зрелые семена рапса имеют серовато-черную окраску, недо­зрелые— красновато-коричневую. В семенах рапса содержится 0,10—0,35% аллилового масла.

Физико-механические характеристики семян Украинского озимого рапса представлены в табл. 4.5.

Таблица 4.5. Физико-механические характеристики семян Украинского озимого рапса

На рис. 4.1. показано строение рапсового стебля

Рис. 4.1. Рапс:

А - Семя (увеличено);

Б - Пло­ды - стручки с семенами;

В - Соцветие

Характеристика готового продукта

Масло рапса отличается большим содержанием ненасыщенной эруковой кислоты (до 54%). Для пищевых целей и для производства маргарина желательно иметь масло без эруковой кислоты или с минимальным ее содержанием, в то время как для технических целей желательно высокое ее содержание.

В рапсовом масле содержится более 85% ненасыщенных жирных кислот.

Физико-химические свойства рапсового масла приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6. Физико-химические свойства рапсового масла

Жирнокислотный состав триацилглицеринов масла рапса приведен в табл. 4.7.

Таблица 4.7. Жирнокислотный состав триацилглицеринов масла рапса

Рапсовое масло находит широкое применение в каучуковой и сталелитейной промышленности.

Химические производные эруковой кислоты известны как эрукамиды, используются для придания свойств эластичности, скользкости полиэтиленовой пленке. Кроме того, эруковую кис­лоту с помощью озона превращают в брассилиновую и пеларгоновую кислоты, которые используются для производства нейлонов, пластификатов, полиамидных смол, модифицированных каучуков, поверхностно-активных веществ, фармацевтических препаратов, ароматических веществ и др.

Жмых и шрот, получаемые из семян рапса, содержат до 37— 40% ценного белка. Рапсовые жмыхи и шроты используют в ка­честве питательных добавок при составлении комбикормов, кото­рые, кроме того, служат богатым источником снабжения скота органическим фосфором и кальцием. Однако использование рап­совых жмыхов и шротов в качестве кормов ограничено ввиду содержания в них некоторого количества глюкозидов горчичного масла.

Семена рапса, заготовляемые государственными организациями и поставляемые для масложировой промышленности, должны со­ответствовать техническим требованиям ГОСТ 10583—63.

По качеству заготовленные семена рапса делятся па две груп­пы: А (базисные кондиции с влажностью не более 12%) и Б (ограничительные кондиции с влажностью не более 15%). Для семян рапса групп А и Б исключаются самосогревание, посторон­ний запах, зараженность амбарными вредителями. На перера­ботку должны поступать семена рапса по качеству не ниже огра­ничительных кондиций.

Семена рапса должны храниться и транспортироваться раз­дельно по типам в условиях, обеспечивающих полную сохранность их от порчи в соответствии с инструкциями, принятыми для заго­товки, хранения и транспортировки.

В состав растительных масел входят 95-98 % триглицеридов, 1-2 % свободных жирных кислот, 1-2 % фосфолипидов, 0,3-0,1 стеаринов, каротиноиды и стеарины.

Приемка масличных семян на производстве регламентируется и производится в соответствии с основными показателями, которые определяются ГОСТом как ограничительные нормы (ГОСТ 5471) - правила приемки.

Контроль за содержанием пестицидов, токсических элементов, микотоксинов и микробиологических показателей осуществляется в соответствии с порядком, установленным производителе продукции по согласованию с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора и гарантирующим безопасность продукции. Ограничительными нормами предусмотрены предельные показатели влажности и засоренности поставляемых семян. Регламентируется также степень или недопустимость зараженности вредителями и примесями других масличных культур. Поставка семян с превышением ограничительных норм приводит к быстрой порче их и требует дополнительных затрат на очистку и сушку.

В таблице 4.8. представлены допустимые уровни ГОСТ 1129-93 С.13

Содержания хлорорганических пестицидов в растительных маслах различного назначения, утвержденные Минздравом Украины.

Таблица 4.8. Допустимые уровни содержания хлорорганических пестицидов в растительных маслах

Допустимые уровни С.14 ГОСТ 1129-93 содержание токсичных элементов (тяжелых металлов и мышьяка) и микотоксинов в растительных маслах для непосредственного употребления в пищу и для переработки на пищевые продукты, а также в семенах подсолнечника для переработки на пищевые продукты, утвержденные Минздравом Украины, представлены в таблице 4.9.

Таблица 4.9. Допустимые уровни С.14 ГОСТ 1129-93 содержание токсичных элементов (тяжелых металлов и мышьяка) и микотоксинов в растительных маслах для непосредственного употребления в пищу.

В состав растительных масел входят 95-98 % триглицеридов, 1-2 % свободных жирных кислот, 1-2 % фосфолипидов, 0,3-0,1 стеаринов, каротиноиды и стеарины.

Характеристика вспомогательных материалов

Вода

Вода потребляется для получения технологического пара, для конденсации паров воды, промывки оборудования и других целей.

Для технологических процессов употребляют воду, соответствующую требованиям действующего стандарта, с общей жесткостью не более 7 мгּэкв/л. Для охлаждения холодильников и промывки оборудования может быть использована вода из открытых водоемов после соответствующей промывки.

Водяной пар.

Водяной пар применяют для производственного процесса (перегонка с водяным паром) эфирномасличного сырья.

Характеристика насыщенного водяного пара, применяемого в масличном производстве, представлена в таблице 4.10.

Таблица 4.10. Основные характеристики насыщенного водяного пара.

В процессе производства применяются как глухой, так и острый пар.

4.2 Существующая технология

Технологическая схема подготовки семян рапса к прессованию

Семена рапса после взвешивания и магнитной сепарации проходят первую очистку в сепараторах, а затем, в зависимости от влажности, производится их сушка в шахтных или барабанных сушилках. Высушенные семена для отделения примесей от обо­лочки пропускают через сухомойки, в качестве которых могут быть использованы бичевые семенорушки. Вторую очистку перед пода­чей в производство производят также в сепараторах. Пройдя затем магнитную защиту, семена для. измельчения подаются на пятивальцовые станки.

Очистка семян

Первую очистку семян перед сушкой производят для удаления металломагнитпых примесей, крупного минерального и органиче­ского сора.

Для первой очистки применяют ситовые сепараторы ЗСМ-10 и др., для удаления металломагнитпых примесей — магнитные се­параторы, установленные после сепараторов.

При первой очистке семян рапса сепаратор должен иметь:

Уклон ситовой рамы, град. 10

Ход ситовой рамы, мм................ 10

Частоту вращения, об/мин

Эксцентрикового вала................ 450

Вентилятора 600

Размеры отверстий плетеных сит, мм

Подситка.............................................. 10x10

Верхнего сита.............................. 4x4, 5x5

Нижнего сита............................. 1х1

Сепаратор, работающий на первой очистке, должен снимать не менее 25% от общего количества сора в семенах при содержа­нии минерального сора до 1%, органического — до 5,0% и не менее 35% при содержании минерального сора более 1,0% и орга­нического более 5,0%.

Вторую очистку производят после сушки для удаления остав­шихся в семенах примесей на сепараторах того же типа, что и на первой очистке. Перед второй очисткой семена рапса жела­тельно пропускать через сухомойку.

Технические условия работы сепараторов те же, что и при пер­вой очистке.

При второй очистке применяют сита с отверстиями следующих размеров, мм:

На подситке...................................... 6x6

На верхнем сите....................... ........................................................ 3x3:4x4

На нижнем сите................................ 1х1

Качественные показатели работы сепараторов па второй очи­стке следующие (при исходном содержании минерального сора до % и органического до 5,0%):

При комбинированной работе с сухомойками съем минераль­ного сора не менее 80%, органического — не менее 25%;

При работе без сухомоек съем минерального сора не менее 0%, органического — не менее 25%.

Сушка семян

При складировании семян на хранение влажность их не должна превышать 8%. Семена в сушилках шахтной системы можно сушить отходящими дымовыми газами котельной при условии пол­ного сгорания топлива или смесью дымовых газов и воздуха. Температура газов, применяемых для сушки семян в сушилках шахтной системы, должна быть приблизительно 120° С.

По окончании сушки семена подвергают обязательному охлаж­дению в специальных охладительных камерах с продувкой холод­ным воздухом.

После охлаждения семена должны иметь температуру не выше 30° С.

Форпрессование

Подготовка мягки (измельчение семян)

Очищенные семена рапса с влажностью до 8% измельчают на пятивальцовых станках через четыре прохода.

Измельченные семена (мятка) должны содержать прохода через одномиллиметровое сито не менее 65—70%.

Не допускается попадание в мятку целых семян.

Подготовка мезги (жарение мятки)

При подготовке мягки к прессованию в жаровнях по общепри­нятому технологическому режиму глюкоз ид рапса глюконопин под влиянием ферментов миросульфатазы и тиоглюкозидазы и воды при температуре 35—60° С расщепляется па глюкозу, кротониловое масло, бисульфат калия и другие вещества, содержащие серу. Указанные вещества, главным образом кротониловое масло, в процессе прессования переходят из гелевой части мятки в масло и при гидрогенизации масла снижают активность катализатора, в результате чего получаемый саломас имеет низкую температуру плавления; кроме того, при расщеплении глюконопина получается трудно рафинирующееся масло.

Чтобы уменьшить скорость гидролиза глюкозида глюконопина и предотвратить переход в масло большого количества веществ, содержащих серу, технологический режим жарения мятки из се­мян рапса рекомендуется производить следующим образом:

1. В пропарочпо-увлажнительном шпеке (инактиваторе) про­изводят быстрое (в течение 30—40 с) нагревание мятки (Для инактивации фермента мирозиназы) пропаркой острым паром Д° температуры 85—90° С (стенки или дно первого чана жаровни в этом случае тоже должны быть прогреты паром давлением 4,5 5,0 кгс/см2).

2. В последующих чанах жаровни мезгу подсушивают в само*

3. пропаривающихся слоях высотой 200—250 мм до 5,0—6,0% и подо­гревают до 100—105° С. При подсушивании мезги отвод пара из жаровни производят с помощью естественной аспирации через вытяжные трубы, не допуская подсоса воздуха в чаны жа­ровни. Два форпресса обслуживаются шестичанной жаровней с поверхностью нагрева 22,8 м2 или пятичанной жаровней с поверхностью нагрева 30 м2. В сутки на 1 т перерабатываемых семян требуется 0,38 м2 поверхности нагрева при давлении глухого пара не менее 4,5—5 кгс/см2.

Форпрессованне мезги

Для использования всей мощности форпресса по произво­дительности и по глубине отжима масла без ухудшения его каче­ства необходимо поддерживать непрерывное и равномерное по­ступление мезги в пресс.

Нормальной считается такая работа форпресса, при которой наибольшее количество масла вытекает в конце первой и второй секций зеера. По направлению к выходу жмыха интенсивность вытекания масла постепенно падает.

Режим и показатели работы форпрессов типа ФП или МП

Следующие:

Зазоры между зеерпыми колосниками, мм

I секция....................... 1,00

II секция......................................... 0,75

III и IV секции 0,50
Нагрузка на приводной электродвигатель,

А (при напряжении 380 В) 25—30

Частота вращения шнекового вала, об/мин 24—25

Толщина жмыховой ракушки, мм 8—10
Масличность жмыха, % при фактической

Влажности...................................... 12-14

Производительность пресса, т/сут семян 32

Окончательное прессование в экспеллерах ЕП

Измельчение форпрессового жмыха

Измельчение форпрессового жмыха производится последова­тельно в лопастных шнеках, дисковых или молотковых дробилках и на пятивальцовых станках через четыре прохода. Верхний валок вальцов должен быть рифленым, а остальные — гладкими, измельченный жмых должен быть однородным и содержать про­йдя через одномиллиметровое сито не менее 80%.

Примечание. Целесообразно дополнительно устанавливать перед пятивальцовыми станками однопарные рифленые вальцовые станки.

Подготовка материала

Измельченный, форпрессовый жмых увлажняют в первом чане жаровни острым паром до влажности 7—8% и затем постепенно подогревают и подсушивают в самопропаривающихся слоях тол­щиной 250—300 мм в последующих чанах жаровни с доведением температуры до 105—110°С и влажности до 4—5%. Отвод излиш­ней влаги из второго и третьего чанов регулируется задвижками вытяжных окон без принудительной аспирации.

Удельная поверхность нагрева жаровни должна составлять 0,5—0,6 м2 на 1 т/сут перерабатываемых семян.

Давление насыщенного зарубашечного пара в жаровне должно быть в пределах - 4,0 кгс/см2.

Прессование

1. Для использования всей мощности экспеллера по произво­дительности и по глубине отжима масла необходимо:

Поддерживать непрерывное и равномерное питание жаровни перерабатываемым материалом с таким расчетом, чтобы, чаны были заполнены не менее чем на 2/3 по высоте;

Поддерживать непрерывное и равномерное питание пресса перерабатываемой мезгой, для чего нужно следить за работой питательного устройства, ориентируясь по характеру и выходу отпрессованной ракушки и показаниям амперметра приводного электродвигателя;

Следить за тем, чтобы жмых по выходе из пресса был плотный, без жмыховой: мелочи и со стороны, обращенной к прессующему шнековому валу, имел гладкую поверхность, а со стороны зеера слегка пористую.

2. Режим и показатели работы пресса ЕП следующие:

Зазоры между зеерными колосниками, мм

I секция........................... .............................................. 0,8

II секция....................................... 0,5

III секция 0,25

IV секция 0,15

Нагрузка на приводной электродвигатель,

А (при напряжении 380 В) 20—22

Частота вращения шнекового вала, об/мин 5—5,5

Толщина, жмыховой ракушки, мм 6—7
Масличность жмыха, % при фактической

Влажности, не выше..................... 5,5

Производительность пресса, т/сут семян 8

3. В период установившейся работы необходимо системати­чески контролировать:

Непрерывность поступления материала в жаровню и пресс;

Подготовку материала в жаровне по показаниям манометров и термометров, а также по влажности поступающей в пресс мезги,

Характер и интенсивность осыпи;

Тщательность очистки наружной поверхности зеерной камеры.

Нормальный ритм работы всех узлов агрегата, следя за тем, что6ы не было несвойственных машине стуков, шума, треска и т. д.

Своевременность смазки и механическую исправность агрегата;

Точное соблюдение режима по уходу за машиной, изложенного

Инструкции по эксплуатации агрегата;

Нормальную нагрузку на приводные электродвигатели пресса по амперметрам;

Нормальное образование ракушки.

4. Необходимо обращать внимание на характер образующегося жмыха и не допускать следующее:

Выхода из пресса жмыха неодинаковой толщины по окруж­ности выпускной щели;

Наличия вырванных кусков, волнистости;

Наличия масляных пятен на ракушке;

Выхода масла через кольцевую щель зеерной камеры;

Перерывов в поступательном движении ракушки.

Первичная очистка масла

Все масло, отжатое в форпрессах и экспеллерах, для предва­рительной очистки подают в горячем состоянии на вибрационное сито, снабженное плетеными ситами, имеющими 21 нитку на 1 см, или в двойную механическую гущеловушку.

Предварительно очищенное на вибрационном сите пли в двой­ной механической гущеловушке горячее масло освобождают от взвешенных частиц в фильтр-прессах, после чего направляют на гидратацию и рафинацию.

После подготовительного цеха измельченное ядро-мятка поступает в прессовой цех для получения масла.

Масло в мятке находиться в связанном состоянии, и, как показывают последние исследования, эта связь масла с нежировым комплексом ядра проявляется в наличии поверхностного масла, капиллярного масла и в не разрушенных клетках.

Силы, удерживающие масло в той или иной форме связи различны, по величине, но достаточно прочно удерживают его. Это подтверждается тем, что при прессовании холодной, неподготовленной мятки в прессах получается малый выход масла. Задача подготовить мятку перед прессованием заключается в том, чтобы ослабить силы, удерживающие масло в мятке, и тем самым облегчить его выход при прессовании. Это достигается увлажнением мятки.

Однако увлажненная мятка становиться очень пластичной, и поэтому при прессовании из нее плохо отделяется масло: мятка легко "выползает" через щели. Для придания ей определенных упругих свойств из мятки удаляют влагу, достигается ее сушкой.

Таким образом, заключительным этапом процесса подготовки мятки (процесса жарения) состоит из двух этапов: увлажнения и сушки.

Жарение мегзи проводиться непосредственно в жаровнях, так и последовательно, сначала в пропарочно-увлажнительный (шнеках), а затем собственно в жаровнях.

Влаготепловая обработка (жарение) - это операции кондиционирования

По влажности температуре измельченного материала масличного (мятки) перед извлечением масла прессованием. Получаемый материал называется мезга. На рис.1 показана принципиальная схема прессового участка производства растительных масел.

Транспортными элементами (шнековые транспортеры, нории) мятку из под вальцов подачи в пропарочно - увлажненный шнек.

1- Отсюда нагретую и увлажненную мятку направляют в чанную жаровню - 2, где завершается влаготепловая обработка мятки и получается мезга.

Таким образом, выходящая из жаровни мезга поступает в шнековые прессы - 3 для съема масла. Прошедшая через пресс мезга частично обезжиривается, масло стекает в поддон, а выходящий твердый материал с оставшимся маслом называется форпрессовой ракушкой, или жмыхом, после подготовки направляют для дальнейшей переработки с целью окончательного извлечения масла, как правило, экстракцией.

Вместе с маслом из пресса выходит некоторое количество твердой фазы в виде дисперсных частиц, которое называется осыпью. Это обуславливает необходимость очистки прессового масла от механических примесей.

Очистку масла проводят в 2 стадии: на первой методом отстаивания отделяют крупные частицы, для этого применяют гущеловушки 4, на второй стадии отделяют оставшиеся частицы на фильтрах 5. Полученное масло выводят из цеха.

мятка

ракушка

осыпь

инертный газ

шлам

масло

Рис.4.2. Принципиальная технологическая схема прессового цеха

4.3. Аппаратурно-технологическая схема

Измельченное ядро (мятка) поступает на сотрясательное сито и электромагнитный сепаратор. После отделения металломагнитных примесей и посторонних включений мятку нагревают и увлажняют насыщенным паром и конденсатом в пропарочно - увлажнительном шнеке (инактиваторе) . После пропарочно – увлажнительного шнека мятку подвергают дальнейшей тепловой обработке в самопропаривающихся слоях групповой чанной жаровни или в жаровнях прессов однократного прессования. Удельная поверхность нагрева дополнительной жаровни зависит от вида перерабатываемой культуры. В качестве дополнительной жаровни могут быть использованы чанные жаровни с обогревом только днищ или обогревом днищ и обечаек. Подготовленную в жаровнях мезгу подают норией в распределительный шнек. Дальнейшую тепловую обработку мезги осуществляют в жаровнях прессов. На рис.4.3 показаны прессы МП – 21.

Масло, отжатое в прессах, сборным шнеком транспортируют в двойную механическую гущеловушку (или на вибрационное сито) и насосом нагнетают в фильтро – прессы. Очищенное в фильрт – прессах масло, собранное в баке, далее взвешивают на автовесах и подают в сборный бак. Из сборного бака масло откачивают насосом в цех гидратации или на склад. Экспеллерный жмых шнеком транспортируют на охлаждение и дробление. Фильтрпрессовый шлам после продувки фильтр – прессов инертным газом из баллонов и зеерную осыпь из двойной механической гущеловушки подают шнеками и норией в первый чан жаровни (или в сборный шнек при отсутствии жаровни ).

Часть масла насосом подается на холодильник и на охлаждение зееров.

Рис. 4.3. Технологическая линия

4.4. Подбор технологического оборудования

В предлагаемой технологии переработки рапса, предлагается использовать следующее оборудование.

По принципиальной технологической схеме, сырье, привезенное для переработки с помощью транспортеров подается на производственную очистку. Очистка семян проводится на сепараторах типа А1-Б30. Этот сепаратор предназначен для предварительной очистки семян от грубых, крупных примесей.

Характеристика барабанного сепаратора А1 – Б30

Производительность, т/ч 100

Мощность электродвигателя, кВт 0,37

Расход воздуха на аспирацию, м3/мин 12

Габаритные размеры, мм 2150 х 1130 х 1665

Масса, кг 400

Сепаратор предназначен для очистки семян подсолнечника от примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами, а также отделения металломагнитных примесей.

Техническая характеристика Б6 – МСА – 1

Производительность, кг/ч 1000

Установленная мощность, кВт 2,2

Габаритные размеры, мм 1750 х 1325 х 1885

Масса, кг 540

Из приведенных технических характеристик видно что сепаратор Б6 – МСА – 1 является более выгодным в техническом плане, но и что не менее важно в экономическом, так как он убирает не только сор, но и металломагнитные примеси, что позволяет нам исключить из технологической линии магнитную ловушку.

Техническая характеристика машины рушально – веечной Б6 – МРА – 1

Производительность, кг/ч 1000

Установленная мощность, кВт 3,7

Габаритные размеры, мм 2182 х 1150 х 1415

Масса, кг 700

Эта машина предназначена для обрушивания семян рапса и отделения лузги.

Техническая характеристика пресса – экструдера

Производительность по семенам, кг/ч 120 - 150

Выход масла, % 31 - 35

Тип корпуса секционный

Число валов, шт 2

Направление вращения в одну сторону

Частота вращения валов, об/мин 72

Установленная мощность, кВт 7,5

Установленная мощность системы

- электроотогрева, кВт 3,3

Диаметр гранул, мл 8 – 10

Габаритные размеры, мм 2950 х 740 х 1270

Масса (без шкафа электрооборудования), кг 740

Пропарочно - увлажнительный шнек предназначен для осуществления первого этапа жарения, главным образом доведения мятки до необходимых влажности и температуры, перед поступлением ее в первый чан жаровни.

В качестве пропарочно – увлажнительного шнека может служить обычный транспортный шнек, к которому подведён пар и конденсат.

Техническая характеристика групповой жаровни

Внутренний диаметр чана, мм 2000

Высота чата с учетом днища, мм 718

Высота чана внутренняя, мм 650

Высота паровых рубашек, мм 450

Размер клапана, мм 200-400

Размер лазового люка, мм 550х400

Частота вращения мешалки, об/мин 35

Поверхность нагрева днищ, м2 15, 14

Поверхность нагрева обечаек, м2 13 10

Рабочее давление пара в рубашках, кгс/см2 5

Техническая характеристика вибрационного сита

Ситовая поверхность, м2 2,4

Длина сита, мм 3450

Ширина сита, мм 700

Размер ячеек сита, мм 0,25х0,25

Частота вращения главного вала, об/мин 2700

Потребная мощность, кВт 2,2

Производительность, т/сут масла 40

Перед пуском вибрационного сита проверяют наличие смазки в подшипниках и натяжение сетки. При появлении шума, нехарактерного для машины, вибрационное сито останавливают для устранения причин шума.

Техническая характеристика насоса-дозатора серии НД;

Предназначены для объемного напорного дозирования чистых жидкостей с концентрацией неабразивной твердой фазы до 10% мас. при температуре до 200° С. Гидравлическая часть насоса выполнена из стали Х18Н9Т. Используют на разных стадиях процесса.

Номинальная подача, л/ч - 2500

Давление нагнетания, МПа - 1,0

Габаритные размеры, мм

Длина/ширина/высота - 970/350/840

Мощность привода, кВт - 2,8

Характеристика центробежного насоса типа ФГ;

Предназначены для перекачивания сточных жидкостей с содержанием абразивных частиц по объему не более 1 %.

Номинальная подача, /ч 16

Давление нагнетания, МПа 2,7

Частота вращения, 48

Диаметр проходного сечения каналов, мм 20

Мощность привода, кВт 3,0

Трубопроводная арматура

Монтируется на трубопроводах, емкостях, агрегатах, технологических установках и предназначена для отключения, распределения, регулирования или сброса потоков сред.

Режим и показатели работы форпрессов типа ФП или МП

Следующие:

Зазоры между зеерпыми колосниками, мм

I секция....................... ................................... 1,00

II секция......................................... 0,75

III и IV секции 0,50
Нагрузка на приводной электродвигатель,

А (при напряжении 380 В) 25—30

Частота вращения шнекового вала, об/мин 24—25

Толщина жмыховой ракушки, мм 8—10
Масличность жмыха, % при фактической

Влажности...................................... 12-14

Производительность пресса, т/сут семян 32

Режим и показатели работы пресса ЕП следующие:

Зазоры между зеерными колосниками, мм

I секция........................... .............................................. 0,8

II секция....................................... 0,5

III секция 0,25

IV секция 0,15

Нагрузка на приводной электродвигатель,

А (при напряжении 380 В) 20—22

Частота вращения шнекового вала, об/мин 5—5,5

Толщина, жмыховой ракушки, мм 6—7
Масличность жмыха, % при фактической

Влажности, не выше..................... 5,5

Производительность пресса, т/сут семян 8

5. Заключение

В практике производства растительных масел существует два принципиально различных способа извлечения масла из растительного маслосодержащего сырья: механический отжим - прессование и растворение масла в легко летучих органических растворителях - экстракция. Эти два способа производства растительного масла используются либо самостоятельно, либо в сочетании один с другим.

В настоящее время для извлечения масла сначала используют способ прессования, при котором получают 75% всего масла, а затем - экстракционный способ, с помощью которого извлекается остальное масло.

В целом производство растительного масла состоит из следующих стадий:

• очистка и сушка семян;

• отделение чистого ядра и его измельчение;

• влаготепловая обработка мятки и извлечение масла;

• очистка (рафинация) масла;

• фасовка и хранение.

Основной является стадия влаготепловой обработки мятки и извлечение масла т. к. качество подготовки мятки к извлечению и степень его извлечения масла напрямую влияет на получаемое его качество и количество. Обоснование трех аспектов производства:

1. Технологический - улучшается качество выпускаемой продукции и повышается производительность оборудования.

2. Экономический - сокращение трудовых затрат на обслуживание производства и уменьшение энергетически затрат.

3. Технический - предотвращение выхода из строя оборудования в ходе

Нарушения технологического процесса сохранение его работоспособности.

В нашей стране 90 % сырья перерабатывается на аппаратах непрерывного действия, конструкции которых постоянно совершенствуются. Метод дополняется переработкой отходов с целью полного использования сырья.

Дальнейшее совершенствование метода направлено на улучшение качества и повышение выходов растительных масел, на разработку технологических линий комплексного использования сырья.

Достоинства прессового метода получения растительных масел: простота, относительно низкая температура процесса, пожаробезопасность, высокая производительность труда, безвредность.

Для успешного развития, как отдельного предприятия, так и отрасли в целом, необходима комплексная переработка сырья что позволит не только снизить затраты на сырьё, а и получить дополнительную прибыль, а так же поддержка государства выраженная в следующих направлениях:

- выделение дотаций сельскохозяйственным предприятиям – производителям сырья для эфирно-масличной продукции;

- разумная налоговая система по отношению к отечественным производителям эфирно-масличной продукции;

- льготная процентная ставка при выдаче кредитов предприятиям данной отрасли.

6. Список используемой литературы

1. ГАфнер Р. А. Основы технологии приёма, хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов – М.: Колос, 1986; стр. 39-58

2. Домарецкий В. А, Остапчук М. В., Украинец А. Г. Технологія харчових продуктів. – К.: НУХТ, 2003 стр.152-160

3. Кошевой Е. П. Оборудование для производства растительных масел. – М.: Агропромиздат, - 1991, стр. 203

4. Лабораторный практикум по технологическому оборудованию пищевых производств. Антонов С. Т. и др. – Воронеж, 1999 – стр. 440

5. Гавриленко – 2-е изд. перераб. и доп. – Мосвка.: Пищевая промышленность, 1972 – стр. 319

6. Технология производства растительных масел. В. М. Копейковский и др. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 – стр. 416

7. Технологические линии пищевых производств. В. А. Понфилов, О. А. Ураков. – Москва.: Пищевая промышленность, 1996. – 472 стр.

8. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов. Под ред. Л. А. Трисвятского. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Агропромиздат, 1991. – 415 стр.

9. Белобородов В. В. Основные процессы производства растительных масел. – М.: Пищьпромиздат, 1966 – 478 стр.

10. Белобородов В. В. и др. Подготовительные процессы переработки масличных семян. – М.: Пищевая промышленность, 1974, - 439 стр.

11. Масликов В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел. – М.: Пищевая промышленность, 1974 – 439 стр.

12. Оборудование предприятий масложировой промышленности. Б. Н. Чубинидзе, В. Х. Паронян, А. В. Луговой и др. – М.: Агропромиздат, 1985 – 304 стр.

13. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Редкол. А. Г. Сергеев и др. – Л.: ВНИИЖ, 1974, Т.1 – 725 стр.

14. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Редкол. А. Г. Сергеев и др. – Л.: ВНИИЖ, 1975, Т.1 – 725 стр.

15. А. С. Банников, А. К. Рустанов, А. А. Вакулин «Охрана природы», Агропромиздат, Москва, 1985, стр. 7-15.

16. Е. В. Николаев «Устойчивое функционирование аграрной отрасли Крыма в условиях рыночной экономики», Симферополь, 2004г., стр 170-172.