Процес виробництва рафінованої вибіленої соєвої олії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Огляд вітчизняного і закордонного досвіду вирішення проблеми. Вибір і обґрунтування застосованого технологічного рішення

1.1 Загальна характеристика соєвої олії

1.2 Теоретичні основи процесу адсорбційного очищення

1.2.1 Роль адсорбційного рафінування

1.2.2 Адсорбенти

1.2.3 Теорія адсорбційного очищення

1.3 Промислові способи

1.4 Обґрунтування вибору технологічної схеми

3. Нормативна документація на сировину, матеріали, готову продукцію та корисні відходи

3.1 Вихідна сировина

3.2 Характеристика допоміжних матеріалів

3.3 Характеристика готової продукції

3.4 Характеристика корисних відходів

4. Технологічні розрахунки

4.1 Вихідні дані для розрахунків

4.2 Розрахунок матеріального балансу

4.2.1 Стадія сушки

4.2.2 Стадія адсорбційного очищення

4.2.3 Витрати лимонної кислоти

4.3 Розрахунок теплових балансів

4.3.1 Тепловий баланс вакуум - сушильного апарату

4.3.2 Тепловий баланс підігріву олії у вакуум - відбільному апараті

4.3.3 Тепловий баланс охолоджувача

4.4 Розрахунок основного та допоміжного обладнання

4.4.1 Розрахунок основного обладнання

4.4.1.1 Вакуум - відбільний апарат

4.4.1.2 Вакуум - сушильний апарат

4.4.1.3 Вертикальні листові фільтри

4.4.1.4 Двоступінчастий паро ежекторний вакуум- насос

4.4.1.5 Реактор - змішувач

4.4.2 Розрахунок допоміжного обладнання

4.4.2.1 Охолоджувач

4.4.2.2 Бункер для адсорбенту

4.4.2.3 Ємність для лимонної кислоти

4.4.2.4 Бункер для відпрацьованого адсорбенту

4.4.2.5 Збірник для відфільтрованої олії

4.4.2.6 Збірник для вистояної олії

4.4.2.7 Відцентровий насос

4.5 Енергетичні витрати

4.5.1 Витрати пари та води на технологічні потреби

4.5.2 Визначення електричних навантажень

5. Економічна частина

5.1 Вступ

5.2 Визначення об'єму продаж

5.3 Визначення затрат

5.4 Економічна ефективність

6. Охорона праці та навколишнього середовища

6.1 Загальні питання охорони праці

6.2 Організація управління охороною праці

6.3 Промислова санітарія

6.4 Електробезпека

6.5 Пожежна безпека

6.6 Охорона навколишнього середовища

7. Компанування обладнання

Висновки

Перелік джерел інформації

Вступ

Природні олії та жири являють собою суміш триацилгліцеридів (триацилгліцеролів) жирних кислот, що містять в основному супутні речовини. Кількість супутніх речовин незначна, але вони визначають якість олії та жирів, значною мірою впливають на їхні технологічні властивості.

Метою процесу рафінації є видалення з жиру або олії небажаних компонентів з найменшим збитком для тригліцеридів і з мінімальною втратою корисних компонентів. При рафінації відбувається облагороджування рослинних олій, підвищується їх харчова і споживча цінність. Повний цикл рафінації охоплює наступні стадії: гідратацію, нейтралізацію, відбілювання, вінтеризацію та дезодорацію.

Важливою і обов'язковою стадією сучасної рафінації є адсорбційне очищеня. Завдання адсорбційного очищення полягає в максимальному вилученні з олій та жирів фарбувальних речовин, залишків фосфоліпідів, натрієвих мил, жирних килот і металевих похідних. Скорочення кольору - найбільш очевидний результат відбілювання харчових олій, проте скорочення незначних домішок такоє є дуже важливим.

Метою дипломного проекту є розробка високотехнологічного та економічного виробництва рафінованої вибіленої олії.

Завданням дипломного проекту є вибір необхідного обладнання та складання технологічної схеми, орієнтованої на економію ресурсів, втрат сировини та одержання рафінованої відбіленої соєвої олії.

Об'єктом проекту є технологічний процес виробництва рафінованої вибіленої соєвої олії.

Предметом є матеріальні, теплові та економічні розрахунки, розрахунок основного та допоміжного обладнання, розробка принципової технологічної схеми та компанування обладнання.

1. Огляд вітчизняного та закордонного досвіду адсорбційного очищення соєвої олії. вибір і обгрунтування застосованого технологічного рішення

1.1 Загальна характеристика соєвої олії

Відомо, що соя є основною олієвмісною сировиною, її виробляється понад 15 млн. тон в рік. Вперше соя була вирощена у Китаї. На даний момент соєва олія - найбільш поширений вид рослинної олії в країнах Західної Європи, в США, Японії і Китаї. На соєву олію припадає 30% виробленої у світі рослинної олії, а із застосовуваних у кулінарії вона становить близько 80%.

В Україні основний обсяг сої переробляється підприємствами олійно-жирового комплексу. Соя займає друге місце після соняшнику в структурі переробки олійного насіння, але в структурі споживання рослинних олій соєва олія становить менше 3%.

Основними споживачами соєвої олії вітчизняного виробництва є маргаринові заводи, олійно-жирові комбінати та інші підприємства харчової галузі, які використовують олію у якості сировини для виробництва маргарину, майонезу, харчових жирів та інших продуктів.

Соєву олію отримують з бобів сої (манчжурський боб).

В таблиці 1.1 наведено хімічний склад насіння сої при нульовій вологості.

Таблиця 1.1 - Хімічний склад насіння сої при нульовій вологості [1]

Склад	Вміст, %
Ліпіди	19,2 - 21,1
Білки	35,8 - 43,6
Целюлоза	4,3 - 5,3
Зола	2,8 - 5,6

Вміст олії в насінні всього 20% (на сухій основі), вміст протеїну до 40%. Насіння сої добре зберігається при відповідних умовах. Жирно - кислотний склад практично не залежить від умов зростання, хоча існує великий ряд різновидів цієї рослини [1, 2].

В таблиці 1.2 наведений жирнокислотний склад олії соєвої [3]

Таблиця 1.2 - Жирнокислотний склад олії соєвої

Назва жирної кислоти	Масова частка жирної кислоти (% до суми жирних кислот)
С 16:0 С 18:0 С 18:1 С 18:2 С 18:3	7,0--30,02,0--6,0 18,0--30,0 44,0--62,0 4,0--11,0

Соєва олія є дуже різнобічною, оскільки її обробка і склад отриманого продукту визначаються наступними моментами:

- соєва олія має малі втрати при рафінації;

- у ній присутні чутливі до нагрівання пігменти, які руйнуються при дезодорації, що забезпечує зменшення кольоровості до рівня набагато нижчого, ніж 1,0 одиниця червоної за шкалою Ловібонда;

- продукт часткової гідрогенізації і фракціонування утворює великі кристали, що легко фільтруються;

- соєва олія має високе йодне число, що дозволяє шляхом гідрогенізації отримати жирову основу для широкого асортименту продуктів;

- вміст токоферолів становить приблизно 1300 мг/кг в сирій олії і зберігається на рівні вище 300 мг/кг, що необхідно для стійкості до окислювання;

- в соєвій олії спостерігається високий вміст есенціальних жирних кислот.

Структура тригліцеридів соєвої олії характеризується майже повною відсутністю насичених жирних кислот у положенні sn-2, випадковим розподілом олеїнової і ліноленової кислот у всіх положеннях тригліцеридів і високою часткою лінолевої кислоти в sn-2 становищі.

Соєва олія вважається кращим в якості жирової основи і твердого компонента для рідких шортенінгів, в яких для стійкості текучого стану потрібно в-кристалічна форма жиру.

Являє собою суміш гліцеридів кислот наступного складу: ненасичені кислоти - 44-60% лінолевої, 20-30% олеїнової, 5-14% ліноленової кислот; насичені кислоти - 2,4-6,8% пальмітинової, 4,4-7,3% стеаринової, 0,4-1% арахиновой кислот. З інших омильних і неомильних компонентів соєва олія містить 4,5% фосфоліпідів (головним чином, у вигляді гліцерофосфатидів), 0,002% восків і воскоподібних продуктів, 0,40-1,7% стеринів, 0,14-0,2% пігментів (головним чином, каротиноїди та хлорофіли), до 0,15% білкових речовин, до 0,5% вітамінів А, D, E і К (вміст токоферолів 74-160 мг%).

Сира соєва олія має коричневий з зеленуватим відтінок, рафінована ж - світло-жовтий. Соєва олія низького очищення має, як правило, вкрай обмежені терміни зберігання і досить неприємні смак і запах. Добре очищена олія являє собою практично безбарвну рідину без смаку і запаху зі специфічною маслянистою консистенцією.

Цінним компонентом, вилученим з насіння сої разом з жирним маслом, є лецитин, який відокремлюють для використання в кондитерській і фармацевтичній промисловості.

Соєву олію икористовують в основному як сировина для виробництва маргарину [4].

1.2 Теоретичні основи процесу адсорбційного очищення

1.2.1 Роль адсорбційного рафінування

Адсорбційне рафінування, або відбілювання, жирів є важливим етапом підготовки рослинних олій до процесу гідрогенізації.

Адсорбцією називається процес поглинання розчинних речовин, газів і пари якими-небудь твердими тілами або рідинами. Адсорбція відбувається під дією молекулярних сил на поверхні адсорбенту і веде до зменшення вільної поверхневої енергії. При адсорбції не мають місця які-небудь хімічні реакції; адсорбовані речовини поглинаються поверхнею твердого тіла, або, якщо обробка ведеться рідиною, осідають на кордоні розділу рідина - рідина або рідина - газ.

Основною метою адсорбційного рафінування є знебарвлення нейтралізованих, промитих і висушених жирів, тобто видалення з них пігментів. Процес відбілювання жирів природними сорбентами до яких відносяться бентонітові глини, діатоміти, опоки та інші корисні копалини, що володіють високими адсорбційними властивостями, забезпечує видалення з жирів пігментів, фосфоліпідів, мила, продуктів первинного і вторинного окислення металів.

Вміст цих домішок в жирах негативно впливає на ефективність освітлення жирів, так як вони блокують активну поверхню твердих сорбентів, знижуючи їх адсорбційну здатність. Тому перш ніж жири направляти на адсорбційне рафінування, їх піддають гідратації, нейтралізації, промиванню і сушінню.

Адсорбційний процес відбілювання дає першу (а в деяких випадках єдину) можливість значно знизити вміст розчинних речовин в маслі. Саме тому з усіх інших стадій рафінування, стадія відбілювання має найбільший вплив на якість продукту.

Крім поліпшення якості олії, ефективне відбілювання активованою глиною може видалити домішки, які діють як отрути каталізатора на стадії гідрогенізації, що призводить до зниження швидкості реакції гідрогенізації.

Основна частина каротиноїдів віддаляється в результаті адсорбційного очищення. Залишкові каротиноїди видаляються при дезодорації і гідрогенізації. Ефект розкладання каротиноїдів під дією високих температур називається тепловим відбілюванням. Велика кількість виробників воліють скоротити початковий вміст каротиноїдів відбілюванням, не сподіваючись на їх видалення в наступних стадіях переробки.

Вміст хлорофілу потрібно знизити до прийнятного рівня під час відбілювання, тому що їх важко видалити в наступних стадіях переробки. Залишкові каротиноїди можуть маскувати високий вміст хлорофілу в маслі.

Відбілювання - остання стадія, в якій можливе видалення фосфоліпідів, що не піддаються гідратації. Отже, відбілювання є критичною стадією для забезпечення достатньо низького рівня фосфору в маслі. Навіть незначний вміст фосфору перед процесами дезодорації і гідрогенізації може призвести до погіршення смаку, до потемніння і до отруєння каталізатора.

Залишкові мила після кроку нейтралізації можуть бути видалені в результаті адсорбції. Мила на стадії дезодорації і гідрогенізації можуть чинити негативний вплив на смак і стабільність готового продукту.

Видалення продуктів первинного окислення під час відбілювання надзвичайно важливо для отримання дезодорованої олії високої якості. Перекис водню (вимірюваний перекисним числом) можна розкладати каталітичним або термічним способом на ряд продуктів вторинного окислення. Присутність цих речовин (вимірюване анізідиновим числом) у великій кількості викликає погані запах і смак дезодорованої олії.

Домішки металів (особливо заліза і міді) є каталізаторами окислення масла навіть при дуже низькому вмісті. Дезактивація їх кислотою також має велике значення [5, 6].

1.2.2 Адсорбенти

Це капілярно-пористі речовини, що мають розвинену поверхню, здатну поглинати й утримувати певні компоненти із навколишнього середовища. Адсорбція зумовлюється силами молекулярного притягання. Всередині об'єму твердого тіла ці сили взаємно зрівноважуються. На поверхні тіла молекули мають нескомпенсовані сили, завдяки яким притягують із навколишнього середовища й утримують молекули інших речовин.

Нескомпенсовані сили напрямлені всередину і на поверхні твердих тіл зумовлюють існування поверхневого натягу. Адсорбція поверхнею твердих тіл молекул інших речовин частково компенсує поверхневі сили і зменшує поверхневий натяг, тобто вільну поверхневу енергію системи. Вивільнення частини поверхневої енергії спричинює теплові ефекти, тому адсорбційні процеси екзотермічні.

В якості адсорбентів використовуються багато хімічних реагентів, але відбілювання та очищення практично всіх харчових олій проводиться із застосуванням адсорбуючих глин (нейтральних і активованих), силікагелю і активованого вугілля.

Сорбенти, що застосовуються в олійно-жировій промисловості, повинні задовольняти наступним вимогам:

1. Сорбент повинен поглинати (адсорбувати) якомога більшу кількість домішок, тобто мати велику адсорбційну стійкість.

2. При великій адсорбційній ємності сорбент повинен мати невисоку маслоємність.

3. Сорбент повинен бути хімічно індиферентним по відношенню до олії - не викликати в ній ніяких хімічних перетворень (окислення, полімеризації, розкладання і т.д.; не передавати олії стороннього смаку і запаху).

4. Сорбент повинен легко відділятися від олії.

В залежності від вмісту в природному сорбенті того чи іншого мінералу (монтморилоніту, каолініту, бейделіта тощо) визначається його тип.

Бентонітові глини, які проявляють властивості адсорбентів у своєму природному стані, відомі як натуральні відбільні глини, або фулерові землі. Молекулярна структура решітки, макропориста структура і розмір частинок - всі ці параметри впливають на здатність глин адсорбувати воду, масло, фосфатиди, мила, пігменти і метали. Найкращі природні глини можуть адсорбувати пігменти та інші домішки у кількості до 15% від своєї власної ваги, але при цьому утримують приблизно 30% нейтральної олії. Природні глини не підвищують вміст вільних жирних кислот, не ізомеризують ненасичені жирнокислотні групи, проте для темних і пігментів, що важко адсорбуються, або інших домішок потрібно занадто високе дозування природних глин, що підвищує привабливість активованих глин.

Бентоніти також використовуються для отримання активованих відбільних глин, але цей тип глин містить високу частку монтморилоніту. Цей силікат алюмінію має значну обмінну ємність, що дозволяє замістити частину алюмінію на магній, лужні метали та інші підстави [5-4,7].

Встановлено, що адсорбційною (відбілюючою) здатністю володіють тільки алюмосилікати, що містять обмінні катіони Al³⁺, H⁺, і природа активних центрів пов'язана з цими компонентами [8].

Розмір частинок також є важливим фізичним параметром, що впливає на ефективність відбільної глини, оскільки фізична і колоїдна хімія вважає адсорбцію поверхневим явищем. В основному глини з мінімальним розміром частинок мають кращу відбілюючу здатність, але дуже дрібні частинки створюють серйозні проблеми при фільтрації, підвищується утримування масла, тому адсорбент, що використовується повинен мати настільки маленький розмір частинки, щоб ефективно оброблятися системою фільтрів.

Активовані відбільні глини зазвичай містять 10-18% вологи, яка захищає монтморілонитні шари в глинах. Якщо глина перед відбілюванням повністю висушена, шари руйнуються, знижуючи площу поверхні, яка доступна для адсорбції пігментів та інших домішок.

Очевидно, об'ємна щільність (маса продукту в одиниці об'єму) залежить від кількості пустот в глині - чим більше порожнеч, тим нижче щільність. Активовані глини мають більш низьку об'ємну щільність, ніж природні глини, що забезпечує підвищення утримування олії.

Активовані відбільні глини, найімовірніше, руйнують залишки мил, що призводить до підвищення вмісту вільних жирних кислот, руйнують пероксиди та вторинні продукти окислення, сприяють ізомеризації. Модифіковані відбільні глини особливо корисні для відбілювання найскладніших для обробки олій, таких як пальмова, соєва та ріпакова.

Утворення активованого вугілля відбувається шляхом коксування різноманітної вуглецевмісної сировини при високих температурах з використанням активуючих речовин, таких як фосфорна кислота, солі металів і т.д. Оброблений матеріал промивається, сушиться і гранулюється для отримання активованого вугілля з різним розміром пор, питомою площею внутрішньої поверхні і лужністю або кислотністю. Активність визначається хімічним станом і великою питомою площею поверхні. Вугілля слабо використовується більшістю виробників у зв'язку з проблемами фільтрації, відносно високою ціною і високим утримуванням олії; вугілля може утримувати олію в кількості до 150% від власної маси. При використанні його зазвичай додають в поєднанні з відбілюючими глинами; доза становить 5-10% обсягу глини.

Силікат (силікагель) є хімічно інертним синтетичним аморфним адсорбентом зі спорідненістю до полярних забруднювачів. Площа поверхні, пористість і присутність вологи дає можливість силікатів адсорбувати вторинні продукти окислення (альдегіди, кетони), з'єднання фосфатидів, сполуки сірки, сліди металів і мило. Функція вологи полягає у підтримці пор у відкритому стані і притягнення полярних забруднювачів. Більшість синтетичних силікатів не здатні суттєво адсорбувати каротиноїди або хлорофіл, але можливість видалення інших забруднень дозволяє підвищити ефективність відбільних глин.

Кількість використаної відбільної глини залежить від характеристик адсорбенту, що використовується і виду рафінованої олії, а також від ступеня адсорбції забарвлених речовин та інших домішок, що потребують видалення. Дозування глини змінюється в широкому діапазоні: від 0,15 до 3 % і тільки в критичних випадках застосовуються більш високі рівні.

Кількість глини даного виду або використаного вугілля не повинно перевищувати мінімального необхідного для очищення масла перед гідрогенізацією або дезодорацією і видалення всіх небажаних домішок і пігментів, які не видаляються при подальшій обробці. Необхідний мінімум відбілювання зазвичай є оптимальним, оскільки надмірне відбілювання підвищує втрати масла і може призвести до посилення окислення, нестабільності запаху, смаку і навіть кольору [4, 8].

На жаль, в нашій країні немає промислового виробництва якісних адсорбентів, тому великий інтерес представляють закордонні зразки, що надходять на підприємства галузі. Так, наприклад, для адсорбційного очищення світлих олій та жирів застосовується адсорбент марки «Трістіл-300», що поставляється фірмою «Грейс Дейвісон Юроп» Американського концерну. «Трістіл-300 володіє високою адсорбційною активністю по відношенню до фосфоліпідів, мікродомішок важких металів, що дозволяє практично повністю виключити потрапляння натрієвих мил жирних кислот в рафінат і підвищити стійкість жирів до автоокислення.

Для темних рослинних олій і тих, що важко піддаються рафінації (соєвої, рапсової, бавовняної), в якості адсорбенту рекомендовано використовувати активовану відбільну глину марки «Фумонд». Вона володіє достатньо високими здібностями відбілювання порядку 82-85% і фільтрування, в півтора рази перевищує нормативне значення, при порівняно низькій (не більше 53%) олієємності. Бажаний ефект освітлення соєвої олії спостерігається вже при внесенні 1% від маси олії адсорбенту марки «Фумонд».

Рекомендовано застосовувати активовані відбільні глини інших марок серії «Фільтрол» F-160 фірми «Энгельхард» (Голандія), «Grade» F - 160 «Энгельхард» США і «Тонсіл Оптіум» 214 - FF корпорації «Зюд Хемі Груп» (Мюнхен), що володіють необхідною структурою, складом, освітлювальними та фільтруючими здібностями [9].

1.2.3 Теорія адсорбційного очищення

Адсорбція - поверхневий процес, який залежить від контакту між сорбатами і адсорбентом.

При контактній взаємодії сорбенту і масла відбуваються складні фізико-хімічні явища, природа яких ще недостатньо вивчена. Відомі дві теорії (хімічна і фізична), що пояснюють дію сорбентів при адсорбційній рафінації олій.

Відбілювання масел адсорбцією включає видалення пігментів, які розчинені в маслі або перебувають у вигляді колоїдних частинок. З точки зору адсорбційної теорії несуттєво розчинені пігменти або дисперговані.

Адсорбція при низькій температурі викликається міжмолекулярними силами і в меншій мірі формуванням нових хімічних зв'язків. Сила тяжіння між адсорбентом і пігментами відносно слабка, це доведено тим фактом, що забарвлюючі речовини можуть бути легко видалені з землі, яка використовується в лабораторному вибілюванні, за допомогою ацетону, ізіпропилового спирту, або бензолу при кімнатній температурі. Крім того, витягнута глина може повторно використовуватися з фактично тією ж адсорбційною здатністю, яку вона мала спочатку. Ці спостереження вказують, що механізм адсорбції - фізичний [5, 6].

Математичний вираз, що зв'язує адсорбцію з залишковою концентрацією сорбату при постійній температурі, було виведено Френдліхом:

де x - кількість адсорбуючої речовини;

m - кількість адсорбенту;

C -кількість залишкової речовини;

K, n - константи.

Рівняння Фрейндліха вірно для будь-якого методу вимірювання кольору, якщо одиниці виміру пропорційні фактичній концентрації барвних речовин в олії.

Зазвичай, вага одиниці адсорбенту (величина m) приймається як кількість частин на 100 частин масла. Якщо концентрація адсорбенту виражена таким чином, то адсорбційна ізотерма і величини К і n не залежать від одиниць, які використовуються для вимірювання кольору або концентрації пігменту.

Якщо відбілювання не проводиться з видаленням кисню, то окислення може мати значний вплив на колір олії. Цей вплив посилюється присутністю відбільної землі. З іншого боку, в серії дослідів при атмосферних умовах з вибілювання олії сої в лабораторії, додавання землі до нагрівання масла є уповільнення потемніння. Ця удавана аномалія пояснюється окисною стабілізацією пігментів проти адсорбції. Вважають, що додавання землі раніше за процесом призводить до адсорбції пігментів ще до їхнього окислення. Теорія окисної стабілізації пігментів підтверджена експериментами, які продемонстрували, що олії вибілюються краще під вакуумом, ніж при контакті з атмосферою. Очевидно, у присутності кисню, відбуваються складні кольорові зміни. Одночасно може відбуватися видалення існуючих пігментів, поява нових пігментів з раніше безбарвних, руйнування інших пігментів, модифікація пігментів, адсорбція різних пігментів і їх похідних.

Зазвичай відбілювання має невеликий вплив на кислотність олії. Нейтральні або злегка кислотні глини часто зменшують кислотність через виборчу адсорбцію вільних жирних кислот. З іншого боку, кислі глини можуть незначно збільшити кислотність (на кілька сотих відсотка), особливо, якщо в маслі знаходиться волога або мило при тривалому контакті глини з олією.

Крім освітлення, обробка очищеної лугом олії відбільною землею, виконує важливу функцію видалення слідів мила. Ефективність видалення мила протягом відбілювання залежить від вологості олії перед додаванням глини. Вологі мила формують ламінарні місцели, котрі легше адсорбуються, ніж безводні мила. Всі відбільні землі містять значну кількість зв'язаної вологи, яка може бути видалена тільки при підвищених температурах. Повністю дегідратовані нагріванням відбільні землі бездіяльні. Присутність вологи в олії до початку дії відбілювання не чинить несприятливого впливу на процес.

Не існує верхньої критичної температури для оптимальних результатів відбілювання, і в більшості випадків відбілювання при атмосферному тиску проводиться при температурі 105 - 110 єС. Якщо процес виконується під вакуумом, то рекомендована температура для процесу складає 75 - 85 єС. При вивченні відбілювання бавовняної та соєвої олії в лабораторії при атмосферному тиску, було знайдено, що оптимальними температурами для видалення жовтого кольору є:

- для активованої землі і вугілля - від 50 до 112 єС;

- для природних земель - від 105 до 130 єС [6].

Активність адсорбенту при відбілюванні харчових жирів або олій максимальна при певній температурі, яка залежить від виду олії і типу процесу. Низькі температури сприяють кращому утриманню пігменту, який адсорбується, на відбілюючій поверхні, в той час як більш високі температури підсилюють просування в пори, де вельми вірогідна хемосорбція, що сприяє структурним змінам в ненасичених жирнокислотних групах. Обробки при надмірно високій температурі необхідно уникати, що дозволить запобігти ізомеризації ненасичених жирнокислотний груп і значному збільшенню кількості вільних жирних кислот.

Теоретично адсорбція повинна відбуватися практично миттєво, однак на практиці справа йде не так. Швидкість зниження кольоровості дуже велика протягом перших декількох хвилин контакту адсорбенту з олією, потім зменшується до моменту досягнення рівноваги, і далі кольоровість не змінюється. Для того щоб виділилася вся пов'язана адсорбентом волога та поглинулася максимальна кількість пігментів та інших забруднень необхідно деякий час. Практично для всіх цілей, контакт протягом 10-15 хвилин цілком достатній. При нормальних умовах відбілювання пігменти адсорбуються незворотньо, але збільшення часу контакту при високій температурі може призвести до кольорової реверсії олії.

Основний процес відбілювання здається досить простим, але адсорбційний механізм з такою великою кількістю змінних, фактично, є складним процесом. Оптимізація відбілювання включає експертизу типу олії, домішок в олії, типу глини, дозування глини, часу контакту, вологості олії та глини, розміру частинок глини, типу відбільного апарату, типу фільтра і бажаних характеристик відбільної олії. [4, 6]

Статика (рівноважні співвідношення) процесів фізичної сорбції має загальні закоономірності, що зумовлюються законами фазової рівноваги.

Кількість поглинутого сорбтиву в разі досягнення рівноваги залежить від природи речовин, що контактують, і сумісного впливу зовнішніх факторів (параметрів початкового стану системи).

У найпростішому сорбційному процесі, в якому беруть участь дві фази (f = 2) і три компоненти (сорбент, сорбтив та інертний носій, k = 3 ), згідно з правилом фаз Гіббса кількість ступенів вільності S, тобто кількість незалежних параметрів, що визначають стан системи, S = k - f + 2 = 3 - 2 + 2 = 3.

У багатокомпонентних системах кількість ступенів вільності збільшується і точне керування такими системами суттєво ускладнюється.

Позначимо рівноважний вміст сорбтиву в сорбенті через x_p, кг/кг сорбенту, а в інертному носії - через y_p, кг/кг носія. Залежність між величинами x_p і y_p називають рівнянням фазової рівноваги, а лінію, що відповідає цій залежності в координатах x - y, - лінією фазової рівноваги.

Найпростіша лінія фазової рівноваги має вигляд прямої і характеризує ідеальний розчин. До ідеальних наближаються всі розчини в області низьких концентрацій. Важкорозчинні речовини утворюють розчини низьких концентрацій, тому теж наближаються до ідеальних і описуються прямою лінією фазової рівноваги типу

y_p = mx_p або x_p = y_p / m,

де m - стала (консанта) фазової рівноваги.

У загальному випадку залежність між x і y виражається кривою. Поблизу початку координат ця крива має прямолінійну ділянку (область низьких концентрацій), а потім викривлюється, відбиваючи зміну сил молекулярної взаємодії сорбенту і сорбтиву.

Ізотерми адсорбції (іонообміну) можуть мати гістерезис - явище, коли ходи ізотерми при прямому і зворотному процесах обміну на деяких ділянках її не збігаються. Причиною гістерезисів при сорбції є псевдофазові переходи, пов'язані зі зміненням структури будови речовини сорбенту.

Основне рівняння сорбції відповідає умові, що маса речовини М, кг, яка передається із однієї фази в другу в сорбційному апараті безперервної дії, пропорційна площі поверхні контакту фаз F, м², рушійній силі процесу, вираженій через різницю концентрацій ?с, кг/кг, і тривалості процесу ф, с:

М = KF?с ф,

де К - коефіцієнт сорбції, віднесений до одиниці поверхні контакту фаз

Конфіцієнт сорбції є величиною, оберненою опору масопередачі:

K = 1 / R

Загальний опір перенесенню речовини складається із суми опорів у примежовому шарі фази-носія 1/в_y і фази-поглинача 1/в_х. Якщо рушійна сила виражена через концентрацію компонента у фазі-носії, то:

де m - тангенс кута нахилу лінії рівноваги.

Оскільки дісну площу поверхні контакту фаз здебільшого визначити практично не можливо, використовують також рівняння масопередачі, в якому користуються об'ємом V зони контакту фаз і об'ємним коефіцієнтом масопередачі K_v:

М = K_v V?с ф

Опір масопередачі R_v = 1/ K_v = ф_v можна подати як суму тривалостей (опорів) перенесення речовини в одній і другій фазах:

ф_v = ф_yV + ф_хV = 1/ K_v

Подання опорів масопередачі у вигляді характерних тривалостей часто дає можливість за аналізом кривих відгуку на введення індикатора швидше і точніше визначити розподіл дифузійних опорів перенесенню речовини і намітити шляхи інтенсифікації процесу. Щоб зменшити тривалість перенесення (зниження опору) в рідкій фазі, як правило, потрібно посилити її перемішування [7].

Технологія адсорбційної рафінації рослинних олій складається з двох основних технологічних операцій: змішування дозованих компонентів жиру і сорбенту та фільтрація - відділення сорбенту від жиру.

При виробництві в промисловому масштабі, відпрацьований адсорбент у вигляді коржа на фільтрі продувається протягом деякого періоду парою або азотом для максимального відновлення олії. Відновлена олія - частково окислений, темний продукт, який не може бути доданий в вибілену олію - він повинен бути повторно рафінований.

Рафінована вибілена олія особливо сприйнятлива до окислення і менш стійка, ніж сира, гідратована, рафінована або дезодорована олія. Нормальні умови зберігання олії - прохолодне місце, без контакту з повітрям - особливо важливі для вибіленої олії. Продукти окислення, активовані в олії, не можуть бути повністю усунені в наступних кроках обробки, тобто при дезодорації, і це призводить до зменшення стабільності готового продукту. Для усунення кисню з резервуарів зберігання використовується азот, як інертний газ [5, 6].

1.3 Промислові способи

На підприємствах олійно-жирової промисловості застосовують різні технологічні способи адсорбційного відбілювання олій та жирів, що розрізняються конструкцією основних апаратів і продуктивністю. В даний час існує відбілювання олії та жирів періодичним і безперервним методами з використанням високоефективних адсорбентів.

Найдавніший метод відбілювання, а саме періодичне відбілювання, включає використання відкритих циліндричних резервуарів з конічними днищами, з механічним перемішуючим пристроєм і нагрівальними змійовиками пару низького тиску. Такі резервуари мають місткість не більше ніж 25 000 кг для швидкого поділу землі та олії. Нагрівання має відбуватися якомога швидше, а загальний час нагрівання не повинен перевищувати 1 години.

Часто земля змішується в концентровану суспензію з частиною олії в окремому невеликому резервуарі, який оснащується обладнанням, що збирає пил. Після закінчення нагрівання перемішування триває 15-20 хвилин і починається прокачування олії через фільтр. Перші порції олії, що пройшли через фільтр, повертаються в резервуар для намиву фильтрованого шару і для досягнення максимального ефекту «впливу пресового відбілення». Після досягнення достатнього рівня знебарвлення, олія направляється на подальшу переробку або у резервуари зберігання [9, 6].

Корж відпрацьованої землі з фільтра обробляється парою або азотом для зменшення втрат. Загальна процедура зводиться до продування повітрям протягом декількох хвилин доки найбільша кількість залишкової олії з фільтра не видавлена, а потім сухою парою протягом 30 - 45 хвилин тиском 100 - 300 кН/м². Фільтри повинні звільнятися від олії через закриту лінію, щоб уникнути винесення масляних частинок в атмосферу. Лінія продувки може входити в невеликий закритий резервуар; з цього резервуара сконденсована вода видаляється, а відновлена олія подається на рафінаційний завод для переробки.

Для більшого захисту масла від окислення, періодичне відбілювання зазвичай проводиться під вакуумом. Дія періодичного вакуум-відбільного апарату не дуже відрізняється від відкритого відбільного апарату. Відбілена земля повинна бути деаерована наскільки це можливо. Олія має деаеруватись до додавання землі. При додаванні адсорбенту при досягненні температури відбілення (зазвичай 85-110 єС) додавання до землі, дегідратація відбувається краще. Після 15-20 хвилин перемішування порція може бути охолоджена до 70-80 єС і фільтруватися. Для цього рекомендується використовувати фільтри безперервної або періодичної дії, в тому числі рамні фільтр-преси, дискові, патронні, пластинчаті фільтри та ін.

Процес фільтрації ведуть таким чином, щоб вміст жиру у відпрацьованих глинах був мінімальним. Кількість жиру у відпрацьованих глинах коливається від 40 до 60 %, залежно від типу і конструкції фільтрів, природи і структури відбільних глин, їх маслоємності, температурного і технологічного режиму процесу фільтрації та ін. [5, 6]

Безперервне вакуумне відбілювання захищає олію від шкідливого впливу окислення більш ефективно, ніж періодичне відбілювання, так як краще виробляється деаерація розпиленням олії в безперервний вакуумний відбільний апарат, де відбувається краще змішування. Масло і земля краще деаерується, і час контакту між ними може бути скорочено, що зменшує утворення вільних жирних кислот при використанні кислотних земель, що сприяє більшій стабільності смаку.

Зазвичай, суспензія олії, глини та фільтрувальної добавки закачується безперервно в вакуумний відбілювач і розпорошується у верхній частині башні для повної деаерації перед нагріванням. Деаерована суспензія нагрівається до необхідної температури відбілювання при автоматичному температурному контролі внутрішніми паровими змійовиками, вакуум в відбілювачі створюється пароежекторним блоком або вакуум-насосом. Вакуумний відбілювач може бути секційним для забезпечення декількох стадій змішування і для більш тісного контакту. Суспензія пойдається з вакуумного відбілювача на один з двох фільтрів, які працюють почергово. Фільтрована олія безперервно видаляється для подальшої обробки або до проміжного зберігання.

Коли фільтр досягає максимального забивання, потік суспензії перемикається на інший фільтр. Олія видаляється з фильтру, корж обробляється парою і (або) азотом для видалення олії з коржу, потім корж видаляється з порожнини фільтра. Відновлена олія збирається в спеціальному резервуарі, а потім подається до рафінаційного цеху [6].

У нашій країні і за кордоном широко поширені і застосовуються установки безперервного відбілювання, до складу яких входять різні по конструкції фільтри з механічним вивантаженням осаду і різні апарати для відбілювання.

Відомі наступні установки з безперервним відбілюванням:

- «Де Смет» (Бельгія);

- «Спейшим» (Франція);

- «Окрім» (Італія);

- «Бєрнардіні» (Італія);

- «Альфа-Лаваль» (Швеція);

- «Крупп» (Німеччина).

В установку фірми «Альфа-Лаваль» включені фільтри «Фунда» великої потужності, внаслідок чого збільшується продуктивність до 12 т/год. Особливістю цієї лінії є також застосування одностадійного відбілювання. Основний апарат розділений на чотири секції, розташовані одна над іншою. У кожній з секцій є мішалки для більш інтенсивного контакту олії з адсорбентом.

В установці фірми «Крупп» застосовується односекційний вакуум - відбільний апарат, в якому масло рухається тонкою плівкою з кількох напрямних жолобів, завдяки чому відбувається деаерація і видалення залишкової вологи. У нижній частині апарату підтримується певний рівень олії в залежності від необхідного часу реакції. Для запобігання потрапляння крапель олії в вакуумну систему у верхній частині апарату розташований відбивач крапель.

В установці фірми «Де Смет» вакуум - відбільний апарат складається з двох секцій, кожна секція оснащена розподільником гострого пара для перемішування середовища. У верхній секції є змійовики для підігріву олії до потрібної температури. Апарат працює під абсолютним тиском 0,005 - 0,008 МПа. Крім того, в дану установку включена ще одна технологічна операція - обробка олії лимонною кислотою з метою більш повного виведення фософоліпідів.

В установці фірми «Спейшим» для фільтрування використовуються пластинчасті (листові) фільтри. Також передбачено попереднє підсушування і деаерація суспензії; відбілювання здійснюється в двосекційному горизонтальному апараті. В установці використовують два типи порошків: один - для відбілювання (в кількості 1%), інший (в кількості 0,1-0,2%) для створення дренажного шару.

Особливістю установки фірми «Окрім» є використання для фільтрації свічових (патронних) фільтрів і трьохсекційною відбільної колони. У всіх секціях здійснюється автоматичний контроль рівня олії і температури [6,8].

1.4 Вибір та обґрунтування технологічного процесу

У відповідності з заданою продуктивністю і видом сировини, мною обрана установка фірми «Де Смет» продуктивністю 108 т/добу.

Поряд з відомими установками з безперервного відбілювання, установка фірми «Де Смет» включає ще одну технологічну операцію - обробку олії лимонною кислотою. Така обробка олії дозволяє ще більш повно вивести фосфоліпіди, так як вони ускладнюють проникнення пігментів до внутрішньої адсорбційної поверхні. Завдяки таким розвиненим полярним властивостям фосфоліпіди легко затягують пори на поверхні адсорбенту і тим самим знижують ефект освітлення олії.

Крім того, застосування гострої пари замість механічних перемішуючих пристроїв у вакуум - відбільному апараті є відмінною особливістю лінії відбілювання цієї фірми. Завдяки відсутності механічних ущільнень у відбільному апараті, можна мінімізувати доступ повітря до олії, яка в присутності глини дуже піддається окисленню при контакті з повітрям. Тривалість контактування олії з відбільною глиною можна регулювати, змінюючи рівень суміші у відбільному апараті [9, 10].

В якості адсорбенту використовується «Grade» F - 160, що дозволяє зменшити сумарні витрати адсорбенту і у зв'язку з цим збільшити час фільтрації, скоротити питому витрату пари, стиснутого повітря для обслуговування фільтрів. Також скорочуються втрати олії у фільтрувальному осаді.

Таким чином, обробка олії лимонною кислотою, застосування гострої пари і «Grade» F - 160 на лінії безперервного відбілювання фірми «Де Смет», дозволяє підвищити якість вибіленої олії, а, отже, поліпшити якість готового продукту і забезпечити необхідні техніко - економічні показники виробництва.

2. Опис схеми технологічних процесів та її характеристик

Вихідна олія після секції кислотної гідратації (лужної рафінації), висушена у вакуум-сушильному апараті (поз.ВСА1), насосом (поз. Н1) подається в змішувач (поз. ЗМ1), куди дозуючим пристроєм (поз. ДУ1) безперервно подається лимонна кислота (поз. Є1). Суміш олії з кислотою надходить в реактор (поз. РЗ1), в якому змішується з відбільною глиною, яка подається з бункера (поз. Б1) через дозуючий пристрій (поз. ДУ2). Змішувач (поз. РЗ1) служить для приготування суспензії олії з адсорбентом. В апарат безперервно надходять з бункера відбілюючі порошки і відбілювальний жир в кількості 25% від загальної маси. Суміш ретельно перемішується мішалкою і виводиться із змішувача під розрідженням через деаератор (поз. Д1). Постійний рівень суспензії підтримується за допомогою поплавкового регулятора.

Дозування глини проводиться шнеком-дозатором (поз. ДУ2) з варіатором швидкості. Об'єм реактора дозволяє витримувати суміш олії, кислоти та глини протягом 30-40 хвилин. Тривалість контактування можна регулювати, змінюючи рівень суміші в реакторі.

З нижньої частини реактора суміш засмоктується під вакуумом у верхню частину відбільного апарату (поз. ВВА1 ), де вона підігрівається під вакуумом (тиск 7,3 кПа) до потрібної температури (90-100°С). Одночасно з нагріванням відбувається деаерація суміші. Далі по переливній трубі в центрі апарату суміш перетікає в нижню частину відбільного апарату, в якій перемішується гострою парою протягом 30 хвилин, і далі насосом (поз. Н2) подається на фільтрування.

Суспензію фільтрують поперемінно на одному з двох горизонтальних герметичних листових фільтрах марки АМА (поз. Ф1, Ф2). Фільтрувальним елементом є металева сітка. Відфільтрована олія направляється в збірник відбіленої олії (поз. З1), що працює так само, як відбільний апарат, під вакуумом для запобігання окислення олії. Із збірника (поз. З1) вона відкачується насосом (поз. Н3) на контрольні фільтра (поз. Ф3, Ф4) і далі на вінтеризацію. В якості фільтрувального елемента використовуються рукава з синтетичної тканини.

По закінченню циклу фільтрування (забивання фільтру) олія з відпрацьованої відбільної глини витягується шляхом продувки осаду парою. Знежирена глина скидається з пластин за допомогою спеціальної вібраційної системи і відводиться в бункер для відпрацьованої віддільної глини (поз. Б1, Б2).

Вакуум у відбільному апараті створюється за допомогою двоступеневого пароежекторного вакуум-насосу (поз. ПВН1), який одночасно підтримує розрідження і в сушильному апараті (поз. ВСА1).

Пароводожирова емульсія при продувці осаду конденсується в охолоджувачі (поз.ОХ1). Олія зливається в збірник (поз.С2) і насосом (поз.Н4) відкачується на подальшу обробку.

Продуктивність лінії 108 т/добу відбіленої олії [10].

3. Нормативна документація на сировину, матеріали, готову продукцію та корисні відходи

3.1 Вихідна сировина

Сировиною ділянки адсорбційного рафінування є олія соєва рафінована за ДСТУ 4534: 2006 Олія соєва. Технічні умови [3].

Основні фізико-хімічні і органолептичні показники олії соєвої рафінованої наведені в таблиці 3.1.

3.2 Характеристика допоміжних матеріалів

В якості допоміжних матеріалів на ділянці адсорбційного рафінування використовуються:

- лимонна кислота харчова по ГОСТ 908-79. Основні показники: вміст основної речовини - не менше 99,5%; вміст золи - не більше 0,35%; вміст сірчаної кислоти - не більше 0,03% [12].

- «Grade F - 160» - адсорбент фірми «Engelhard», США, за гігієнічними показниками МОЗ України №5.08.07/864 з 09.03.2000г. Основні показники: зовнішній вигляд - кислотно-активований порошок природного бентоніту, світло-сірого кольору; рН - 3,2; кислотність - 6 мг КОН / г; вільна волога - 11%; насипна маса 500г/л.

3.3 Характеристика готової продукції

Готовою продукцією ділянки адсорбційного рафінування є олія соєва рафінована за ДСТУ 4534: 2006 Олія соєва. Технічні умови [3].

Органолептичні і фізико-хімічні показники олії соєвої рафінованої наведені в таблиці 3.1

Таблиця 3.1 - Органолептичні і фізико-хімічні показники олії соєвої рафінованої

Назва показника	Норма для олії
	Рафінованої
Прозорість	прозоре
Запах і смак	притаманні рафінованій олії соєвій, без стороннього запаху та присмаку
Прозорість	прозоре
Запах і смак	притаманні рафінованій олії соєвій, без стороннього запаху та присмаку
Колірне число, мг йоду, не більше ніж	45*
Кислотне число, мг КОН/г, не більше ніж: -- свіжовиробленої олії -- наприкінці терміну зберігання	0,3 0,4
Пероксидне число, Ѕ О ммоль/кг, не більше ніж: -- під час випуску з підприємства -- наприкінці терміну зберігання	6,0 10,0
Масова частка фосфоровмісних речовин, %, не більше ніж:-- у перерахунку на стеароолеолецитин-- у перерахунку на Р2О5	0,1** 0,008
Масова частка нежирових домішок, %, не більше ніж	не допустимо
Масова частка вологи та летких речовин, %, не більше ніж	0,10
Мило(якісна проба)	не допустимо
Температура спалаху олії екстракційної, оС, не нижче ніж	225
Анізидинове число	не нормують***

Допустимі рівні показників безпеки наведено у таблицях 3.2-3.4.

Таблиця 3.2 - Допустимі рівні вмісту токсичних елементів і мікотоксинів в олії соєвій

Назва токсичного елемента	Допустимі рівні, мг/кг, не більше ніж
Свинець	0,1
Миш'як	0,1
Кадмій	0,05
Ртуть	0,03
Мідь	0,5
Залізо	5,0
Цинк	5,0
Афлатоксин В1	0,005
Зеараленон	1,0

Таблиця 3.3 - Допустимі рівні вмісту пестицидів в олії соєвій

Назва пестициду	Максимально допустимі рівні, млн. -1 (мг/кг)
	Для безпосереднього використовування на харчові цілі	Для перероблення на харчові продукти
ГХЦГ гама-ізомер (гексахлоран)	0,05	1,0
Гептахлор	не допустимо
ДДТ	0,1	0,25

3.4 Характеристика корисних відходів

Корисним відходом виробництва є відпрацьований адсорбент, показники якого нормуються згідно з СОУ 15.4-37-210:2004 [13].

У відповідності з галузевим стандартом відпрацьований адсорбент ділять на марки: М1 - призначена для виготовлення комбікормів; М2-призначена для виготовлення паст для миття та чищення.

У таблиці 3.4 представлені основні фізико-хімічні показники відпрацьованого адсорбенту.

Таблиця 3.4 - Основні фізико-хімічні показники відпрацьованих адсорбентів

Найменування	Характеристика показника
	марка М1	марка М2
Масова доля жиру, %	20-65	20-65
Кислотне число, мг КОН/г	5	30
Перекисне число, О моль/кг	23	60

4. Технологічні розрахунки

4.1 Вихідні дані для розрахунків

Сировиною для лінії адсорбційного рафінування є олія соєва рафінована недезодорована, що має наступні показники: кислотне число - 0,3 мг КОН/г, масова частка вологи і нелетких речовин не більше 0,1%.

В якості адсорбенту використовується «Grade» F - 160. Його насипна маса 500 г/л, витрати адсорбенту становлять 0,1-1%.

Продуктивність схеми безперервного адсорбційного рафінування на лінії відбілювання фірми «Де Смет» 108 т/добу.

4.2 Розрахунок матеріального балансу

Дана схема адсорбційного рафінування олій на установці фірми «Де Смет» продуктивністю 108 т/добу включає стадію сушки олії у вакуум-сушильному апараті (після лужної рафінації) і стадію відбілювання та фільтрування олії на механізованих фільтрпресах.

4.2.1 Стадія сушки

На стадії сушки, у відповідністі до нормативів втрат і відходів нормуються лише втрати, які складають 0,005%.

Таким чином, вихід рафінованої недезодорированої (висушеного) олії становить:

100-0,005=99,995%, (4.1)

де 100 - кількість олії рафінованої недезодорированої (промитої), %;

0,005 - норма втрат, %;

Отже, вихід олії рафінованої недезодорированої висушеної становить

99,995%.

4.2.2 Стадія адсорбційного очищення

На стадії відбілювання та фільтрації на механізованих фільтрах у відповідність з нормативами відходів і втрат нормуються:

- відходи - 0,2А

- втрати - 0,05А,

де А - кількість введеного адсорбенту, в % від маси олії.

Таким чином, сума відходів і втрат становитиме:

ОДА + 0,05А=0,25А (4.2)

В даному випадку, в якості адсорбенту для відбілювання олії застосовується «Grade» F - 160, так як він має високі показники (див. розділ 3.2), гарну фільтрацію, малі витрати (0,1-1%), практично не зачіпає токофероли.

На підставі перерахованого, приймаємо А = 0,3%.

Тоді за формулою (4.2) сума відходів і втрат становитиме:

0,25-0,3 = 0,075%

Отже, вихід олії рафінованої недезодорированої вибіленої складе:

99,995 - 0,075=99,92%, (4.3)

де 99,995 - олія рафінована недезодорована висушена,%

0,075 - сума відходів і втрат.

4.2.3 Витрати лимонної кислоти

За практичними даними, витрати лимонної кислоти становить в середньому 1 = 50 г/т жиру. Відповідно, розчину концентрацією 15% потрібно: [14]

g_л = = 0,33 кг/т (4.4)

Витрати на годину при продуктивності 5,0 т дорівнюють:

G_л = g_л m

де g_л - кількість розчину лимонної кислоти концентрацією 15 %, кг/т;

m - годинна продуктивність, т/год (т =4,5 т/год).

Тоді згідно з формулою (4.5):

G_л = 0,33 4,5 =1,5 кг/г

На підставі виконаних розрахунків складаємо матеріальний баланс адсорбційного рафінування рослинних олій.

Таблиця 4.1 - Матеріальний баланс процесу адсорбційного рафінування рослинних олій

Прихід	%	кг/т	Витрати	%	кг/т
Олія рафінована недозодорована Адсорбент Лимонна кислота	100 0,3 0,33	1000 3,0 3,3	Олія рафінована недозодорована (висушена і вибілена) Відходи і втрати, у тому числі: -олії на стадії сушки -олії на стадії адсорбційного очищення -адсорбенту	99,92 0,71 0,005 0,075 0,63	999,2 7,1 0,05 0,75 6,3
Усього:	100,63	1006,3	Усього:	100,63	1006,3

Для зручності подальших розрахунків визначаємо вантажообіг сировини і матеріалів по цеху продуктивністю 108 т/добу в процесі адсорбційного очищення з урахуванням процесу сушки.

Таблиця 4.2 - Вантажообіг сировини і матеріалів по цеху продуктивністю 108 т/добу

Сировина і матеріали	кг/т	кг/с	т/доб
Олія рослинна рафінована недозодорована	1000,0	1,25	108,00
Олія рослинна рафінована недозодорована висушена	999,95	1,1573	99,995
Олія рослинна рафінована недозодорована висушена вибілена	999,2	1,1565	99,92
Адсорбент	3,0	0,00347	0,3
Лимонна кислота	3,3	0,38*10 -2	0,33
Усього відходів і втрат	7,1	0,44*10-3	0,71

4.3 Тепловий баланс

4.3.1 Тепловий баланс вакуум-сушильного апарату (поз. ВСА1)

Тепловий баланс для стадії сушки можна записати в наступному вигляді:

Q₁= Q₂ + Q₃ + Q_вт

де Q1 - кількість теплоти олії нейтралізованої, кВт;

Q2 - кількість теплоти висушеної олії, кВт;

Q3 - кількість теплоти води, кВт;

Q_вт - втрати тепла, кВт.

Рівняння (4.6) можна представити в наступному вигляді:

,

де С₁ - теплоємність олії при заданій температурі, кДж/кг•К (при 100 °С) С₁=2,17 кДж/кг•К);

с_в - теплоємність води, кДж/кг•К;

G₁, G₂ - відповідно, кількість олії нейтралізованої і висушеної,

кг/с (див. розділ 4.2);

W - кількість випареної вологи, кг/с.

Кількість випареної вологи розраховуємо по наступному рівнянню:

W =

де х₁,х₂ - відповідно початковий і кінцевий вологовміст олії, %

(х₁=0,5%, х₂=0,05%) [14].

Тоді, у відповідність з рівнянням (4.8) кількість випареної вологи складе:

W = = 0,005625 кг/с

G₂ = 1,25 - 0,005625 = 1,244375 кг/с

Кількість втрат тепла складе:

Q_вт = [ (G₁ c₁ t₁ - G₂ c₂ t₂) + W с_в t_в] 0,05

Q_вт= [(1,25•2,17•373-1,244375•2,17•373) + 0,005625•4,19•373] •0,05 = 0,6672 кВт

З урахуванням знайдених значень робимо перевірку рівняння (4.7):

1,25•2,17•373=1,244375•2,17•373 + 0,005625•4,19•373 + 0,6672

1011,76 = 1012,66

4.3.2 Тепловий баланс підігріву олії у вакуум - відбільному апараті (поз. ВВА1)

Схема теплових потоків на стадії підігріву олії у вакуум - відбільному апараті має вигляд:

Тепловий баланс данної стадії можна представити в наступному вигляді:

Q₁ + Q_п = Q₂ + Q_к + Q_вт