Технологический расчет линии по производству 1000 кг подсолнечного масла в смену с анализом работы центробежной обрушивающей машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Технологический расчет линии по производству 1000 кг подсолнечного масла в смену с анализом работы центробежной обрушивающей машины



Введение

Растительные масла - необходимая составная часть сбалансированного рациона питания человека. На их долю приходится значительная часть энергетической ценности пищи. Вместе с ними организм получает ряд физиологически важных веществ: фосфатиды, незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты, витамины, стерины. Потребление растительных жиров крайне важно для человеческого организма.

Польза подсолнечного масла еще в том, что полезные вещества, входящие в состав данного масла, положительно влияют на деятельность эндокринных и половых желез. Значительно улучшают память человека, активно участвуют в обменном процессе белков, углеводов. Витамин Е, который является поставщиком в организм человека здоровой энергии, совершенно невозможно сравнить с аналогом данного витамина синтетического происхождения, продающегося в аптеке, который проходит под названием «Витамин Е».

Совершенно необходимо отметить, что неизменная польза подсолнечного масла заключается в большой диетической ценности данного продукта питания. Употребляя подсолнечное масло, можно быть полностью уверенным, что благодаря уникальному составу полезных веществ, составляющих этот продукт, растительные жиры не будут скапливаться в организме человека, наоборот, оно помогает значительно регулировать жировой баланс организма человека. Включая растительное масло в рацион питания, вы уменьшаете уровень холестерина в крови, соответственно, снижаете риск заболеванием инфарктом и инсультом.

Именно этим обусловлена структура отношений товар-рынок. Как любой необходимый продукт, растительное масло всегда будет пользоваться спросом. Поэтому крайне важно рассмотреть различные свойства и характеристики растительных масел и рынка современной торговли этими маслами. Годовое потребление растительного масла в России оценивается экспертами в пределах 1400 тыс. тонн, из них 1150 тыс. тонн приходится на подсолнечное масло.

Емкость отечественного потребительского рынка растительных масел по отношению к предыдущему году увеличилась на 8%, что обусловлено сокращением потребления более дорогих жиров животного происхождения.

Лидерами рынка по известности являются марки «Злато» и «Олейна». Эти марки вспоминаются чаще других, когда речь заходит о растительном масле. Около 20% участников опроса назвали их при первом упоминании, а общий уровень спонтанного знания этих марок составляет 50% и 45% соответственно. Как известно, масло «Злато» появилось на российском рынке значительно позже продукта швейцарской фирмы «Олейна». Однако, активная деятельность компании «Русская бакалея» по продвижению этого продукта, производимого в Аргентине, за короткий срок сделала марку хорошо известной. Она обошла лидера прошлых лет марку «Олейна»: уровень знания марки «Злато» с подсказкой статистически значимо выше аналогичного показателя для масла «Олейна».

На третьем месте стоит марка «Идеал». За ней следует «Натура». Начиная с пятого места, расположились марки отечественных производителей - «Золотая семечка», «Кубанское», «Слобода», «Краснодарское». Они мало отличаются по уровню знания с подсказкой, но уровень спонтанного знания относительно новой на рынке марки «Золотая семечка» компании «Юг России» значимо выше марок «Кубанское», «Слобода», «Краснодарское».

Целью курсовой работы является изучение современных технологических процессов производства подсолнечного масла и оборудование его производства.



1. Производство подсолнечного масла

1.1 Характеристика подсолнечного масла соответствующей требованиям ГОСТ Р 52465 - 2005

центробежный подсолнечный масло

Подсолнечное масло получают экстрагированием, т.е. извлекают жир из дробленых семян с помощью какого-либо растворителя, или прессованием. В результате экстрагирования из семян почти полностью извлекается масло, в жмыхе остается не более 1% жира. При прессовании в жмыхе остается до 6 - 10% жира. Применяется как горячее, так и холодное прессование. В масле холодного прессования содержится больше белковых и слизистых веществ, чем в масле горячего прессования, но оно имеет более яркую окраску и ароматнее. Для удаления из масла примесей белка и слизистых веществ его подвергают очистке - рафинированию.

В состав подсолнечного масла входят: олеиновая и линолевая кислоты, глицериды пальмитиновой, стеариновой, арахидоновой, лигноцериновой, олеиновой и линолевой кислот, витамины А, B, D, E, К, минералы, лецитин, инулин (inulin):

· до 19,1% белка

· 26,5% углеводов

· oколо 2% фитина

· 1,5% дубильных веществ

Подсолнечное масло: жирно-кислотный состав

· Линолевая кислота - 46-62%;

· Олеиновая кислота - 24-40%;

· Пальмитиновая кислота - 3,5-6,4%;

· Стеариновая - 1,6-4,6%;

· Линоленовая - до 1%;

· Арахиновая - 0,7-0,9%;

· Миристиновая - до 0,1%

При производстве подсолнечного масла прессовый способ сохраняет полезные свойства подсолнечного масла (не разрушаются витамины).

Витамин А недаром занимает первое место в «витаминном алфавите». Он принимает участие во всех основных функциях организма. Этот витамин необходим для сохранения и восстановления хорошего зрения. Он также помогает вырабатывать иммунитет ко многим болезням, в том числе и к простудным. Без витамина А невозможно здоровое состояние эпителия кожи. Этот витамин препятствует слущиванию внутренних слизистых оболочек кровеносных сосудов, желче- и мочевыводящих путей.

Витамин А предохраняет нас от последствий контакта с загрязненным воздухом, при стрессах и болезнях, которые резко снижают запас этого витамина в организме.

Витамины группы В-жизненно важные соединения, участвующие во всех клеточных процессах. Витамины B относятся к группе водорастворимых витаминов, поэтому их одно временный прием с некоторым количеством воды обеспечивает наилучшее усвоение.

Витамины группы В всасываются в печень, а их избыток выделяется с мочой. Таким образом создается лишь небольшой резерв свободных витаминов, который должен постоянно пополняться. Необходимо позаботиться о получении витамина B из разнообразного и сбалансированного рациона, или принимать в виде пищевых добавок.

В группу витаминов B входят 11 различных витаминов, среди них тиамин (витамин В1), рибофлавин (витамин В2), ниацин (витимин B3), фолиевая кислота (витамин B9), пиродиксин (витамин В6), пантотеновая кислота (витамин B5), витамин B12. Группа этих витаминов ответственна за деление и рост клеток плода, усвоение материнским организмом протеина, предотвращение анемии и токсикоза беременных. Прием витаминов группы В в необходимых дозах предупреждает развитие нервозности, кожных проблем, упадка сил.

Витамин D участвует в гомеостазе кальция, действуя на кишечник и кости. Он выполняет свою активную функцию в виде метаболита кальцийтриола, образуемого в почках под влиянием паратиреоидного гормона. В кишечнике витамин D регулирует всасывание кальция и фосфата. В костях он имеет особое значение для минерализации вновь образующейся ткани. Витамин D имеет также значение для регуляции обмена веществ в костной ткани, что является основой его эффекта при остеопорозе. Повидимому, он участвует также в росте клеток и их дифференциации, т.к. рецепторы витамина D были обнаружены во многих клетках млекопитающих, включая опухолевые клетки.

Витамин Е играет важную роль как антиоксидант, он предотвращает деградацию полиненасыщенных жиров, защищает клетки от повреждения свободными радикалами. Хотя люди должны дышать кислородом, чтобы остаться в живых, кислород является опасным веществом внутри организма, потому что он может сделать молекулы чрезмерно реактивными. Когда кислородсодержащие молекулы становятся слишком реактивные, они могут начать повреждения клеточных структур вокруг себя. В химии эта несбалансированная ситуация с участием кислорода называется окислительным стрессом.

Витамин Е помогает предотвратить окислительный стресс, замедляет процесс старения клеток вследствие окисления и улучшает их питание.

Некоторые исследователи считают, что витамин Е является самым важным антиоксидантом, содержащийся в пище, среди другие наиболее известных антиоксидантов: витамин C, глутатион, бета-каротин.

Витамин К относится у группе витаминов, растворяющихся в жирах. Такое название он получил из-за участия в процессе коагуляции (свертывании) крови - koagulations vitamin. Этот витамин может накапливаться в клетках печени, что может привести к его передозировке при чрезмерном употреблении. При этом повреждаются клетки печени, головного мозга, красной крови (эритроциты). Однако, такая картина наблюдается очень редко. Витамин не устойчив в щелочных растворах и при воздействии ультрафиолетовых лучей. Среди природных веществ активными считаются витамин К1 и витамин К2, среди синтетических - витамин К3 и водорастворимый аналог викасол. В желудочно-кишечном тракте синтезируется только витамин К2. Его производят микроорганизмы тонкого кишечника. Большую часть витамина К синтезирует кишечная палочка. Остальные формы этого соединения поступают с пищей.

1.2 Сырье для производства подсолнечного масла

Сырьем для получения подсолнечного масла служат семена масличного растения подсолнечника, семейства сложноцветных, содержащие до 32% жира. В нашей стране подсолнечник сеется в больших количествах в южных районах.

В семечках удивительным образом соединились и вкус, и польза. По биологической ценности они находятся на одном уровне с мясом и яйцами, а вот усваивает их организм значительно легче.

По содержанию витамина D семечки опережают даже жир печени трески, который традиционно считается его наилучшим источником. Аминокислоты, имеющиеся в белках семян подсолнуха, в значительной степени влияют на жировой обмен организма. Семечки содержат целый перечень ненасыщенных жирных кислот, необходимых человеку: олеиновую, стеариновую, линолевую, пальметиновую, арахидоновую и прочие. Некоторые из этих кислот, объединенные общим названием витамин F, не вырабатываются человеческим организмом, хотя важны для его нормального функционирования даже в большей мере, чем некоторые другие витамины. При недостатке этих веществ начинаются процессы преждевременного разрушения нервных волокон и клеточных мембран; из организма не выводится избыточный холестерин, что может привести к атеросклерозу или инфаркту миокарда.

Семечки подсолнуха - великолепный источник микроэлементов. Их употребление обеспечит организм фосфором, магнием и калием. Последнего в них в пять раз больше, чем в бананах и апельсинах. Кроме того, они восполняют недостаток железа, селена, натрия, кремния, цинка, фтора, марганца, хрома, меди, йода, кобальта, молибдена.

По содержанию жирорастворимых витаминов этот продукт также смело можно назвать рекордсменом. Например, суточная доза витамина Е - это всего 50 г. семечек. Этот витамин помогает организму бороться с канцерогенными веществами, является хорошим антиоксидантом, предохраняет от разнообразных излучений. Благодаря витамину А кожа, ногти и волосы остаются красивыми, а зрение - четким. Витамин D помогает организму усваивать кальций, что важно для роста костной ткани. Поэтому получение этого витамина в достаточном количестве необходимо для нормального развития детей и подростков.

Другие компоненты, о которых стоит упомянуть - это каротиноиды, дубильные вещества, фитин, винная и лимонная кислоты, углеводы.

Семечки подсолнуха нередко применяют в косметологии, поскольку найденные в них вещества позитивно влияют на состояние кожи и слизистых оболочек, способствуют нормализации кислотно-щелочного баланса.

Семечки подсолнуха относятся к пище с очень высокой калорийностью, ведь 100 г. продукта обладают энергетической ценностью 600 ккал, что в несколько раз превышает калорийность мяса и хлеба, не говоря уже об овощах и фруктах.

В семечках, в отличие от других пищевых продуктов, полезные вещества могут сохраняться в течение длительного периода времени. Они способны «перезимовать», не утратив своих питательных и полезных свойств, поскольку надежно защищены скорлупой от внешних факторов. А вот от приобретения очищенных семечек лучше отказаться: жиры в них окисляются, поэтому вреда от них больше, чем пользы.



1.3 Технология производства

Особенности производства и потребления готовой продукции. В практике производства растительных масел существуют два принципиально различных способа извлечения масла из растительного маслосодержащего сырья: механический отжим масла - прессование и растворение масла в легколетучих органических растворителях - экстракция. Эти два способа производства растительных масел используются либо самостоятельно, либо в сочетании одного с другим.

В настоящее время для извлечения масла сначала используют способ прессования, при котором получают ³/₄ всего масла, а затем - экстракционный способ, с помощью которого извлекают остальное масло.

Прессуют масло на непрерывно действующих прессах шнекового типа (форпрессах и экспеллерах). При увеличении давления частицы мезги сближаются, масло отжимается, а прессуемый материал уплотняется в монолитную массу жмых (ракушку). При этом в жмыхе остается 5…8% масла (от массы жмыха).

В процессе экстракции в остатке, который называют шротом, остается не более 0,8…1,2% масла. В качестве растворителей применяют экстракционный бензин, гексан, ацетон, дихлорэтан и др. Лучше всего применять бензин с интервалом температуры кипения 70…85°С, что позволяет отгонять его из масла при более мягких условиях.

Масло, которое находится на поверхности вскрытых клеток, при омывании бензином легко растворяется в нем. Значительное количество масла находится внутри невскрытых клеток или внутри замкнутых полостей (капсюль).

Извлечение этого масла требует проникновения растворителя внутрь клетки и капсюль и выхода растворителя в окружающую среду. Процесс этот происходит за счет молекулярной и конвективной диффузии.

В результате экстракции получают раствор масла в растворителе, называемый мисцеллой, и обезжиренный материал - шрот. Концентрация масла в мисцелле 12…20%.

Из экстрактора (шнекового или ленточного) мисцеллу направляют на фильтрацию для удаления из нее механических примесей. Отфильтрованную мисцеллу и шрот направляют на отгонку из них растворителей. Эту операцию называют дистилляцией, которая проходит в две стадии. Сначала отгоняют основную часть растворителя при 80…90°С до концентрации масла в мисцелле 75…80%. Затем дистилляцию осуществляют в вакууме при 110…120°С с продувкой острого пара.

Процесс очистки масла от нежелательных групп липидов и примесей называют рафинацией. Механическая рафинация включает различные физические методы: отстаивание, фильтрацию и центрифугирование. Гидратация маслаобработка водой для осаждения слизистых и белковых веществ. Щелочной рафинацией называют обработку масел щелочью. Адсорбционная рафинация (отбеливание) - удаление и осветление масла порошкообразными веществами (адсорбентами - глиной, кремнеземистыми соединениями, селикагелем, углями и др.). Дезодорация - устранение неприятного запаха масла методом фракционной отгонки, основанной на различиях в температурах кипения триглицеридов и ароматизирующих веществ.

В курсовой проект принимают прессовой метод. Производство растительного масла состоит из следующих стадий:

- очистка и сушка семян;

Семенная масса, поступающая на хранение и переработку, представляет собой неоднородную смесь, состоящую из семян и посторонних примесей: органических (стебли, листья, оболочки семян), минеральных (земля, камни, песок) и масличных (поврежденные семена). Присутствие примесей снижает производительность технологического оборудования, увеличивает износ рабочих органов машин, некоторые из примесей придают маслу несвойственную окраску, снижают пищевое достоинство масел, пищевую и кормовую ценность шротов. Наконец, примеси являются источником микроорганизмов в семенной массе, способствуя порче семян при хранении. Примеси таким образом осложняют хранение и переработку семян, и поэтому необходимо очищать семена от примесей.

Методы очистки зерна и семян от посторонних примесей и используемое для этих целей оборудование рассматриваются в курсе «Товароведение продовольственных товаров».

Особенностью подготовки семян подсолнечника является их калибровка, т.е. разделение семенной массы по размерам на 2-3 фракции.

Длительно устойчиво храниться могут только сухие семена, поэтому масличные семена, поступающие на хранение, должны иметь среднюю влажность примерно на 2-3% ниже критической. Семена подавляющего большинства масличных растений поступают после уборки с влажностью, значительно превышающей оптимальные значения.

Обычно семена сушат смесью воздуха и дымовых газов в сушилках шахтного типа (ВТИ, ДСП). Высушенные семена охлаждают в охладительной камере, продувая через них атмосферный воздух. Для уменьшения нежелательных изменений в семенах при тепловом воздействии применяют двухступенчатую сушку.

В используемых для двухступенчатой сушки сушилках типа ДСП сушильная камера по высоте разбита на две части - в верхней части (первая ступень) осуществляется сушка при невысоких температурах сушильного агента, в нижней части (вторая ступень) - досушка при повышенных температурах.

В сушилках шахтного типа сушку семян ведут в плотном перемещающемся слое, требующем большей продолжительности процесса. В сушилках другого типа - барабанных, высушивание семян идет в пересыпающемся (полувзвешенном) слое. Семена заполняют 20-25% всего объема сушильного барабана, сушильный агент движется параллельно движению семян, способствуя перемещению их к выходу из сушилки. Чем выше влажность семян, тем они тяжелее и тем дольше находятся в сушилке. Сухие семена, более легкие, быстрее выносятся из зоны сушки. Это способствует ускорению сушки и повышению однородности высушенных семян по влажности.

Наиболее перспективными являются сушилки, в которых подсушка семян происходит в так называемом «кипящем» слое. Если через слой семян, лежащих на горизонтальной сетчатой плоскости, снизу вверх продувать воздух, то при достижении определенной скорости воздуха, когда каждое семя начнет испытывать воздействие воздушного потока, равное его массе, оно будет совершать колебания по вертикали около какой-то средней точки, не отрываясь от общей массы.

- отделение чистого ядра и его измельчение;

При выработке высококачественных масел, шротов и жмыхов обрушивание и выделение из рушанки оболочек семян являются важными и необходимыми технологическими операциями.
В процессе переработки семян из оболочек в масло переходят воскоподобные и другие нежелательные вещества, ухудшающие вкус и запах, увеличивающие кислотное число и цветность масел, а также снижающие их стойкость при хранении.
Количественные соотношения между ядром и оболочкой семян при их переработке в схемах, предусматривающих удаление оболочек, непосредственно сказываются на производительности основного оборудования, качестве вырабатываемой продукции и на выходе жмыха, масла, лузги.
Максимальное выделение оболочек из семян перед их переработкой является обязательным условием, обеспечивающим получение в производстве высококачественных масел и высокобелковых шротов.
К основным процессам, обеспечивающим отделение ядра от других морфологических частей масличных семян, следует отнести обрушивание и разделение рушанки.
Обрушивание семян подсолнечника производится на семенорушках. Назначение семенорушек состоит в полном обрушивании семян при минимальном получении сечки ядра и масличной пыли.
Каждая семенорушка должна работать спарено со своей семеновейкой, это необходимо не только для сокращения замасливания лузги, но и для установления правильного технологического режима работы семенорушки и ее семеновейки.
При спаренной работе легко установить дефекты в работе каждой машины и устранить их.
Обрушенные на семенорушках семена подсолнечника - рушанка - состоят из обрушенных, целых, нормальных и щуплых ядер, различных крупных частиц ядер, масличной пыли, целых семян, недоруша, сора (растительного и минерального).
Основное назначение семеновеек заключается в отделении максимального количества лузги из рушанки при минимальной потере масла в лузге.
При измельчении ядра подсолнечных семян преследуют основную цель - добиться полного разрушения клеточной структуры ядра, что способствует более полному извлечению масла. Для измельчения ядра подсолнечных семян применяют вальцевые станки.
На качество измельчения ядра оказывает влияние его влажность. Оптимальная влажность ядра для максимального разрушения клеточной структуры лежит в пределах 5,0-6,0%. Повышение влажности ядра по сравнению с указанной ухудшает качество измельчения (помола).
Качество помола мятки ухудшается так же с увеличением лузжистости ядра, так как лузга обладает твердой структурой по сравнению с ядром и ее присутствие в ядре увеличивает расстояние между размольными валками, вследствие чего и ухудшается тонкость помола мятки.
Проход полученной мятки через 1 мм сито должен быть не менее 60%.
Для проведения оптимального технологического режима измельчения ядра на пятивальцовом станке Б6-МВА и получения мятки необходимого помола необходимо соблюдать следующие условия:
- качество ядра поступающего на вальцы должно соответствовать необходимым требованиям по влажности и лузжистости;
- необходимо производить своевременную нарезку и шлифовку размольных валков;
- не превышать нормальную нагрузку вальцового станка, руководствуясь показаниями амперметра электродвигателя, приводящего в движение станок;

- тепловая обработка;

Жарение мятки масличных семян в жаровнях (то есть кондиционирование ее по влажности и температуре) является одним из важных процессов подготовки товара к отжиму масла.
Режим влаготепловой обработки мятки (кондиционирование) определяется закономерностями массо - (влаго-) и теплопереноса.
Процесс жарения мятки перед прессованием осуществляется в два этапа. На первом этапе проводится как нагрев, так и увлажнение мятки до оптимальных пределов. На втором этапе жарения производится высушивание мезги с доведением влажности и температуры до значений, определяемых технологическими требованиями применительно к перерабатываемому сырью.
При влаго - тепловой обработке мятки вследствие нагрева и смачивания поверхности белковых веществ происходит набухание их и частичное выделение масла на поверхности мятки. Набухание гелевой части мятки сопровождается повышением ее пластичности.
При высушивании мезги помимо снижения влажности происходит и дальнейшее изменение физических и химических свойств мятки в целом и ее составных веществ. Общий эффект жарения мезги выражается в понижении ее влажности, пластичности, уменьшении вязкости масла и изменении его поверхностного натяжения.
Острый водяной пар подаваемый в слой мятки, выполняет функции как влаго, так и теплоносителя. Как носитель влаги пар имеет то преимущество, что он при конденсации более равномерно распределяет влагу на мятке по сравнению с увлажнением водой. Однако действие пара как увлажняющего агента ограничено, так как оно постепенно снижается, а затем и прекращается по мере нагревания мятки.
Удаление испаряющейся влаги из жаровен на втором этапе производится с помощью естественной вытяжки через карманы и аспирационные трубы. Ограничение циркуляции воздуха в жаровнях обусловливается стремлением уменьшить контакт горячей масличной мезги с кислородом воздуха, вызывающий при жарении всякого рода окислительные процессы.
Структура мезги, поступающей на пресс, должна быть достаточно пластичной и упругой, чтобы, с одной стороны, можно было обеспечить хорошее брикетирование ракушки, и с другой, развить достаточно высокое давление в прессе без выползания мезги из зееров и получить при этом заданную масличность. Сочетание указанных свойств мезги определяется оптимальным соотношением температуры и влажности готовой мезги, выходящей из жаровни. Превышение (против оптимальной) влажности мезги вызывает выползание мезги из зееров, выход бесформенной жмыховой ракушки и повышение ее масличности. Отклонение от оптимальной влажности в сторону понижения вызывает пересушивание мезги, выход рассыпающейся жмыховой ракушки и опять-таки повышение ее масличности. Оптимальные влажность и температура гарантируют и оптимальную пластичность мезги.
Мезга выходящая из жаровни должна иметь следующие показатели:
а) при работе пресса в режиме предварительного прессования:
Влажность 5,0 - 6,5%
Температура 100 - 105%
б) при работе пресса в режиме окончательного прессования (на переделанных прессах)
Влажность 2,0 - 3,0%
Температура 114 - 120%
На качество полученной мезги большое влияние оказывает так же подготовка товара к влаготепловой обработке. Качество мятки поступающей в жаровню должно характеризоваться следующими показателями:
Влажность 5,5 - 6,5%
Лузжистость не более 15%
Проход через 1 мм сито не менее 60%

- извлечение масла (прессование);

Извлечение масла производят двумя способами: прессованием и экстракцией. На основе этих двух способов разработаны следующие технологические схемы производства растительных масел:

- однократное прессование;

двукратное прессование - извлечение масла путем предварительного отжима - форпрессования с последующим окончательным отжимом - экспеллированием;

- холодное прессование - извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой обработки;

- форпрессование - экстракция - предварительное обезжиривание масла путем форпрессования с последующим его извлечением путем экстракции бензином;

- прямая экстракция - экстракция растворителем без предварительного обезжиривания.

Влаготепловая обработка мятки - жарение. Для эффективного извлечения масла из мятки проводят влаготепловую обработку при непрерывном и тщательном перемешивании. В производственных условиях процесс влаготепловой обработки состоит из двух этапов:

Увлажнение мятки и подогрев в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки - инактиваторах или про-парочно-увлажнительных шнеках. Мятку нагревают до температуры 80-85°С с одновременным увлажнением водой или острым паром. При этом происходят избирательное смачивание и уменьшение энергии связи масла с нелипидной частью семян на поверхности мятки. Влажность семян подсолнечника после увлажнения составляет 8-9%.

Высушивание и нагрев увлажненной мятки в жаровнях различных конструкций. При этом изменяются физические свойства масла - уменьшаются вязкость, плотность и поверхностное натяжение. Материал, получаемый в результате жарения, называется мезгой.

Предварительный отжим масла - форпрессование. Прессованием называется отжим масла из сыпучей пористой массы - мезги. В результате прессования извлекается 60-85% масла, т.е. осуществляется предварительное извлечение масла - форпрессование. Для прессования применяют прессы различных конструкций. В зависимости от давления на прессуемый материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы предварительного съема масла - форпрессы и прессы окончательного съема масла - экспеллеры.

Шнековый пресс представляет собой ступенчатый цилиндр, внутри которого находится шнековый вал. Стенки цилиндра состоят из стальных пластин, между которыми имеются узкие щели для выхода отжатого материала. В результате форпрессования мезги получают форпрессовое масло (называемое часто прессовое) и форпрессовый жмых. Содержание масла в жмыхе составляет 14-20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на окончательное прессование или для получения лепестка. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24.

Окончательный отжим масла - экспеллирование осуществляется в более жестких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4-7%.

Извлечение масла методом экстракции органическими растворителями эффективнее прессового метода, так как содержание масла в проэкстрагированном материале - шроте - менее 1%.

В нашей стране в качестве растворителей для извлечения масла из растительного сырья применяют экстракционный бензин марки А и нефрас с температурой кипения 63-75°С.

Экстракция - это диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентраций мицеллы - растворов масла в растворителе внутри и снаружи частиц экстрагируемого материала. Растворитель, проникая через мембраны клеток экстрагируемой частицы, диффундирует в масло, а масло из клеток в растворитель. Под влиянием разности концентраций масло перемещается из частицы во внешнюю среду до момента выравнивания концентраций масла в частице и в растворителе вне ее. В, этот момент экстракция прекращается.

Экстракцию масла из масличного сырья проводят двумя способами: погружением и ступенчатым орошением.

Экстракция погружением происходит в процессе непрерывного прохождения сырья через непрерывный поток растворителя в условиях противотока, когда растворитель и сырье продвигаются в противоположном направлении относительно друг друга. По способу погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200». Такой экстрактор состоит из загрузочной колонны, горизонтального цилиндра и экстракционной колонны, внутри которых установлены шнеки. Сырье в виде лепестка или крупки поступает в загрузочную колонну, подхватывается витками шнека, перемещается в низ загрузочной колонны, проходит горизонтальный цилиндр и попадает в экстракционную колонну, где с помощью шнека поднимается в верхнюю ее часть. Одновременно с сырьем в экстрактор подается бензин температурой 55-60°С. Бензин перемещается навстречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцелы на выходе из экстрактора составляет 15-17%. Обезжиренный остаток сырья - шрот выходит из экстрактора с высоким содержанием растворителя и влаги (25-40%), поэтому его направляют в шнековые или чанные (тостеры) испарители, где из него удаляют бензин. К преимуществам экстракции погружением относятся: высокая скорость экстракции, простота конструкторского решения экстракционных, аппаратов, безопасность их эксплуатации. Недостатками этого способа являются: низкие концентрации конечных мицелл, высокое содержание примесей в мицеллах, что осложняет их дальнейшую обработку.

Экстракция способом ступенчатого орошения. При этом способе непрерывно перемещается только растворитель, а сырье остается в покое в одной и той же перемещающейся емкости или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает получение мицеллы повышенной концентрации (25-30%), с меньшим количеством примесей. Недостатки этого способа - большая продолжительность экстракции, повышенная взрывоопасность производства.

Наша промышленность использует горизонтальные ленточные экстракторы МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130, «Луги-100», «Лурги-200», ковшовые экстракторы «Джанациа», корзиночный экстрактор «Окрим». Более современным является карусельный экстрактор «Экстехник» (Германия), работающий по принципу многоступенчатого орошения в режиме затопленного слоя. При экстракции на ленточном экстракторе МЭЗ сырье из бункера подается на движущуюся сетчатую ленту транспортера, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно мицеллой и бензином. Экстрактор имеет 8.ступеней с рециркуляцией мицеллы и соответственно 8 мисцеллосборников.

После экстракции мицелла содержит до 1% примесей, и ее направляют на ротационные дисковые или патронные фильтры для очистки.

Дистилляция - это отгонка растворителя из мицеллы. Наиболее распространены трехступенчатые схемы дистилляции.

На первых двух ступенях мицелла обрабатывается в трубчатых пленочных дистилляторах. На первой происходит упаривание мицеллы. На второй - мицелла обрабатывается острым паром при температуре 180 - 220°С и давлении 0,3 мПа, что вызывает кипение мицеллы и образование паров растворителя. Пары растворителя направляются в конденсатор. На третьей ступени высококонцентрированная мицелла поступает в распылительный вакуумный дистиллятор, где в результате барботации острым паром под давлением 0,3 мПа происходит окончательное удаление следов растворителя. После дистилляции масло направляют на рафинацию.

- очистка (рафинация) масла;

Рафинация (очистка) масел состоит в том, что из них удаляют сопутствующие вещества и примеси: фосфатиды, пигменты, свободные жирные кислоты, пахучие вещества, примеси в виде обрывков тканей масличного материала.

Различают методы рафинации: физические методы (отстаивание, центрифугирование, фильтрация); химические - (нейтрализация); физико-химические (гидратация, дезодорация, отбеливание, вымораживание восков).

Механическая (первичная) очистка масел проводится для удаления различных механических примесей и частично коллоидно-растворенных веществ. Эта очистка производится путем отстаивания, центрифугирования или фильтрации масел.

Гидратация масел проводится для удаления фосфатидов, слизистых и других веществ, обладающих гидрофильными свойствами. При обработке масел горячей водой фосфатиды набухают, не растворяются в масле и выпадают в осадок в виде хлопьев.

Нейтрализация масел заключается в обработке их растворами щелочей с целью удаления свободных жирных кислот. Образующиеся при этом соли жирных кислот (мыла) адсорбируют другие сопутствующие вещества (фосфатиды, пигменты), поэтому нейтрализованное масло является более очищенным по сравнению с гидратированным.

При отбеливании (адсорбционная рафинация) из масел удаляются красящие вещества (пигменты). Для осветления масел используют твердые адсорбенты: отбельные глины, активированный древесный уголь. Отбеливанию подвергают масла, используемые при переработке для получения маргаринов и кулинарных жиров.

При дезодорации из растительных масел удаляются вещества, обусловливающие запах и вкус. Дезодорацию проводят путем отгонки ароматических веществ под вакуумом с острым паром, пропускаемым через жир при высокой температуре (210-230° С). После дезодорации масло является обезличенным по вкусу и запаху. В процессе рафинации из масел могут удаляться вещества, обладающие антиокислительными свойствами, а также имеющие физиологическую ценность, например витамины. Поэтому масла, поступающие в розничную торговлю, не всегда целесообразно подвергать глубокой рафинации.

Виды масла по обработке

В зависимости от вида обработки растительное масло может иметь следующее название:

1. нерафинированное - освобожденное от механических примесей путем отстаивания, фильтрования или центрифугирования. Такое масло сохраняет все свойства (цвет, вкус, запах), при длительном хранении оно портится и дает осадок (фус);

2. гидратированное - обрабатывается водой для удаления фосфатидов, которые дают осадок в масле. Это масло сохраняет свойства нерафинированного и не дает отстоя;

3. рафинированное - подвергается механической и химической обработке (рафинированию) щелочью, которая нейтрализует свободные жирные кислоты. Это масло не имеет осадка, стойко при хранении; окраска, вкус и запах - слабые;

4. рафинированное отбеленное дезодорированное - кроме рафинации подвергается еще отбелке и дезодорации. Отбелка приводит к обесцвечиванию масла путем обработки отбельными землями (глиной) с последующей фильтрацией через активированный уголь.

- фасование и хранение

Подсолнечное масло выпускают как фасованным, так и нефасованным. Расфасовывают масло по массе или объему в потребительскую тару, изготовленную из материалов, разрешенных для контакта с растительными маслами в установленном порядке. Определено, что потребительская и транспортная тара должна обеспечивать как сохранность продукции, так и ее соответствие требованиям стандарта в течение всего срока годности (при соблюдении условий транспортирования и хранения).

На транспортную тару наносят маркировку, которая содержит:

- наименование и марку продукта;

- срок годности;

- дату изготовления (дату налива нефасованного подсолнечного масла в бочки, фляги, цистерны, контейнеры или дату розлива фасованного подсолнечного масла в потребительскую тару);

- информацию о подтверждении соответствия и т.д.

А упаковочная единица продукции в потребительской таре (этикетка или упаковка) маркируется по ГОСТ Р 51074 (способ маркировки роли не играет).

В частности, там должно быть указано:

- наименование продукта;

- наименование и местонахождение изготовителя;

- масса нетто и (или) объем продукта;

- дата изготовления (дата розлива для фасованного продукта);

- пищевая ценность (содержание жира в 100 г. масла);

- срок годности;

- информация о подтверждении соответствия;

- рекомендация по хранению после вскрытия потребительской тары.

Кроме того, следует указать дату изготовления (дату розлива) подсолнечного масла (главное, чтобы можно было четко прочитать). Каждая партия подсолнечного масла должна быть проверена лабораторией предприятия-изготовителя на соответствие требованиям данного стандарта. Кроме того, должно быть оформлено удостоверение о качестве и безопасности. Правила приемки подсолнечного масла определены ГОСТ Р 52465-2005.



2. Машинно-аппаратурная схема

Линия начинается с комплекса оборудования для очистки и сушки семян, состоящего из весов, силосов, сепараторов, магнитных уловителей, расходных бункеров и сушилок.

Следующим идет комплекс оборудования для отделения чистого ядра и его измельчения (дисковая мельница, аспирационная веялка и пятивальцовый станок).

Основным является комплекс оборудования для пропаривания и жарения мезги, состоящий из шнековых или чанных жаровен.

Ведущим комплексом оборудования линии являются шнековый пресс и экстракционный аппарат.

Далее следует комплекс оборудования линии для очистки масла, состоящий из дистилляторов, отстойников, сепараторов, фильтр - прессов, нейтрализаторов и вакуум-сушильных аппаратов.

Завершающим является комплекс финишного оборудования линии, состоящего из весов, машин упаковочной и для укладки пачек фасованного масла в ящики.

Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника представлена на рисунке 1.

Рис. 1 - Машинно-аппаратурная схема линии производства подсолнечного масла

Устройство и принцип действия линии. Поступающие на кратковременное хранение в силос 2 семена подсолнечника предварительно взвешивают на весах 1. Семена могут содержать большое количество примесей, поэтому перед переработкой их дважды очищают на двух и трехситовых сепараторах 3 и 4, а также на магнитном уловителе 5. Примеси растительного происхождения, отделяемые на сепараторах, собирают и используют в комбикормовом производстве.

Очищенные от примесей семена взвешивают на весах 6 и подают в расходный бункер 7, откуда они транспортируются в шахтную сушилку 8, состоящую из нескольких зон. Сначала семена сушат, а затем охлаждают. В процессе тепловой обработки их влажность уменьшается с 9…15 до 2…7%. Температура семян во время сушки около 50°С, после охлаждения 35°С. Высушенные семена проходят контроль на весах 9, а затем направляются в силосы 2 на длительное хранение или в промежуточный бункер 10 для дальнейшей переработки.

Дальнейшая переработка семян заключается в максимальном отделении оболочки от ядра. Этот процесс предусматривает две самостоятельные операции: шелушение (обрушивание) семян и собственно отделение оболочки от ядра (отвеивание, сепарирование). Семена шелушат на дисковой мельнице 11, куда они поступают из промежуточного бункера 10. Рушанка, получаемая из семян после мельницы, представляет собой смесь, состоящую из частиц, различных по массе, форме, парусности и размерам. В рушанке присутствуют целые ядра, их осколки, ряд разнообразных по величине и форме частиц оболочки и, наконец, целые семена - недоруш. Поэтому для отделения оболочки от ядра в основном применяют аспирационные веялки - воздушно-ситовые сортирующие машины. Из такой машины 12 ядро подается в промежуточный бункер 13, а все остальные части смеси обрабатываются для выделения целых ядер и обломков семян подсолнечника, которые вместе с целыми ядрами поступают на дальнейшую переработку.

После взвешивания на весах 14 ядра подсолнечника измельчаются на пятивальцовом станке 15. Процесс измельчения может осуществляться за один раз либо за два раза - предварительно и окончательно. При измельчении происходит разрушение клеточной структуры ядер подсолнечника, что необходимо для создания оптимальных условий для наиболее полного и быстрого извлечения масла при дальнейшем прессовании или экстрагировании.

Продукт измельчения - мезга со станка 15 поступает в жаровню 16, в которой за счет влажностно-тепловой обработки достигается оптимальная пластичность продукта и создаются условия для облегчения отжима масла на прессах. При жарении влажность мезги понижается до 5…7%, а температура повышается до 105…115°С.

Из шнекового пресса 17, в который после жаровни подается мезга, выходят два продукта: масло, содержащее значительное количество частиц ядра и потому очищаемое в фильтр - прессе 18, и жмых, содержащий 6,0…6,5% масла, которое необходимо извлечь из него. Поэтому в дальнейшем гранулы жмыха подвергаются измельчению в молотковой дробилке 19 и вальцовом станке 20, а продукт измельчения - экстрагированию в экстракционном аппарате 21. Аппарат имеет две колонны, соединенные перемычкой, в которых расположены шнеки, транспортирующие частицы жмыха из правой колонны в левую. Противотоком к движению жмыха перемещается экстрагирующее вещество - бензин, являющийся летучим растворителем. В связи с тем что бензин в смеси с воздухом воспламеняется при температуре около 250°С, на экстракционных заводах температура перегрева технологического пара не должна превышать 220°С.

Посредством диффузии масло извлекается из разорванных клеток жмыха, растворяясь в бензине. Смесь масла, бензина и некоторого количества частиц вытекает из правой колонны экстрактора 21 и направляется в отстойник или патронный фильтр 22.

Из левой экстрагирующей колонны аппарата 21 выводится обезжиренный продукт, который называется шротом. После извлечения из него остатков бензина шрот направляется на комбикормовые заводы.

Очищенный от твердых частиц раствор масла в бензине - мисцелла подается на дистилляцию. В предварительном дистилляторе 23 мисцелла нагревается до 105…115°С, и из нее при атмосферном давлении частично отгоняются пары бензина. В окончательном дистилляторе 24, работающем под разрежением, из мисцеллы удаляются остатки бензина, и очищенное масло подается на весы 25. После весового контроля масло подается в упаковочную машину 26, а в машине 27 пачки фасованного масла укладываются в ящики.



3. Подбор оборудования

Таблица 1 - Характеристика операций

Операция	Оборудование	Марка	Производительность
Очистка и сушка семян	Сепаратор	СМ2 - 4	80 тонн в сутки
	Сушилка шахтного типа	ДСП
Отделение чистого ядра и его измельчение	Пятивальцовый станок	Б6 - 11ВА	80 тонн в сутки
	Центробежная обрушивающая машина	А1-МПЦ	300-700 кг/час
Тепловая обработка	Жаровня	Ж - 68	До 100 тонн в сутки
Извлечение масла	Шнековый пресс	ПШМ - 70	70 тонн в сутки
	Форпресс	МП - 68	До 1000 л/ч
Очистка масла	Центрифуга непрерывного действия	НОГШ - 325	От 1000 кг/ч
	Сепаратор	А1 - МСП
Фасование и хранение	Укупор	УКП - 1500	1200 бутылок в час
	Этикетировщик	ЭТ - 600
	Упаковочная линия	УПЛ1 - 200



4. Классификационные признаки центробежной обрушивающей машины

Для обрушивания подсолнечных семян используют следующие виды машины:

- машина рушально - вечная, ее возможность производить смену лопастей вентилятора, повышенной скоростью его вращения, возможностью свободной очистки дек рушащего устройства и регулировки зазора между ротором рушки и деками, что позволяет расширить диапазон влажности обрабатываемых семян. Кроме того в бункере машины рушально - вечной предусмотрена регулирующая заслонка позволяющая изменять поток семян в рушку.

Машина рушально - вечная, должна соответствовать требования конструкторской документации.
Машина имеет основные параметры и размеры, указанные ниже:
Производительность техническая, не ниже - 1000 кг/час;
Частота вращения барабана рушки:
- 1 ступень - 830 об/мин;
- 2 ступень - 1000 об/мин;
- 3 степень - 1220 об/мин;
Частота колебаний грохота при частоте вращения барабана рушки (1000 об/мин) - 392;
Установленная мощность, не более - 5,5 кВт;
Занимаемая площадь, не более - 3 м.кв.
Габаритные размеры:
- длинна - 2200 мм;
- ширина - 1200 мм;
- высота - 1820 мм.
Масса, не более - 800 кг.

- семенорушильная (шелушильная) машина, предназначена для снятия лузги с семечки. Семечка подсолнуха засыпается в бункер (объем бункерана 50 кг семечки), шибером подбирается размер щели, сквозь которую семечка попадает на рушительный барабан. Предварительно семечка должна быть откалибрована по одному размеру (для увеличения качества обрушивания). На выходе получаем в общей массе чистое ядро, недоруш, мучку и шелуху. На выходе после Петкуса, мы получаем отдельно чистое ядро (может содержать 3-5% недоруша), недоруш, мучку и шелуху. Чтобы на 100% очистить целое ядро от содержащегося в нем недоруша (3-5%) используется вибропневмостол.

Техническая характеристика семенорушильной машины:

· Производительность - 250 кг/час;

· Мощность - 3 квт;

· Напряжение - 380 Вт;

· Процент недоруша до 10%/ч.;

· Выход целого ядра - 50% (от общей массы загрузки по входу);

· Вес 300 кг.

В данной курсовом проекте применяем для анализа центробежную обрушивающую машину.



5. Устройство, принцип работы и технологические регулировки центробежной обрушивающей машины

Отделение оболочек от ядра складывается из операции разрушения покровных тканей семян - обрушивания и последующего разделения (отвеивания) полученной смеси - рушанки на ядро и шелуху (лузгу).

В зависимости от физико-механических свойств оболочки и ядра масличные семена и плоды обрушивают различными способами. Важнейшее условие, которое необходимо соблюдать при обрушивании: разрушение оболочки не должно сопровождаться дроблением или разрушением ядра. Из-за несовершенства существующих обрушивающих машин это требование в полной мере не выполняется.

Плодовую оболочку семян подсолнечника разрушают на центробежной обрушивающей машине А1-МЦП (рис. 2), состоит из следующих основных частей: корпуса 1, смонтированного на станине 2, питающего распределительного устройства 3, подшипниковой опоры 12, ротора, обечайки, кольцевой деки 6. Диски в сборе представляют собой ротор, укрепленный на вертикальном валу 13. Вал с ротором вращается в подшипниках 12. Два тангенциальных патрубка корпуса 1 при монтаже соединяют с двумя циклонами 8. Внутри циклонов находится цилиндрическое сито 9.

Посредством отводящих течек 10, 11 рушанка поступает на аспирационную вейку, а масличная пыль выводится из машины. Распределительное устройство 3 включает цилиндрическую камеру 20 с предохранительной решеткой 15 для улавливания крупных инородных предметов и цилиндрический патрубок 19 с прикрепленной к его внешней стороне кольцевой перегородкой 14, которая отделяет верхнюю рабочую зону ротора от нижней. В нижнюю рабочую зону воздух всасывается с помощью трубок 18. В верхнюю рабочую зону воздух всасывается через отверстия, расположенные в верхней части камеры и прикрытые карманами 17. Крупные примеси, задержанные решеткой, выводятся через отверстие, прикрытое шарнирно-прикрепленным карманом 16.

Машина работает следующим образом. Семена подсолнечника поступают на предохранительную решетку. Здесь крупные однородные примеси задерживаются, скатываются вниз и собираются в кармане. Семена, прошедшие через решетку, движутся в направлении каналов дисков верхней и нижней рабочих зон вместе со всасываемым воздухом. Из радиальных каналов семена выбрасываются на кольцевую деку. При этом происходит обрушивание семян в результате однократного направленного удара вдоль их длинной оси. Рушанка по тангенциальным патрубкам поступает в цилиндрическое сито, где из нее выделяются части масличной пыли. Просеиваясь через сито, масличная пыль поступает в пространство между циклоном и ситом и отводится по течке. Рушанка по течке поступает на аспирационную вейку.

Основные технические данные обрушивающей машины А1 - МЦП

Производительность по семенам, т/сут, не менее 200

Содержание в рушанке из семян высокомасличного

подсолнечника, %, не выше:

целяка и недорушка до 25

масличной пыли до 10

семечки до 12

Номинальная установленная мощность, кВт 15

Масса, кг, не более 550

После обрушивания рушанка поступает на разделение по фракциям: ядро, оболочка, целые семена, недоруш. Разделение рушанки основано на различии размеров и аэродинамических свойств фракций. Лузга оказывает значительно большее сопротивление воздушному потоку, чем ядро, поэтому сначала получают фракции рушанки, содержащие частицы лузги и ядра одного размера, а затем в воздушном потоке они разделяются на лузгу и ядро.

Рис. 2 - Центробежная обрушивающая машина А1 - МЦП



Заключение

центробежный подсолнечный масло

В курсовом проекте рассматривалась линия производства подсолнечного масла. Подсолнечное масло на данный момент занимает не последнее место в питании человека, разнообразность их велика.

В курсовом проекте приведена машинно - аппаратурная схема линии производства подсолнечного масла. Где поэтапно рассмотрена схема производства и необходимое сырье для производства подсолнечного масла.

Также сделан сырьевой расчет. Оборудование необходимое для производства подсолнечного масла, в основном шелушильное и прессующие. Приведена схема оборудования, и ее принцип работы.



Список литературы

1. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков А.Н. и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. для вузов. - М.: Высш. Шк., 2001 г. - 703 с.; ил.

2. Арутюнян Н.С., Корнена Е.П., Нестерова Е.А.; Рафинация масел и жиров - Спб.: ГИОРД, 2004. - 288 с.

3. Деревенко В.В. Комплексная линия рафинации и дезодорации масел и жиров - Краснодар.: ООО Электротехпром, 2009. - 23 с.

4. Нечаев А.П. Шуб И. С, Аношина О.М. и др.; Под ред. А.П. Нечаева. Технологии пищевых производств - М.; КолосС. 2005. - 768 с: ил.

5. Аношина О.М., Мелькина Г.М. Лабораторный практикум по общей и специальной технологии пищевых производств. - М., КолосС, 2007. - 183 с.