Технологическая схема производства кукурузного масла

Рис. Пятичанная жаровня Рис. Шестичанная жаровня ФП

 

Шестичанная жаровня ФП состоит из: чаны 1, вал 2, мешалки 3, паровспрыски 4, паровых рубашек 5, аспирационных арманов 6, питательные течки 7, перепускных клапанов 8 и деталей перепускных клапанов 9.При поступление на пресс мезга должна меть влажность 6-6,5% и температуру 90-95֯. Отсос влаги из жаровни следует производить с помощью естественной тяги.

При холодном отжиме перед прессованием можно использовать теплообменники для нагрева семян до оптимальной температуры (35 С), если условия хранения семян не могут обеспечить такую температуру. В зависимости от технологии, холодный отжим маслосемян может осуществляться либо однократно, при помощи одного пресса, либо в 2 этапа – при помощи форпресса (пресса предварительного отжима) и пресса окончательного прессования. При горячем отжиме - форпрессование масличных семян позволяет с помощью мягкой обработки мятки и небольшого давления снять до 85% масла без применения растворителя и с меньшей затратой тепла, чем при чистой экстракции. Помимо этого, форпрессование способствует повышению пропускной способности экстракционного оборудования и улучшению структуры экстрагируемого материала, особенно для масличных семян, которые трудно экстрагируются в виде сырой мятки. Обычно форпрессование осуществляется на шнековых прессах, в которых отжатие масла происходит за счет уплотнения массы мезги, механического воздействия на неё витков вала, трения прессуемого материала о стенки зеерного цилиндра и частиц мезги между собой и сопротивления механизма, регулирующего величину выходного отверстия для жмыха (конуса, диафрагма, кольца). Содержание масла в жмыхе составляет 14-20%. Его направляют на окончательное прессование или для получения лепестка. Окончательный отжим масла – экспеллированиеосуществляется в более жестких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4-7%. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24.

Рис. Маслопресс МП – 68

Маслопресс МП-68 – отечественный шнековый пресс, основными его узлами является следующие: станина 14, на которой укреплен корпус упорного подшипника шнекового вала 7. Вал включает девять отдельных шнековых витков 6 и переходных колец 8 и зеерный цилиндр 9. Вращение шнековому валу передается от вала редуктора. Питатель 5 представляет собой вращающуюся трубу с неподвижными скребками, очищающими стенки от налипшего материала. Сверху корпус питателя закреплен на нижнем чане жаровни.Механизм для измельчения толщина выходного пресса жмыха 10 размещен в корпусе станины. Маслосборное устройство 15 состоит из сливного листа и сборника масла и закреплено между передней и задней стойками станины на швеллерах. Привод маслопресса состоит из электродвигателя 1 и редуктора 2, которые соединены муфтой 3.Маслопресс ЕТП-20 (рис. ) изготовляется фирмой СКЕТ (ФРГ). Этот маслопресс является шнековым прессом и способен работать как в рижиме форпрессования, так и в режиме окончательного прессования. Это обеспечивает изменением геометрии шнекового вала путем смены комплекта шнековых витков, а также изменением частоты вращения шнекового вала от 25-32 до 5-9 об/мин путем замены шестерен редуктора.

 

Рис. Особенностью пресса ЕТП-20 является удлиненный зеер (до 1800 мм), который имеет два диаметра (на питательной ступени 250 мм и 200 мм на остальных четырех ступенях). Шнековый вал можно подогревать или охлаждать путем подачи соответствующего агента (пара или воды) в имеющийся в нем канал. Ширина выходной щели пресса регулируется конусом, который перемещается от механической передачи, связываемой со шнековым валом. Для подачи мезги в пресс имеется шнековый питатель с самостоятельным приводом через вариатор. По смешанному способу производства осуществляется предварительный съём масла на шнековых прессах (так называемое форпрессование), после чего производится экстрагирование масла из жмыха. Жмых далее дробят, лепесткуют и с температурой не более 50^оС подают в экстрактор. Экстрагирование производится в специальных аппаратах - экстракторах при помощи органических растворителей (чаще всего экстракционныйбензин марки А и нефрас с Tкип=63-75 ). В результате получается раствор масла в растворителе (так называемая мисцелла) и обезжиренный твёрдый остаток, смоченный растворителем (шрот). 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 погружениемпроисходит 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 и др. Такой экстрактор состоит из загрузочной колонны, горизонтального цилиндра и экстракционной колонны, внутри которых установлены шнеки.

 
Рис. Экстрактор Олье

Башенный экстрактор Олье (рис. ) имеет рабочую колонну 1 и ковшовую норию 2 для окончательного обезжиривания и выгрузки материала из аппарата. Колонна и нория укреплена на цокольно плите 3. На валу 4 закреплены шестнадцать мешалок 5 и направляющие перфарированные конусы 6. В нижней части вал имеет шнековые витки 7, служащие для равномерной разгрузки экстракционной колонны от предварительного обезжиренного материала. Вал экстрактора подвешен на верхнем подшипнике редуктора вариатора 8, с помощью которого регулируется число оборотов вала, а следовательно, и пропускная способность эктрактора. Цилиндрический корпус экстракционной колонны специальными перфорированными воронками 9. Загрузочный бункер 10 служит для запаса материала и для создания газового затвора и слоя, через который производится самофильтрация конечной мисцеллы. В ковшовой нории, перфорированные ковши которой выходят над уровнем растворителя, помимо окончательной промывки экстрагируемого материала чистым бензином, происходит и частичное стекание растворителя из шрота направляемого на шнековый испаритель. Ковши нории приводятся в движении от редуктора 8 через промежуточную передачу 12 с помощью цепи 13. Чистый растворитель поступает через патрубок 14, а мисцелла выходит через патрубок 15, снабженный смотровым фонарем. Свежий материал подается в экстрактор через самоточную трубу 17, в которой установлен ворошитель и фотоэлектрический сигнализатор степени заполнения трубы материалом. Самотек 18 служит для отвода шрота. Для откачки мисцеллы из экстрактора при его остановке, а также для дополнительной подачи патрубки 11, 19, 20 и 21. Из загрузочной камеры материал проходит экстракционную колонну сверху вниз, перемещаясь при этом по конусам и воронкам и разрыхляясь мешалками. Снизу колонны частично обезжиренный материал регулирующим шнеком проталкивается к основанию нории, откуда ковши подают его вверх выходной течке для шрота. Противоточно движению экстрагируемого материала чистый растворитель поступает в верхнюю часть нории, а выходит из верхней части загрузочного бункера. При прохождении конечной мисцеллы через слой материала мисцеллы частично самофильтруются, чем облегчается работа основных мисцелловых фильтратов. 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. Бензин перемещается на встречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцеллы 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 погружениям относятся: высокая скорость экстракции, простота конструкторского решения экстракционных аппаратов, безопасность их эксплуатации. Недостатком этого способа являются: низкие концентрации конечных мисцелл, высокое содержание примесей в мисцеллах, что осложняет их дальнейшую обработку. Из мисцеллы и шрота растворитель отгоняется соответственно в дистилляторах и шнековых испарителях. Затем шрот кондиционируют по влаге и температуре. При способе ступенчатого орошения непрерывно перемещается только растворитель, а сырье остается в покое в одной и той же перемещающейся емкости или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает получение мисцеллы повышенной концентрации (25-30%), с меньшим количеством примесей. Недостатками 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», ковшевые экстракторы «Джанациа», корзиночный экстрактор «Окрим». Более современным является карусельный экстрактор «Экстехник», работающий по принципу многоступенчатого орошения в режиме затопленного слоя.

Рис. Ленточный экстрактор

При экстракции на ленточном экстракторе МЭЗ сырье из бункера подается на движущуюся сетчатую ленту транспортера, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно мисцеллой и бензином. Экстрактор имеет 8 ступеней с рециркуляцией мисцеллы и соответственно 8 мисцеллосборников. После экстракции мисцелла содержит до 1% примесей, и ее направляют на ротационные дисковые или патронные фильтры для очистки.

это отгонка растворителя из мисцеллы. Наиболее распространены трехступенчатые схемы дистилляции. На первых двух ступенях мисцелла обрабатывается в трубчатых пленочных дистилляторах. На первой происходит упаривание мисцеллы. На второй - мисцелла обрабатывается острым паром при температуре 180-220*С и давлении 0,3 мПа, что вызывает кипение мисцеллы и образование паров растворителя. Пары растворителя направляются в конденсатор. На третьей ступени высококонцентрированная мисцелла 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. Шрот основных масличных культур (подсолнечника, хлопчатника, сои, льна и других) является ценным высокобелковым кормовым продуктом. Содержание в нём масла зависит от структуры частиц шрота, продолжительности экстракции и температуры, свойств растворителя (вязкости, плотности), гидродинамических условий.

 

3. Технологическая схема и оборудование

Выбор и обоснование технологической схемы

В расчетном задании представлена комбинированная технологическая схема процесса производства кукурузного масел. Исходя из конструктивных и экономических соображений, выбираем способ форпрессование – экстракция. Предлагаемая комбинированная технология включает в себя холодный отжим масла, при которой основные технологические стадии проводятся при температуре не более 35 °С и экстрагирование частично обезжиренного сырья. Это позволяет при удалении нежелательных сопутствующих веществ исключить окислительную порчу масла, что обеспечивает его высокое качество при хранении. Предлагаемая технология включает стадии:

·подготовка сырья к производству;

·очистка зародыша от примесей;

·измельчение зародыша;

·холодный отжим;

·измельчение форпрессового жмыха;

·экстракция способом погружения;

·дистилляция и выпаривание бензина из шрота;

·фильтрация «сырого» масла;

Подготовка сырья к производству заключается в отделении кукурузного зародыша от зерна мокрым способом. Проводят замачивание сырья в батареи замочных чанов в течении 36-50 ч водном растворе 0,2%-ном растворе сернистой кислоты, а затем обрабатывают зерно на дисковых дробилках при t=35-40°С. Для более полного разделения дробление осуществляют дважды. При первом дроблении освобождается 75–85 % зародыша и при втором - 15–20 %. После первого дробления кашку направляют для выделения зародыша в гидроциклоны под давлением 0,2–0,25 МПа, из которых нижний сход оступает на второе дробление. Основными преимуществами технологии являются: высокий выход высококачественного масла (не менее 95 %) сопутствующих; сокращение количества отходов и потерь; предлагаемая технология является бессточной, что не требует строительства очистных сооружений для жиросодержащих вод; существенная экономия энергоресурсов за счет низких температур и применения энергосберегающего оборудования; возможность реализовать предлагаемую технологию в поставляемом универсальном оборудовании, доступном по цене.

Комплектация оборудования

В зависимости от производительности цеха линия может быть укомплектована необходимым количеством технологического оборудования согласно технологической части проекта. Поставляется воздушно-ситовой сепаратор, вальцовый станок, маслопресс для «холодного отжима» и фильтр-пресс.

Вибрционный сепаратор СПВ-01

Особенностью конструкции является проведение предварительной и окончательной очистки зерновых, бобовых и других культур от крупных и мелких примесей.

Рис. 3.2.1 Вибрционный сепаратор СПВ-01

Таблица 1 Технические характеристики сепаратора

Характеристики	значения
Производительность, т/сут	24
Мощность, кВт	2 х 0,18
Масса аппарата, кг	130
Габариты, мм, не более	1300х550х750

 

Вальцовый станок Р6-ВС

Станок малогабаритный вальцовый Р6-ВС 185х170 предназначен для измельчения зерна помолах пшеницы и ржи как на мельницах небольшой производительности, так и в частных фермерских хозяйствах. Основными рабочим органом вальцовых станков является пара диагонально расположенных мелющих вальцов. Бочки мелющих вальцов могут выполняться с гладким или рифленым рельефом рабочей поверхности.

Рис. 3.2.2 Вальцовый станок Р6-ВС

Таблица 2 Технические характеристики вальцового станка

Характеристики	значения
Производительность, т/сут	12
Номинальная длина бочки вальца, мм	170
Установленная мощность электродвигателей привода, кВт.	2,2
Масса станка (без эл. привода), кг	550
Габариты, мм, не более	2130x950x2127

 

Маслопресс ПХП-200

Маслопресс ПХП-200, который предназначен для отжима масла с зародышей кукурузы других масличных культур методом холодного прессования. Процесс отжима масла маслопрессом происходит при температуре не более 50°С. Маслопресс расчитан на круглосуточную беспрерывную эксплуатацию, обслуживается одним оператором.

Рис. 3.2.3 Маслопресс ПХП-200

Таблица 3 Технические характеристики кристаллизатора

Характеристики	значения
Производительность, т/сут	4,8
Масличность жмыха, %	6-8
Мощность, кВт	11
Габариты, мм, не более	2000х1500х12000
Масса маслопресса, кг	900

 

Фильтр-пресс Ш4-ВФП-12/М

Фильтр-пресс предназначен для фильтрование растительного масла. Гидратированное или отстоеное масло подается на фильтр предварительно охлажденным для удаления восков и воскоподобных веществ.

Рис. 3.2.4 Фильтр-пресс Ш4-ВФП-12/М

Таблица 4 Технические характеристики фильтр-пресса

Характеристики	значения
Производительность, л/час	200
Размер фильтровальных плит, мм.	600х600
Максимальное рабочее давление, МПа	0,5
Мощность, кВт	5,5
Габариты, мм, не более	6300х1260х1560
Масса, кг	2400