Шпаргалки по предметам

Шпаргалки по технологии

Технология шпаргалки

Методы и способы очистки семян

В зависимости от места установки отдельных очистительных машин различают сырьевую очистку семян (первичную или вторичную), когда семена очищают перед хранением, и производственную — перед переработкой семян.

Способы очистки основываются на различии физических свойств очищаемых семян и сопутствующих им примесей, которые могут отличаться от семян по линейным размерам, форме, аэро - и гидродинамическим, электрическим и магнитным свойствам, плотности, состоянию поверхности, коэффициенту трения и прочности.

Выбор способов очистки семян от примесей основан на различиях или совокупности характеристик между семенами и примесями. Особенно широко распространены способы и оборудование, обеспечивающие разделение семян и примесей по размерам, аэродинамическим и магнитным свойствам.

Очистка семян от примесей по размерам (ситовое сепарирование) производится на просеивающих машинах, основным рабочим органом которых является система сит.

Сита различаются по номерам, причем номер сита указывает диаметр его отверстия в миллиметрах, умноженный на десять.

Согласно ГОСТу отверстия на сите расположены в шахматном порядке; при этом между центрами отверстий образуется равносторонний треугольник. Шаг отверстий равен 1,5 мм, что обеспечивает достаточную прочность сита. Кроме сит с круглыми отверстиями производят сита с продолговатыми отверстиями, которые также различаются по номерам. Номер сита с продолговатыми отверстиями обозначается двумя цифрами, одна указывает ширину отверстия, другая — длину в миллиметрах. Сита изготавливают из тонкой стали; размеры листов 710х 1420 или 1000x2000 мм. На ситах происходит разделение семян, отличающихся по ширине и толщине, причем на ситах с продолговатыми отверстиями семена разделяются в зависимости от их толщины, на ситах с круглыми отверстиями — в зависимости от ширины. Кроме рабочего размера отверстий в ситах большое значение для их работы имеет коэффициент использования площади, или «живое» сечение
сита, т. е. отношение площади всех отверстий к общей площади сита. Большое относительно «живое» сечение имеют сита с продолговатыми отверстиями однако их в производстве растительных масел почти не применяют из-за того, что они быстро забиваются. Наибольшее распространение получили сита с круглыми отверстиями.

Чтобы сор мог отделяться от семени на сите, семя должно двигаться неравномерно — с ускорением. Ускорение семени обеспечивает относительное движение семени по ситу, без чего невозможна его работа.

При работе сита получаются две фракции: сход — частицы, размер которых больше диаметра отверстия, т. е. сходящие с сита; проход — частицы, размер которых меньше диаметра отверстий, т. е. проваливающиеся сквозь отверстия.

Очистка семян в воздушном потоке основана на различии в динамических и аэродинамических свойствах компонентов семенной массы. Примеси, равные по размерам семенам, невозможно отделить на ситах, поэтому применяют очистку семян в воздушном потоке.

Основным условием отделения примесей от семян в воздушном потоке является создание определенной скорости движения воздуха, большей скорости витания примесей и меньшей скорости витания семян или наоборот.

(Сепараторы 3СМ-50, 3СМ-100, А1-БИС-100, ситовой сепаратор МХС, бурат, пневматический семяочиститель МО, семяочиститель УСМ)

Очистка семян в магнитном и электрическом полях основана на различии магнитных свойств семян и примесей, компонентов рушанки и других сыпучих продуктов. Для очистки семян от ферромагнитных примесей применяют электросепараторы, электромагниты, устанавливаемые над продуктом, движущимся по ленточному транспортеру, или подковообразные магниты, размещаемые в потоке падающих семян.

10. Технология тепловой обработки мятки.

Содержащееся в мятке масло распределено в виде тончайших пленок на поверхности частиц и удерживается на них огромными силами молекулярного воздействия (силовое молекулярное поле поверхности), величина которых намного больше величины давлений, развиваемых современными прессами для отжима масла.

Для преодоления или заметного ослабления сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов ее служит процесс влаготепловой обработки. Этот процесс заключается в обработке мятки влагой и тепелом при интенсивном перемешивании и доведении влажности и температуры получаемого товара, называемого мезгой, до оптимальных величин в течение определенного времени.

Влаготепловая обработка осуществляется в специальных аппаратах (жаровнях). Вначале мятку увлажняют водой, при этом за счет уменьшения связанности масло переходит в относительно свободное состояние, а затем подвергают ее нагреванию и подсушиванию. Под действием влаги и тепла изменяются физико-механические свойства мятки, получается новая структура масличного материала (мезга), при которой обеспечивается максимальное извлечение масла при минимальных затратах энергии и исключаются глубокие изменения белковых веществ и масла.

При увлажнении мятки вода, попадая на поверхность частиц, проникает в места разрывов масляных пленок и поглощается гидрофильной поверхностью частицы.

Масло, находящееся на этой поверхности, вытесняется. В результате капельки укрупняются, уменьшается их связь с гидрофильной гелевой поверхностью частиц, что является основной целью и достигнутым эффектом технологического процесса увлажнения мятки.

При набухании гели частиц мятки значительно увеличиваются в объеме. Вследствие этого сдавливаются и уменьшаются в объеме заполненные маслом микроскопические и ультрамикроскопические каналы и происходит выжимание масла на поверхность частиц под влиянием давления набухания.

С повышением температуры масла, содержащегося в мятке, усиливается тепловое движение его молекул, ослабляются молекулярные силы сцепления, снижается вязкость, уменьшается интенсивность силового молекулярного поля частиц мятки, за счет которого молекулы масла удерживаются на поверхности частиц. Следовательно, влаготепловая обработка оказывает существенное влияние на уменьшение связанности масла с гелевой частью мятки и значительно облегчает его отжим на прессах.

Применяемые температуры не приводят к глубоким химическим изменениям масла, однако в процессе обработки и отжима масла происходит накопление вторичных продуктов окисления. Поэтому рекомендуется не допускать нагрева мезги выше 105°С, сокращать время контакта мезги с воздухом и снижать до 5...6 °С температуру масла сразу после его получения.

При переработке семян подсолнечника мятку увлажняют и нагревают острым насыщенным паром в жаровнях при высоте слоя 260...360 мм до влажности 5...6% и до температуры 100... 105°СЯ

Мятку из семян хлопчатника увлажняют и нагревают острым, насыщенным паром в жаровнях в самопропаривающихся слоях высотой 260... 360 мм с доведением температуры до 110... 105 °С и влажности до 4,5...5,5% и 5...6% для семян I — III и IV сортов соответственно.

Таким образом, влаготепловая обработка является одним из важнейших приемов в подготовке материала к предварительному и окончательному извлечению масла прессованием или экстракцией и оказывает решающее влияние на количество и качество получаемого масла, жмыха или шрота.

В случае прямой экстракции масла без форпрессования влаготепловая обработка мятки (крупки) необходима для получения пластичного материала, из которого на плющильных станках можно выработать тонкий пористый и стойкий лепесток с благоприятной для экстракции внутренней структурой.

(Шестичанная жаровня Ж-68, семичанная жаровня Р3-МОА)

3. Технология извлечения масла механическим способом.

Для получения масла механическим способом с применением давления можно использовать гидравлические и шнековые прессы. Гидравлические прессы раньше имели широкое распространение, но из-за конструкционных недостатков в настоящее время полностью вытеснены шнековыми прессами.

Шнековые прессы можно классифицировать по технологическому назначению на две группы:

Для предварительного съема масла (форпрессы);

Для окончательного съема масла (экспеллеры).

Форпрессы применяют в технологических схемах форпрессование - экстракция и двукратного прессования для предварительного съема масла. Основными признаками форпрессов являются: большие диаметры зеерного цилиндра и шнекового вала, достигающие в приемной камере 320...250 мм; увеличенная частота вращения шнекового вала (18... 28 мин-1, а в некоторых конструкциях 30... 100 мин-1).

Для окончательного (второго) отжима масла в схеме двукратного прессования, предназначен шнековый прессэкспеллер. Экспеллер характеризуется меньшим диаметром зеерного цилиндра и шнекового вала (130... 155 мм), сниженной частотой вращения шне - кового вала (4,5...5,5 мин-1).

Физическая сущность процесса прессования мезги в шнековых прессах состоит в следующем. Приготовленная для прессований; мезга представляет собой сыпучий пористый материал с пластичными свойствами. Под действием давления от сжатой мезги отделяется жидкая часть — масло, а твердые частицы спрессовываются в брикет — жмых. При сжатии мезги происходит уменьшений промежутков между частицами, что приводит к выделению масла, При значительном уплотнении самих частиц отжимается основное количество масла.

Основное количество масла (до 96%) от извлекаемого в прессе отжимается в первой половине пресса, в зоне первой и второй ступеней давления. При прессовании мезги происходит дополнительное вскрытие клеток (10... 15%).

Сочетание пластических и упругих свойств мезги, которые приобретает она при жарении, является одним из основных факторов, определяющих величину развиваемого в прессе давления что обусловливает и глубину отжима масла. Кроме того, глубина отжима зависит от характера нарастания давления и времени пребывания мезги под давлением.

Оптимальная пластичность мезги для предварительного и окончательного прессования достигается определенными режимами влаготепловой обработки. Отклонение от установленных режимов влечет за собой изменение оптимального сочетания влажности и температуры мезги, что приводит к нарушению процесса прессования. Мезга влажностью выше оптимальной имеет повышенную пластичность, при ее прессовании жмых не формируется, выходит в виде бесформенной пластинчатой массы. Сток масла смещается в сторону поступления материала. Через зеерные щели выходит значительное количество мезги. Резко снижается нагрузка на электродвигатель пресса.

В случае пересушивания мезга имеет пониженную пластичность, а прессуемый материал выходит из пресса в виде сухой жесткой высокомасличной крупки или муки. Сток масла по зеерному цилиндру смещается в сторону выхода жмыха. Нагрузка на приводной электродвигатель вначале возрастает, а затем резко снижается, что является следствием падения давления на прессуемую мезгу. Действие на мезгу высоких давлений в процессе прессования способствует к уплотнению молекул аминокислот, изменению свойств белковых веществ, имеющему аналогичный характер с денатурацией, и к снижению их растворимости. Высокие давления в процессе окончательного прессования приводят к перемещению частиц мезги, вызывая при этом дополнительное нагревание прессуемого материала, что, в свою очередь, обусловливает более глубокую денатурацию белков с 70 до 35%.

Брикетирование жмыха происходит следующим образом. Под действием давления частицы мезги сближаются за счет уменьшения промежутков между ними, затем, соприкасаясь, давят одна на другую, что приводит к деформации отдельных частиц в местах разрыва масляных пленок. В определенный период мезга перестает быть сыпучей, а ведет себя как целое пластичное тело. При дальнейшем повышении давления образуется гелевый пористый брикет жмыха. При снятии давления за счет упругих деформаций в жмыхе образуются крупные трещины и мелкие поры.

(Маслопресс МП-68, ЕП, ЕТП-20, Р3-МОА-10.)

Существует две схемы получения масла механическим способом: первичное прессование с использованием форпрессов и вторичное – с применением прессов экспеллерного типа.

9. Характеристика экстракционного способа

Механический способ получения масла не дает возможности добиться полного извлечения масла. Поэтому на маслозаводах применяют и экстракционный способ, который позволяет обеспечить практически полное извлечение масла. Содержание масла в материале колеблется в пределах до 1 %.

Экстракционный способ получения масла можно применять в комбинации с форпрессованием или в чистом виде — по схеме прямой экстракции.

Экстракция относится к диффузионным процессам и основана на свойстве некоторых жидкостей (растворителей) избирательно растворить масло и образовать раствор (мисцеллу).

Растворимость жидкостей в жидкостях основана на взаимодействии молекул. Чем ближе по величине силы взаимодействия молекул в двух жидкостях, тем легче они смешиваются одна с другой (тем больше их взаимная растворимость). Приближенной характеристикой, отражающей силу молекулярного взаимодействия, является диэлектрическая проницаемость, которая характеризует полярность молекул.

Растительные масла имеют небольшую полярность, их диэлектрическая проницаемость равна 3,0...3,2.

В любых соотношениях растительные масла смешиваются с гексаном, бензином, бензолом, дихлорэтаном и др. С увеличением Разницы значений диэлектрической проницаемости растворителя и Масел их взаимная растворимость ухудшается. Спирты (этиловый, метиловый, изопропиловый) при комнатной температуре смешиваются с маслами в ограниченных соотношениях, а при ннагревании растворимость повышается. Растворы масла в растворителях называются мисцеллой.

В воде растворимость масел ничтожна, так как диэлектрическая проницаемость ее равна 81.

 

МАС процесса изготовления масла экстракционным способом включает в себя следующие технологические стадии:

Подготовку материала к экстракции в целях создания оптимальной внешней и внутренней структуры материала для извлечения масла растворителем;

Собственно процесс экстракции;

Переработку мисцеллы для удаления из нее твердой фазы и разделения ее на масло и растворитель;

Обработку шрота для удаления из него растворителя с последующим кондиционированием по температуре и влажности;

Регенерацию и рекуперацию растворителя для повторного использования его путем выпаривания из шрота и мисцеллы с последующей конденсацией его паров в смеси с парами воды и воздухом.

Жмых, поступающий после форпрессования, измельчается на молотковой дробилке и превращается здесь в крупку. Она проходит через электромагнитный сепаратор, где отделяются ферромагнитные примеси, и направляется в двухпарный плющильный вальцовый станок для получения тонкой пластинки или лепестка.

Полученный лепесток перемещается в экстрактор. При транспортировке следят, чтобы лепесток не разрушился, т. е. чтобы не образовалась мука. Экстрактор является основным аппаратом экстракционного цеха и предназначен для извлечения масла из лепестка.

В результате контакта лепестка и бензина в экстракторе содержащееся в лепестке масло растворяется в бензине, образуя так называемую мисцеллу, которая отводится из экстрактора. По окончании экстракции остаток – шрот, содержащий примерно 1% масла и до 40% растворителя и воды, также выводится из экстрактора и подвергается обработке.

Образующаяся в экстракторе мисцелла поступает из него в сборник, в который вместе с ней попадает некоторое количество мелкого шрота, поэтому при дальнейшей обработке мисцеллы загрязняется поверхность нагрева теплообменной аппаратуры. В связи с этим мисцеллу фильтруют в фильтрах специальной конструкции. Отлагающийся в фильтрах осадок — шлам направляется снова в экстрактор или, если он подвергается специальной обработке, присоединяется к выходящему из экстрактора шроту.

Фильтрованную мисцеллу собирают в промежуточной емкости — мисцеллосборнике и отсюда забирают по мере надобности. Таким образом, мисцеллосборник компенсирует неравномерность между количеством поступающей, и забираемой мисцеллы.

Для выделения масла мисцеллу из мисцеллосборника направляют в дистиллятор, но предварительно пропускают через теплообменник (мисцеллопрогреватель), где она подогревается до температуры, близкой к ее температуре кипения. Мисцеллоподогреватель обогревается парами бензина, отходящими из предварительного дистиллятора, что уменьшает расход пара из котельной на экстракционный цех.

Дистилляционный аппарат состоит из предварительного и окончательного дистилляторов. В предварительном дистилляторе нагретая мисцелла подвергается воздействию «глухого» водяного пара. При этом часть растворителя переходит в парообразное состояние и в таком виде устраняется из дистиллятора.

Из предварительного дистиллятора выходит упаренная так называемая крепкая мисцелла, поступающая в окончательный дистиллятор. Здесь она снова подвергается обработке «глухим» и «острым» водяным паром, в результате чего из мисцеллы полностью удаляется растворитель, который в виде смеси паров бензина и водяного пара уходит из дистиллятора. Полученное в окончательном дистилляторе масло выводится из него, охлаждается водой в теплообменнике, взвешивается и отправляется в маслохранилище.

Шрот, выходящий из экстрактора, не является отходом производства; он представляет собой ценный кормовой продукт. Однако выходящий шрот содержит значительное количество растворителя и в таком виде непригоден для скармливания животным. Кроме того, если растворитель не удалять из шрота, то это приведет к большим его потерям.

Для удаления растворителя шрот направляют в чанный испаритель (тостер), где он подвергается обработке глухим и острым водяным паром. В результате такой обработки растворитель переходит в парообразное состояние и в таком виде удаляется из чанного испарителя. Шрот охлаждается и направляется на хранение.

26Способы экстракции. По характеру взаимодействия экстрагируемого материала и растворителя различают три способа экстракции:

Способ погружения материала в противоточно движущийся растворитель;

Способ многоступенчатого противоточного орошения материала растворителем;

Смешанный способ (на первой стадии свежий материал замачивается и экстрагируется концентрированной мисцеллой, а на второй — обезжиривается многоступенчатым орошением мисцеллой и чистым растворителем).

Способ погружения материала в противоточно движущийся растворитель осуществляется в вертикальных шнековых экстракторах, отличающихся от других простотой конструкции, высоки коэффициентом использования объема (до 95... 98 %) и малой возможностью образования в аппаратах взрывоопасных смесей воздуха и паров растворителя.

Вместе с тем экстракторам присущи следующие недостатки:

Мисцелла получается низкой концентрации (15...20%);

Аппараты имеют большую габаритную высоту;

В экстракторе может нарушаться структура экстрагируемого материала, что вызывает помутнение мисцеллы и усложняет ее фильтрацию (с мисцеллой могут вымываться и уноситься мелкие частицы экстрагируемого материала);

Не исключается возможность всплывания материала, когда его плотность ниже плотности конечных мисцелл.

Процесс извлечения масла способом многоступенчатого противоточного орошения происходит противоточно с рециркуляцией мисцеллы. Путь, который проходит материал в процессе экстракции, подразделяется на несколько ступеней. При рециркуляции на экстрагируемый материал в каждой ступени подается мисцелла, откачиваемая из сборника, расположенного под той же ступенью экстракции, а разность концентраций обеспечивается за счет переливания мисцеллы из сборника с низкой концентрацией ее к сборнику с более высокой концентрацией.

К преимуществам способа многоступенчатого орошения можно отнести:

Получение мисцеллы повышенной концентрации (25 ...35%), что позволяет уменьшить расход тепла на ее дистилляцию;

Более высокую чистоту получаемой мисцеллы за счет ее самофильтрации через слой экстрагируемого материала;

Относительно небольшую высоту экстракторов.

Однако этот способ имеет и ряд недостатков:

Низкий коэффициент использования геометрического объема (до 45%);

Возможность образования взрывоопасных концентраций смеси паров растворителя и воздуха внутри экстрактора;

Довольно сложные коммуникации циркуляционной системы растворителя и мисцеллы;

Большое количество насосов;

При смешанном способе экстракции используются преимущества, как способа погружения, так и способа многоступенчатого орошения. Процесс экстракции происходит в двух последовательно установленных аппаратах. В первом горизонтальном цилиндрическом аппарате происходит процесс образования мисцеллы за счет погружения экстрагируемого материала в растворитель. Масличный материал находится в экстракторе 35 ...45 мин при постоянном перемешивании, что позволяет извлечь до 90% масла.

Далее реакционная смесь поступает во второй аппарат установки, где отфильтровывается полученная мисцелла, а экстрагируемый материал подвергается трехступенчатой промывке слабой мисцеллой убывающей концентрации и, наконец, чистым растворителем. Этот способ позволяет перерабатывать прямой экстракцией высокомасличные материалы.