Масличные культуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Какие культуры относят к масличным

2. Укажите причины самосогревания семян при хранении

3. Что такое критическая влажность масличных семян

4. Как осуществляется очистка масличных семян от сорных примесей

5. Укажите методы сушки масличных семян

6. В каком случае и почему масличные семена перед извлечением масла освобождаются от оболочки (лузги, шелухи)

7. Как измельчают ядро семян(или семена)

8. Как подготавливают жмых к экстракции

9. Изложите кратко основные закономерности экстракции растительных масел из маслосодержащего материала

10. Как отгоняют растворитель из мисцеллы

1. Какие культуры относят к масличным

В группу масличных входят растения, плоды или семена которых служат источником получения жирных масел. Иногда маслосодержащие плоды их употребляют и пищу в натуральном и переработанном виде.

В группу масличных объединяют растения, семена и плоды которых содержат много жира (от 20 до 60%) и являются основным сырьем для получения растительного масла. Растительные жиры используются в пищу и находят разнообразное применение во многих отраслях промышленности.

Из этой группы в Украине наиболее распространены подсолнечник, соя, клещевина, лен, горчица. В последние годы расширяются посевы рапса. На небольших площадях высевают арахис, сафлор, кунжут, мак, рыжик, периллу и др.

Семена масличных культур предназначены для получения растительного масла. Подсолнечник, сафлор, клещевину, рапс, сурепицу, рыжик, кунжут, ляллеманцию, периллу возделывают только для получения семян. Хлопчатник, лен, коноплю, кенаф, кендырь возделывают для получения волокна. А из их семян, богатых жиром, получают масло. В качестве побочного продукта при переработке льна на волокно получают паклю, необходимую для строительства.

Низшие сорта пищевых растительных масел находят широкое применение в различных отраслях промышленности. Поскольку растительное масло не застывает, оно повсеместно употребляется при изготовлении холодных закусок, салатов и других овощных блюд. Его широко применяют в пищевой промышленности.

Растительные жиры наряду с отличными кулинарными свойствами обладают очень важным качеством: они оказывают влияние на обмен холестерина в организме. Содержащиеся в них ненасыщенные жирные кислоты способствуют ускорению обмена холестерина и понижению уровня его в крови. Для последнего имеют значение также находящиеся в маслах стерины, которые тормозят поступление из кишечника в кровь холестерина пищи. Не следует забывать и то, что в растительных маслах находится часть жирорастворимых витаминов. Поэтому диетологи рекомендуют включать в общую сумму необходимых человеку жиров не менее 1/3 растительных масел. Часто их используют специально для приготовления пищи в диетическом питании. Нередко растительные масла употребляют в качестве самостоятельных средств. Используют их и при изготовлении лекарственных форм других препаратов, и прежде всего - различных мазей, растираний и т. п. Масличные культуры относятся к различным ботаническим семействам: семейство сложноцветных - подсолнечник, сафлор; молочайный - клещевина; крестоцветных - горчица, рапс, сурепица, рыжик; льновых - лен; крапивных - конопля; мальвовых - хлопчатник, кенаф; маковых - мак; губоцветных - ляллеманция, перилла; сезамовых - кунжут; бобовых - соя, арахис.

Масличные культуры различаются по размерам, форме, окраске, строению семян и по химическому составу. Строение их семян резко отличается от строения семян злаковых и бобовых культур. К масличным растениям относят культуры, семена или плоды которых содержат жирное масло. Извлечение масла из семян растений известно с древнейших времен. Видовой состав масличных растений довольно широк.

Применение растительных масел в хозяйстве чрезвычайно разнообразно. Прежде всего они необходимы человеку для нормального питания и как сырье для маргариновой промышленности (масло подсолнечника, рапса). Растительные масла широко используются при изготовлении консервов, в хлебопечении и кондитерском производстве, в технике -- при получении олифы, лаков, масляных красок, в мыловарении и парфюмерной промышленности, в медицине (рициновое масло) и т. д. Продукты переработки семян и плодов масличных культур -- жмых и шрот -- ценный корм для животных, стебли растений также идут на корм скоту.

Ежегодно в мире производится около 60 млн. т растительного масла, из них в пищу человек использует примерно 48 млн. т. По объему производства выделяют соевое, пальмовое, подсолнечное масло, последующие места занимают рапсовое, хлопковое, арахисовое, кокосовое, оливковое. Растительные масла -- предмет импорта и экспорта многих стран мира.

Жирные масла растительного происхождения представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта -- глицерина в сочетании с различными жирными кислотами. Они являются наиболее энергетической формой запасных питательных веществ: 1 г жирного масла дает при сгорании 9500 кал, 1 г белка -- 4400 кал и 1 г углеводов -- от 3900 до 4200 кал. В состав масел входят ненасыщенные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая) и насыщенные (пальмитиновая, стеариновая, арахиновая). При окислении ненасыщенных кислот масла превращаются в твердую пленку (линоксин). В растениях на разных широтах земного шара образуются масла различного качества. Одним из показателей качества масла является его способность высыхать. По степени высыхания растительные масла делят на 3 группы: высыхающие (йодное число выше 130), полувысыхающие (йодное число -- 85-130) и невысыхающие (йодное число ниже 85). Важными показателями качества масла являются также кислотное число, отражающее содержание в масле свободных жирных кислот, и число омыления, характеризующее масло при использовании в мыловаренной промышленности. В условиях теплого климата растительное масло содержит больше насыщенных кислот и имеет низкое йодное число; в условиях прохладного климата, наоборот, содержание ненасыщенных кислот и йодное число возрастают.

2. Укажите причины самосогревания семян при хранении

Для обеспечения сохранности зерна необходимо знать не только физические свойства зерновой массы, но и физиологические процессы, происходящие в ней при хранении. Физиологическими процессами называют такие, которые протекают в зерновой массе в результате жизнедеятельности ее живых компонентов (зерна, семян сорняков, микроорганизмов, насекомых и клещей). Характер и интенсивность физиологических процессов зерновой массы зависят как от составляющих ее живых компонентов, так и от условий окружающей среды. К физиологическим процессам зерновой массы относят: дыхание, послеуборочное дозревание, прорастание и самосогревание. Вследствие низкой температуропроводности выделенное при дыхании тепло задерживается и может вызвать самосогревание зерна.

Самосогревание зерновой массы. Это процесс, в результате которого в зерновой массе наблюдается значительное повышение температуры и резкое снижение качества.

В результате развития в зерновой массе физиологических процессов с учетом ее низкой температуропроводности температура может достичь 55--65°С, а иногда и 70--75°С. Самосогревание может возникнуть в любой партии при небрежном ее хранении. Как правило, в партиях, с повышенной влажностью самосогревание наблюдается чаще. Основными причинами возникновения самосогревания в зерновой массе является жизнедеятельность микроорганизмов, зерна данной партии, семян сорных растений, клещей и насекомых (в зараженных партиях зерна) и низкая температуропроводность зерновой массы.

Следовательно, самосогревание -- комплексный процесс. Основная роль в самосогревании зерновой массы принадлежит жизнедеятельности населяющих ее теплолюбивых микроорганизмов.

Микрофлора зерна представлена в основном бактериями, плесневыми грибами, дрожжами и лучистыми грибами. Наибольшую опасность представляют плесневые - грибы, которые менее требовательны к теплу и влаге. В первую очередь микроорганизмы повреждают зародыш, поэтому развитие микроорганизмов в зерновой массе может привести к потере всхожести зерна. Под действием микроорганизмов ухудшается качество зерна: теряется блеск, цвет, зерно приобретает плесневелый и затхлый запах и вкус.

Активная жизнедеятельность микроорганизмов в зерновой массе при самосогревании может привести к полной порче зерна.

В партиях зараженного зерна источником образования тепла и причиной понижения его качества являются вредители хлебных запасов (клещи и насекомые). Тепло, образующееся в результате их жизнедеятельности, задерживается в зерновой массе вследствие ее плохой теплопроводности и низкой температуропроводности.Самосогревание -- основная причина порчи зерна. Для борьбы с ним зерно охлаждают активным вентилированием и сушат.

В практике хранения встречаются следующие виды самосогревания зерна (рис. 1).

Гнездовое самосогревание возникает в каком-либо участке (гнезде) зерновой массы в результате: затека воды (неисправная крыша, открыты окна и т. д.); размещения в одном зернохранилище партий зерна с различной влажностью и засоренностью; размещения в зернохранилище с незараженным зерном зараженного зерна; самосортирования зерновой массы. Для ликвидации очага самосогревания необходимо удалить самосогревающийся участок или применить активное вентилирование, используя однотрубные установки ПВУ-1 или установки активного вентилирования.

Пластовое самосогревание возникает при хранении зерна в силосах, складах, бунтах. Самосогревание может возникнуть внизу (низовое самосогревание), в, верхнем слое насыпи (верховое самосогревание), у стен зернохранилищ (вертикально-пластовое самосогревание).

Основной причиной пластового самосогревания является физическое свойство зерновой массы -- термовлагопроводность, т. е. перемещение влаги в зерновой массе по направлению потока тепла, что обусловлено перепадом температур.

При верховом самосогревании подвергается самосогреванию горизонтальный пласт зерна на глубине 70--150 см от поверхности зерновой массы. Такой вид самосогревания наблюдают чаще всего осенью и весной. Осенью, когда основной массив зерна сохранил положительную летнюю температуру, а в помещение склада проникает воздух с более низкой температурой, то в результате соприкосновения теплого воздуха с охладившимся в верхних слоях зерном происходит конденсация паров, способствующих активной жизнедеятельности живых компонентов зерновой массы.

Весной и в начале лета в зерновом массиве температура ниже, чем в складе. Верхние слои зерна, прогревшиеся теплым воздухом, при соприкосновении с холодным зерном увлажняются и подвергаются самосогреванию.

Для ликвидации верхового самосогревания верхний пласт зерна снимают, охлаждают, сушат и размещают в другом хранилище.

Низовое самосогревание встречается в виде горизонтального пласта на расстоянии 20--50 см от пола склада. Встречается оно и в бунтах. Низовое самосогревание чаще всего наблюдается ранней осенью, когда теплое зерно засыпают на холодный или сырой пол. Низовое самосогревание может быть и в нижней части силоса. Оно опасно тем, что теплый воздух, образовавшийся в нижнем пласте, легко перемещается вверх, вызывая самосогревание прилегающих слоев. Такой вид самосогревания при недосмотре может привести к сплошному самосогреванию. Ликвидировать его можно активным вентилированием зерна.

Вертикально-пластовое самосогревание встречается в силосах, но может быть и в складах. Основная причина его возникновения -- неравномерный обогрев стенок хранилища. Самосортирование зерна при загрузке силосов и механизированных складов также может привести к самосогреванию. Возникает оно в вертикальном пласте на расстоянии 50--60 см от стены.

Сплошное самосогревание может возникнуть в зерновой массе высокой влажности с большим содержанием недозрелых зерен и примесей, а также при запущенной форме рассмотренных выше видов самосогревания. Цвет зерна при самосогревании может измениться от нормального до темно-коричневого и даже черного. В начальный период самосогревания (1-я стадия)температура повышается до 24--30°С. Зерно приобретает амбарный запах, начинает темнеть, на зародыше заметен плесневый налет. После охлаждения и. сушки это зерно можно использовать на продовольственные цели и для подсортировки к зерну нормального качества.

При развитом самосогревании (2-я стадия) температура повышается до 34--38°С. Зерно заметно изменяет качество: снижается сыпучесть, появляется солодовый запах, наиболее влажные зерна темнеют, появляется плесень. Такое зерно на продовольственные цели не используется.

При запущенной форме самосогревания (3-я стадия) температура зерна повышается до 50°С и более. В зерновой массе резко снижается сыпучесть (или она потеряна совсем), зерно приобретает коричнево-черный и черный цвет, появляются неприятные запахи разложения зерна (затхлый, гнилостно-затхлый).

Такое зерно непригодно ни на продовольственные, ни на кормовые цели.

3. Что такое критическая влажность масличных семян

Чем зерно влажнее, тем интенсивнее оно дышит. Интенсивность дыхания очень сухих зерен (пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы и бобовых влажностью до 11 - 12% и высокомасличных влажностью 4...5%) ничтожна. Наоборот, очень сырое зерно (влажностью более 30%) и семена масличных (влажностью более 15...20 %), находящиеся в неохлажденном состоянии при свободном доступе воздуха, теряют 0,05...0,2 % сухих веществ в сутки.

Влажность, при которой в зерне появляется свободная влага и резко возрастает интенсивность дыхания зерна и семян, называют критической.

Величины критической влажности зерна и семян различных культур следующие (%):

* гороха, фасоли, чечевицы - 15...16

* пшеницы, ржи, ячменя - 14,5...15,5

* кукурузы, пpoca, сорго, столовой свеклы - 12,5...14

* подсолнечника (среднемасличного) - 10...11

* подсолнечника (высокомасличного) - 0…8

Зерно и семена основных злаковых культур влажностью до 14 % (ниже критической) устойчивы. Их можно хранить в насыпи большой высоты (до 30 м и более). Зерно средней сухости, находящееся на грани критической влажности, дышит примерно в два - четыре раза интенсивнее сухого, но у него малый газообмен, поэтому такое зерно достаточно устойчиво при хранении. Влажное зерно дышит в 4…8 раз интенсивнее сухого, сырое (влажностью свыше 17 %) - в 20...30 раз энергичнее сухого.

Температура зерновой массы с повышением температуры интенсивность дыхания зерна увеличивается. При высоких температурах (50°С и более) интенсивность дыхания снижается вследствие разрушения веществ, входящих в состав клеток зерна (белков, ферментных систем и др.). Влияние температуры на дыхание зерна зависит и от времени воздействия данной температуры. Так, максимальная интенсивность дыхания зерна пшеницы при температуре 50...55°С проявляется только короткий срок. При пониженных температурах газообмен резко снижается. При температуре 0 и 10°С интенсивность дыхания зерна даже влажностью 18 % ничтожна. Критическая влажность зерна пшеницы отчетливо проявляется лишь при температуре 18°С и выше. Поэтому для сохранения зерна так важно поддерживать пониженные (до 10°С) температуры.

4. Как осуществляется очистка масличных семян от сорных примесей

Семена масличных культур, поступающие для переработки на предприятия маслодобывающей промышленности, представляют собой смесь, состоящую из семян основной культуры и различных примесей. Все примеси в маслосеменах делятся на сорные, масличные и металлические. К сорной примеси относят минеральную примесь (комочки земли, галька, песок и т.п.) и органическую примесь (остатки стеблей, листьев, оболочки семян и т.п.), поврежденные семена, семена всех других дикорастущих и культурных растений, пустые семена - без ядра.

Важность технологической операции очистки масличных семян от примесей обусловлена тем, что ее проведение обеспечивает: повышение стойкости семян при хранении; улучшение качества вырабатываемой продукции; улучшение работы оборудования, уменьшение его износа, повышение производительности; рациональное использование полезной вместимости складов; улучшение санитарного состояния в цехах и на территории предприятия.

Способы очистки семян основаны на различии свойств семян и примесей в зависимости от линейных размеров, аэро- и гидродинамических, электрических и магнитных свойств, формы, состояния поверхности и коэффициента трения. В соответствии с этим, для очистки семян от примесей применяется различное технологическое оборудование с использованием различных принципов очистки. Основными методами очистки масличных семян от примесей являются следующие:

- очистка семян от примесей, основанная на разделении смеси семян и ссора по величине и форме составляющих ее компонентов;

- очистка семян, основанная на различии аэродинамических свойств семян основной культуры и примесей;

- очистка семян от примесей механическими воздействиями с использованием метода удара и трения;

- очистка семян от примесей путем мокрой обработки (мойки); очистка семян от металлических (ферромагнитных) примесей, основанная на разнице их магнитных свойств.

Для более тщательной очистки семян от посторонних примесей в большинстве очистительных машин комбинируются различные методы очистки. самосогревание семя примесь мисцелла

Отделение примесей, отличающихся от основной массы семян размерами, производится при помощи просеивающих машин; основным рабочим органом таких машин является система сит, которым сообщается тот или иной вид движения.

При сортировании смеси семян и примесей на сите получаются две фракции: проход, представляющий собой частицы, размеры которых меньше размеров отверстий сита, и сход - частицы, размеры которых превышают размеры отверстий сита.

Обязательным условием просеивания является движение смеси по ситовой поверхности. Для лучшего перемещения материала плоским ситам в просеивающих машинах придают слегка наклонное положение с углом наклона 10 - 15є.

При очистке масличных семян широко используется принцип пневматической сепарации, основанный на различии аэродинамических свойств семян и примесей. Поведение отдельной частицы в воздушном потоке зависит от ее: веса; формы; размера; положения по отношению к потоку и состояния поверхности частицы; от скорости движения и состояния воздуха.

Основным условием разделения смеси семян и примесей в воздушном потоке является создание такой скорости воздуха, которая была бы больше скорости витания примесей и меньше скорости витания семян.

Пневматическая сепарация широко используется при разделении сыпучих продуктов, в частности при очистке масличных семян, так как она дает возможность хорошо отделить легкие органические примеси и минеральную пыль, а также семена многих сорных растений. Пневматическая сепарация применяется в качестве самостоятельного метода очистки и в сочетании с другими методами.

В машинах, работающих при переменном количестве воздуха (с открытым воздушным циклом), воздух из окружающего помещения просасывается через рабочую камеру, где пересекает поток падающих семян и уносит легкие примеси и пыль в осадочную камеру. Здесь значительная часть примесей выпадает, а освобожденный от примесей воздух вместе с частью легких относов вентилятором выбрасывается в фильтр или циклон. К недостаткам машин, работающих с переменным количеством воздуха, относится главным образом необходимость очистки отработанного воздуха и установки для этих целей громоздких пылеулавливающих устройств.

В машинах, работающих при постоянном количестве воздуха (с замкнутым циклом), струя его, подаваемая вентилятором, пересекает в рабочей камере поток семян и уносит легкие примеси и мелкую пыль в осадочную камеру. Здесь примеси выпадают, а очищенный воздух тем же вентилятором возвращается в рабочую камеру. Таким образом, в этих машинах одно и то же количество воздуха перемещается по замкнутому циклу.

Большим недостатком машин с замкнутым воздушным циклом, вынуждающем с осторожностью подходить к их выбору является невозможность устранения выделения пыли в местах выхода очищаемого продукта из продувочных каналов, а также невозможность полностью улавливать пыль, циркулирующую вместе с воздухом.

Требования, предъявляемые в настоящее время к процессам очистки масличных семян, обуславливают совмещение в современных машинах двух и более принципов очистки. При комбинированном методе очистки семян от примесей наибольшее распространение получили воздушно-ситовые зерновые сепараторы, широко используемые при очистке семян подсолнечника, льна, конопли, сои, клещевины, рапса и других масличных культур.

В сепараторах разделение смеси семян и примесей производится на основе различия их размеров путем просеивания на ситах и одновременно на основе различия аэродинамических свойств - путем продувания воздухом. Кроме того, в современных сепараторах осуществляется улавливание ферромагнитных примесей из семян при помощи постоянных магнитов.

По характеру движения воздуха в аспирационном устройстве сепараторы делятся на:

сепараторы с открытым воздушным циклом или переменным объемом воздуха;

сепараторы с замкнутым воздушным циклом или постоянным объемом воздуха.

5. Укажите методы сушки масличных семян

Основными культурами для производства растительного масла в мире являются: подсолнечник, соя, хлопчатник, арахис, рапс.

Характеристика основных масличных культур.

Культура	Маслосемена	Содержание масла, %
Соя	Бобы	18
Хлопчатник	Обеспушенные семена	18
Арахис	Лущеные бобы	45
Рапс	Семена	38
Подсолнечник	Семена	48

Кондиционной влажностью для семян подсолнечника считается 7%, для рапса 9% в отличии от зерновых и зернобобовых культур, где кондиционная влажность 14%. Это объясняется тем, что масло, входящее в состав семян, абсолютно не гигроскопично (не впитает влагу), а кондиционная влажность оставшейся части (белки, углеводы, зародыш) имеет такую же кондиционную влажность, как и зерновые культуры. Необходимость сушки маслосемян обуславливается двумя причинами. Первой причиной является то, что при уборке с поля вызревших семян происходят очень большие потери, поэтому уборку проводят раньше с повышенной влажностью семян. Второй причиной, обуславливающей необходимость сушки маслосемян (особенно подсолнечника), является климатический фактор.

Особенности сушки обусловлены специфическими физическими характеристиками маслосемян. Так, для подсолнечника это: низкая сыпучесть семян (особенно повышенной влажности); низкая механическая прочность лузги; повышенная скважность вороха семян; пожароопастность. Для рапса: малые геометрические размеры; повышенная сыпучесть; пониженная скважность вороха; пожароопастность.

Эти особенности физического строения маслосемян следует учитывать при проектировании, строительстве и в процессе работы сушильных комплексов. Так, для подсолнечника следует увеличивать уголок наклона зернопроводов к горизонту до 45є min (для зерна 40є) и стараться свести до минимума количество транспортирующих устройств, чтобы исключить разрушение лузги. Для рапса в сушилках с сетчатыми стенками и полом применять полотна с диаметром отверстий не более диметра 1,5 мм, (по данным 1), но в некоторых регионах России семена рапса регулярно бывают диаметром значительно меньше 1,5 мм, что в свою очередь влияет на проблематичность сушки таких семян. При применении перфорированных полотен в процессе эксплуатации происходит значительное засаливание и забивание отверстий, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание.

В связи со значительно отличающейся скважности вороха семян от скважности зернового вороха (подсолнечник в сторону увеличения, рапс в сторону уменьшения) для обеспечения необходимого количества подаваемого теплоносителя и предотвращении выноса семян (в шахтных сушилках по коробам, в жалюзийных через жалюзи) должен быть предусмотрен больший диапазон регулирования подаваемого теплоносителя.

Особое внимание при сушке маслосемян следует уделять пожаробезопасности. Наличие пожарной сигнализации и устройство аварийного сброса - обязательно. Не применять для сушки маслосемян топочных устройств без теплообменника.

При сушке маслосемян следует соблюдать правила: ежесмено чистить сушилку, не пересушивать семена, обеспечивать постоянный поток семян, который бы без препятствий проходил по всей сушилке (при образовании застойных зон возникает местный перегрев семян, который значительно повышает возможность возгорания и влияет на качество сушки).

Наиболее оптимальными температурами для сушки маслосемян в поточных сушилках считается 85-90є С для пищевой промышленности и 40-45є С для получения семян для дальнейшей посадки.

Большая часть маслосемян сушится активным вентилированием. Это простейшие приемными устройства, выполненные в виде металлического приемного короба, оснащенного шнеком. Приемные устройства соединены через транспортные средства (нории, шнеки и т.д.) с металлическими зернохранилищами, в которых путем вентилирования зерна атмосферным или подогретым воздухом осуществляется его сушка. В этих же хранилищах высушенное зерно хранится до продажи или как семенной материал.

При сушке маслосемян повышенной влажности, как и другого зерна, следует уделять внимание их термоустойчивости. Термоустойчивость характеризуется максимальной температурой и длительностью её воздействия, при которых наблюдается ухудшение определенных показателей качества зерна (всхожесть, энергопрорастание, жизнеспособность, химический состав и т.п.). Для избежания большого времени сушки высоковлажного зерна применимы несколько методов: одним из направлений развития сушки зерна является сочетание высокотемпературной сушки с низкотемпературной. То есть снижение влажности высоковлажного зерна на 5-6% на зерносушилке в жестких режимах сушки, с последующим вентилированием в бункера с доведением влажности до кондиционной.

6. В каком случае и почему масличные семена перед извлечением масла освобождаются от оболочки (лузги, шелухи)

В тканях масличных семян запасы масла распределены не равномерно. Большая часть масла сосредоточена в ядре семян, в то время как в плодовой и семенной оболочках содержится относительно небольшое количество масла, имеющего другой липидный и жирнокислотный состав. В связи с этим при переработке масличных семян целесообразно предварительно отделять от ядра низкомасличные плодовые и семенные оболочки.

Предварительное отделение оболочек от ядра способствует повышение масличности перерабатываемого масличного сырья, сырье освобождается от низкомасличных компонентов и относительное содержание масла в нем увеличивается. Одновременно повышается производительность технологического оборудования, так как рабочий объем машин не загружается балластным низкомасличным материалом - оболочкой. Повышается качество масла, при отделении оболочек в товарное масло не попадают липиды лузги или шелухи, богатые воском и воскоподобными веществами (присутствие их в масле ухудшает его товарный вид, появляется тонкая взвесь мелких кристаллов воска).

Целесообразность отделения плодовых и семенных оболочек от ядра вызвана также и тем, что ткани оболочек, вследствие их большой пористости, при соприкосновении с маслом способны интенсивно его поглощать, а затем очень прочно удерживать, в результате чего увеличиваются потери масла в производстве. Также отделение оболочек желательно для упрощения операций измельчения и прессования, так как механическая прочность оболочек по сравнению с ядром довольно высока и присутствие лузги или шелухи вызывает не только интенсивный износ рабочих органов машин, но и понижает эффективность их работы.

Отделения ядра от оболочек проводят в 2 этапа:

- разрушают покровные оболочки семян (операция обрушивания)

- разделяют полученную смесь на ядро и шелуху или лузгу (операция отвеивания).Масличные плоды и семена в зависимости от физико-механических свойств оболочки и ядра обрушиваются различными методами:

1 метод удара

2 метод сжатия

3 метод среза

4 метод скалывания

У подсолнечника и сои оболочка хрупкая, она легко раскалывается вдоль ядра и поэтому для этих культур применяют метод удара. Различают методы многократного и однократного удара. Метод многократного удара реализуют в бичевых семенорушках, а однократного - в центробежных семенорушках.

Клещевина имеет тоже хрупкую оболочку, но высокомасличное ядро, под действием удара ядро легко разрушается, поэтому для нее применяют метод сжатия. Он осуществляется между двумя гладкими валками, что позволяет разрушить оболочку и сохранить целостность ядра. И применяется для горчицы и фруктовых косточек. Хлопчатник имеет прочную эластичную оболочку плотно облегающую ядро и покрытую пухом, для шелушения хлопчатника применяют метод скалывания (для низкоопушеных семян) и метод метод разрезания (для высокоопушеных семян).

7. Как измельчают ядро семян(или семена)

Для наиболее полного извлечения масла из масличных семян прессовым или экстракционным способами необходимо максимальное разрушение их клеточной структуры.

Процесс измельчения семян (ядра) имеет большое значение, поскольку он отражается на остатке масла в жмыхе, на его качестве и на стабильности и непрерывности работы шнековых прессов. Неправильная организация процесса измельчения нарушает непрерывность работы шнекпресса и отрицательно отражается на степени отжима масла.

Измельчение ядра (или семян) в условиях оптимальной влажности создает предпосылку хорошей тепловой обработки мятки в жаровне. При этом самое большое значение имеет однородность мятки в смысле размеров ее частиц и пористости всей массы, благоприятной для испарения влаги и равномерной денатурации белков.

Измельчение ядра (или семян) на вальцовых станках перед жарением и прессованием на шнековых прессах должно во всех случаях обеспечивать однородность мятки в отношении размеров частиц и пористости всей ее массы.

Что касается степени измельчения ядра, то при установлении оптимума должно учитываться дополнительное разрушение частиц и клеточной структуры данных семян непосредственно в той конструкции шнекового пресса, на котором будет производиться отжим масла.

Так, для приготовления из мятки тонкого помола (четыре прохода иятивальцового станка) подсолнечного ядра мезги, обладающей необходимыми пластическими и упругими свойствами для нормальной работы форпрессов и экспеллеров, необходимо прибегать к интенсивной тепловой обработке мезги, в результате чего в конечном итоге сильно повышается денатурация растворимых белков, увеличиваются остаточная масличность жмыха и содержание продуктов окисления в масле.

В связи с этим ряд маслопрессовых заводов, перерабатывающих подсолнечные семена двукратным прессованием для повышения производительности прессов и повышения качества масла и жмыха измельчение ядра перед жарением производят не через четыре прохода пятивальцовых станков, а через два или один проход пятивальцовых станков или парных вальцовок.

Представление о глубине измельчения мятки на вальцовках для схем двукратного прессования (форпрессования), а также прессования на прессах двойного действия без учета всех явлений, протекающих при жарении и прессовании мезги на шнековых прессах, и их влияния на качество жмыха как кормового продукта и масла как пищевого, оказываются несостоятельными.

При подготовке подсолнечных семян к форпрессованию в схемах однократное форпрессование -- экстракция в настоящее время принято измельчение ядра на пятивальцовках. Однако для повышения производительности форпрессов и повышения качества форпрессового масла и шрота (предпочтительней производить форпрессование грубых помолов подсолнечного ядра (крупки, лепестка). Измельчение перед форпрессованием таких семян, как арахис, клещевина, производится через один или максимум два прохода пятивальцовых или парных вальцовых станков.

В случаях прямой экстракции Масличных семян без предварительного съема масла (соевых семян, кориандровых отходов, кукурузных зародышей и др.) измельчение проводят для того, чтобы получить рыхлые сырые лепестки, оптимальной для каждой культуры толщины. При этом стремятся получить помол с возможно большим количеством разрушенных и деформированных клеток. Такой помол получают через один проход плющильных вальцовок, имеющих диаметр валков 800 мм.

Рекомендуемые схемы измельчения и характеристики помолов по отдельным культурам.

Ход процесса измельчения ядра или семян в целом обусловливается свойствами их многоклеточного скелета и содержимого клеток; протоплазмы и находящихся в ней масла, форменных образований -- алейроновых зерен, кристаллов щавелево-кислого кальция и др. Так, многоклеточный скелет оболочки, ядра и содержимое клеток, представляющее в основном непрерывную гелевую структуру, определяют прочность семени или ядра и их сопротивление внешним силам.

При этом вследствие сложности анатомической структуры семени прочность и сопротивляемость действию внешних сил отдельных участков неодинакова, поэтому и разрушение семени при измельчении неодинаково. Например, на вальцовках семядоли ядра измельчаются легче, чем зародыши и оболочка.

На степень разрушения клеточной структуры семени оказывает влияние также и способ приложения внешних сил: раздавливание, растирание и раскалывание.

Измельчение семян или ядра растиранием, раскалыванием и раздавливанием осуществляется на вальцовых станках гладких или рифленых.

При измельчении на вальцовых станках с гладкими поверхностями валков материал, втянутый в зазор между валками силами трения между частицами материала и поверхностью валков, подвергается различной степени разрушения. В зависимости от окружных скоростей вращающихся валков ядро или семена могут либо раздавливаться (в случае, если скорости валков одинаковые), либо растираться (если скорости различные).

Первый случай имеет место при измельчении ядпа илш семян на парных плющильных вальцовках е горизонтально расположенными валками, вращающимися с одинаковым числом оборотов. Помол на таких вальцовках получается в виде лепестка.

В процессе измельчения на пятикатковых вальцовках с вертикально расположенными друг над другом валками происходит раздавливание за счет веса валков, а растирание -- за счет разности окружных скоростей. Помол при таком измельчении получается мучнистый.

При измельчении ядра на рифленых вальцовках происходит раскалывание ядра режущими рифлями валков и поэтому помол получается в виде крупки. Такая же структура помола получается и при измельчении семян на мельницах ударного типа: молотковых, крестобойных, дисковых и на дезинтеграторах. Однако измельчение семян на мельницах ударного типа не практикуется, потому что помол получается очень неравномерным и представляет собой смесь крупки и муки.

Степень измельчения семян (или ядра) на вальцовых станках зависит от природы перерабатываемых семян и их влажности. Семена, имеющие прочные клеточные стенки и низкую масличность (семена сои), измельчаются с большими усилиями, чем семена высокомасличные и имеющие тонкие клеточные стенки (подсолнечные, клещевинные семена).

Сухие семена характеризуются хрупкостью, и мятка их при выходе из вальцовки отличается мучнистой структурой с большим количеством мельчайших частиц.

Влажные семена характеризуются, наоборот, пластичностью, и мятка их при выходе из вальцовки имеет вид пластинок, легко слепляющихся в комки.

Помол, полученный при низких температурах, более сух на ощупь, чем полученный при повышенных температурах. Известно, что при помоле на пятивальцовых станках теплого сухого подсолнечного ядра помол получается мазеобразный.

8. Как подготавливают жмых к экстракции

Метод экстракции применяется в двух вариантах технологических схем:

1 - в схеме прямой экстракции;

2 - в схеме экстракци в комбинации с форпрессованием.

Прямую экстракцию можно применять для любого вида масличного сырья, но особенно метод применим для сои и отходов кориандра. При этом экстрагируют мятку, подвергшуюся влаготепловой обработке и пропущенную через вальцовые станки для формования пластинок-лепестков (сырой лепесток).

По схеме форпрессование - экстракция перерабатывают основное масличное сырье, кроме сои и отходов кориандра. Для этого на первом этапе прессования извлекают 80...85% масла, что облегчает проведение второго этапа - экстракцию. Форпрессовый жмых измельчают до крупки, затем также проводят лепесткование за исключением хлопчатника, так как его жмыховая крупка лепесткованию не поддается.

В последнее время разработан способ получения форпрессового жмыха в виде гранул, которые направляются на экстракцию.

В зависимости от подготовки материала к экстракции состояние масла в нем будет различным. Различают два состояния:

а) свободное масло, которое находится на внешних и внутренних поверхностях, но удерживается поверхностными силами. Оно присутствует в мятке и сыром лепестке. Для его растворения достаточно обеспечить свободный доступ растворителя;

б) связанное масло, которое находится в частично деформированных и не разрушенных клетках и закапсулировано во вторичных структурах. Такое масло встречается, в основном, в форпрессовом жмыхе. Извлекается с трудом. Для его извлечения необходимо два диффузионных потока: один - проникновение растворителя через стенки внутрь клетки и вторичные структуры и второй - растворенного масла в обратном направлении.

Подготовка материала к экстракции. Целью операции является создание оптимальной внешней и внутренней структуры и уменьшение энергии связывания масла с материалом для ускорения последующей экстракции и наиболее полного извлечения масла.

Для большинства экстракционных линий и масличных культур такими структурами являются:

- сырой лепесток;

- крупка из форпрессового жмыха;

- форпрессовой лепесток;

- гранулы после прессов-грануляторов.

Эффективная экстракция масла невозможна без тщательной подготовки экстракционного материала. Для схемы прямой экстракции и схемы форпрессование - экстракция набор подготовительных операций будет несколько отличаться, так как исходный материал для экстракции будет различным.

При переработке форпрессового жмыха подготовительные операции включают в себя: измельчение жмыха; влаготепловую обработку; плющение (лепесткование).

Типовая технологическая схема подготовки форпрессового жмыха к экстракции представлена на рис.

Типовая технологическая схема подготовки форпрессового жмыха.

Жмых после форпрессования шнеком 1 и норией 2 подается на электромагнитный сепаратор 3, где освобождается от ферропримесей. Затем шнеком 4 распределяется на дисковые дробилки 5. Полученная крупка по шнеку 6 поступает на сортировочный грохот 7 для отбора крупных фракций (более 6-8 мм), которые возвращаются на повторное дробление. Мелкие фракции собираются шнеком 8 и норией 9 и шнеком 10 подаются на кондиционирование. Эта операция осуществляется в шестичанных кондиционерах 11. По необходимости увлажнение можно производить непосредственно в шнеке 10. Из жаровен шнеком 12, норией 13 и шнеком 14 крупка подается на двухпарные плющильные станки 15 для формирования лепестка. Полученный лепесток редлером 16, тихоходной норией 17 через электромагнитный сепаратор 18, вторым редлером 19 транспортируется в экстракционный цех.

Излишки лепестка по отводной трубе поступают в запасной бункер 20, откуда тихоходной норией 17 подаются в редлер 19.

Кондиционирование осуществляется в чанных жаровнях, причем любых - трех-, пяти-, шестичанных, которые имеют тихоходные мешалки, т.к. меньше измельчают крупку при перемещении из чана в чан.

Если необходимо кондициионировать только по температуре, то используют охладители:

- шестичанный кондиционер, в качестве которого может выступать жаровня с тихоходной мешалкой,охлаждающая вода подается только в днище;

- применяется также охладитель ДГ шахтного типа, а также охлаждение атмосферным воздухом в холодное время года.

При переработке масличных семян методом прямой экстракции для кондиционирования по температуре и влажности и одновременного получения пористых гранул применяются агломераты.

По данной схеме можно подготавливать к экстракции жмых любого масличного материала. Схема универсальна, при необходимости может быть упрощена. Если экстракцию проводят не из лепестка, а из крупки или гранул, то материал минует плющильные станки и после жаровен сразу подается на экстракцию.

Семена сои экстрагируют по схеме прямой экстракции сырой мятки (лепестка). Это связано с рядом факторов, так как соя относится к весьма ценному виду масличного сырья.

Высокой питательной ценностью обладает не только масло сои, но и ее шрот. Чтобы сохранить питательную ценность и масла и шрота при переработке, необходимо экстракцию проводить в мягких условиях, особенно по температуре, исключая денатурацию белков, разрушение витаминов. Поэтому прямая экстракция сырого лепестка является наиболее целесообразной схемой получения соевого масла и пищевого шрота. Из пищевого шрота в дальнейшем вырабатывают соевую муку. Последовательность подготовительных операций соевых семян следующая:

- очистка от ферромагнитных примесей дважды через промежуточное хранение;

- очистка от крупных минеральных примесей на камнеотборнике;

- кратковременная влаготепловая обработка семян до влажности 14% и температуры 60ч70оС;

- сушка семян нагретым воздухом на ротационной сушилке;

- очистка от поверхностных загрязнений на зернообоечных машинах, одновременно частичное отделение от оболочки, муки и зародыша;

- разделение на сепараторе: мука, оболочка, зародыш - в линию кормового шрота;

- дробление на однопарных рифленых вальцовых станках;

- разделение на сепараторе на недоруш, оболочку, ядро, муку, зародыш. Оболочка, мука, зародыш - в линию кормового шрота;

- инактивация дробленого ядра в шнеке-инактиваторе до 80…90оС и влажности до 15%;

- кондиционирование в чанных жаровнях при температуре 60…70оС и влажности 8,0…9,5%;

- электромагнитное сепарирование;

- плющение на двухпарных плющильных вальцовых станках;

- готовый лепесток на экстракцию.

Температура материала, поступающего на экстракцию, должна быть на 5оС ниже температуры кипения растворителя и не должна превышать 50оС при обезжиривании бензином марки А или нефрасом. При необходимости материал охлаждают.

Способ прямой экстракции постепенно внедряется и на другие масличные культуры, особенно целесообразно его внедрить на высокомасличных сортах, чтобы получить и масло, и шрот с высокой питательной ценностью.

Однако существующие экстракторы не пригодны для извлечения масла из сырой мятки высокомасличных культур, т.к. она очень слеживается.

9. Изложите кратко основные закономерности экстракции растительных масел из маслосодержащего материала

Подготовка масличного материала к экстракции. Масличное сырье, поступающее на экстракцию, должно иметь определенную структуру, которая дает возможность извлечь наибольшее количество масла.

Режимы обработки сырья перед экстракцией зависят от применяемой схемы извлечения масла (прямая экстракция или экстракция с предварительным отжимом масла на форпрессах), а также от вида сырья.

Применяют два способа экстракции: способ погружения масличного материала в противоточно движущийся растворитель и способ многоступенчатого противоточного орошения движущегося масличного материала растворителем или мисцеллой. Находит применение смешанный способ экстракции, в котором на разных стадиях используется и способ погружения, и способ многоступенчатого орошения.

Растворители, применяемые для экстракции растительных масел. Растворители масел должны удовлетворять ряду требований и обладать следующими свойствами:

1) хорошо растворять масло, смешиваться с ним в любых соотношениях, не растворять других компонентов экстрагируемого материала;

2) иметь однородный состав;

3) полностью удаляться из масла и шрота;

4) не вступать в химические реакции с масличным материалом;

5) не оказывать разрушающего действия на аппаратуру;

6) быть безвредными для человека, быть пожаро и взрывобезопасными.

Растворителей, обладающих всеми перечисленными свойствами, в настоящее время не существует. В промышленности для экстракции растительных масел применяют бензины различных марок. Достоинствами бензина являются нейтральность по отношению к экстрагируемому материалу и аппаратуре, хорошая способность растворять масло. Однако бензин легко воспламеняется, взрывоопасен, токсичен, вдыхание паров бензина может вызвать отравление. Поэтому для работы с бензином должны быть созданы специальные условия в соответствии с санитарными нормами и правилами работы с огне - и взрывоопасными веществами.

10. Как отгоняют растворитель из мисцеллы

Раствор масла в легколетучем растворителе называют мисцеллой.

Дистилляция мисцеллы может осуществляться тремя способами: распылением мисцеллы, в пленке мисцеллы и в слое мисцеллы. Обычно применяют ступенчатую дистилляцию мисцеллы, когда растворитель отгоняют в несколько стадий в аппаратах различных конструкций. Широко используют трехступенчатую дистилляцию мисцеллы, которую осуществляют в двух пленочных предварительных дистилляторах, работающих при атмосферном давлении, и в окончательном дистилляторе, работающем под вакуумом.

Мисцелла, выходящая из экстрактора, увлекает за собой некоторые частицы экс-трагируемого материала, которые отделяют фильтрованием. В дальнейшем растворитель переводят в парообразное состояние. Этот процесс в масложировой промышленности называют дистилляцией мисцеллы.

В процессе дистилляции растворитель должен быть как можно полнее удален (до тысячных долей процента) при минимальных температурах в возможно короткий срок. Полнота отгонки растворителя контролируется по температуре вспышки масла, которая должна быть не менее 225°С. Дистилляция мисцеллы производится в 2…4 стадии. На первых стадиях, при повышении массовой доли масла в мисцелле с 12…20 до 55…60%, температура кипения мисцеллы незначительно увеличивается с увеличением содержания масла. Поэтому дистилляция мисцеллы на этих стадиях напоминает обыкновенную выпарку. В дальнейшем с повышением содержания масла в мисцелле температура ее кипения возрастает значительно. Особые трудности испытывают при удалении последних 5% бензина.

На последней стадии дистилляции мисцеллы с целью интенсификации массообмена процесс ведут под разрежением, и в аппарат подают инертное по отношению к мисцелле вещество - перегретый водяной пар, за счет которого, прежде всего, происходит снижение парциального давления паров бензина в смеси паров. Кроме того, распылением или применением других методов увеличивается межфазная поверхность жидкость-пар, увеличивается коэффициент массообмена при переходе от жидкой фазы к газообразной.

Выходящий из экстрактора шрот содержит 25…40% растворителя. С целью сокращения расхода растворителя и придания шроту товарных свойств (шрот является ценным белоксодержащим кормом для животных) растворитель отгоняют из шрота.

Отгонку растворителя из шрота производят или в горизонтальных шнековых испарителях, или в вертикальных чанных испарителях - тосте.

Размещено на Allbest.ru