Разработка линии щелочной нейтрализации, перерабатывающей 300 т в сутки подсолнечного масла
Характеристика рафинации в линии производства растительного масла. Органолептические и физико-химические показатели подсолнечного масла. Расчет участка щелочной нейтрализации. Выбор технологической схемы производства рафинированного подсолнечного масла.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.05.2024 |
Размер файла | 161,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
«АРМАВИРСКИЙ МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Дипломная работа
Разработка линии щелочной нейтрализации, перерабатывающей 300 т в сутки подсолнечного масла
Дипломник Беликина Е.Г.
2018
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции
1.2 Определение ожидаемых выходов продукции и отходов производства
1.3 Обоснование и выбор технологической схемы
1.4 Технологическая схема производства рафинированного подсолнечного масла
2. Подбор и расчет оборудования
2.1 Расчет основного технологического оборудования
2.2 Расчет вакуумного оборудования
2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)
3. Описание технологической схемы
4. Контроль производства
5. Охрана труда. Экологическая характеристика производства
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Масложировая отрасль России является одной из наиболее прогрессивных, быстроразвивающихся и перспективных отраслей пищевого производства. Это связано с разнообразием и уникальностью состава маслосодержащего сырья различных регионов мира, быстрой его возобновляемостью, важной ролью жиров в питании человека, масштабностью использования масложировых продуктов и пищевых, кормовых и технических целях, в том числе и стратегических. [16, с.17]
Одним из перспективных направлений развития масложировой промышленности является расширение ассортимента и повышения качества продуктов питания, при этом особое внимание уделяется безопасности и качеству сырья, применяемого для создания таких продуктов.
Для увеличения потребления в пищу растительных жиров следует разнообразить их виды и товарную форму.
Основными видами сельскохозяйственного сырья для производства растительных масел являются семена подсолнечника, сои и рапса.
Подсолнечное масло наиболее распространённый вид растительного масла в России, которое лидируют по производству растительных жиров в мире.
Растительные масла, извлекаемые из семян, содержат разнообразные, в том числе нежелательные примеси, вредные или ядовитые вещества. Все масла с повышенной кислотностью в сыром виде в пищу не применяются и должны быть предварительно очищены - отрафинированы. Процесс очистки жиров от примесей называется рафинацией. [18, с.5]
Рафинация позволяет повысить качественные показатели масла, в результате чего становится возможным перевести некоторые из них из ряда технических и даже токсичных в разряд пищевых.
В масложировой отрасли рафинированные масла являются основным сырьём для производства маргариновой продукции и других видов промышленной переработки (гидрогенизации, производства мыла, и глицерина). [11, с.55]
Промышленное значение имеют щелочная нейтрализация масел.
Таким образом, в настоящее время большая часть вырабатываемых растительных масел (а в перспективе все масла) проходит ту или иную степень очистки.
Техника и технология рафинации жиров непрерывно совершенствуется. Рафинационное производство оснащается современным высокопроизводительным оборудованием непрерывного действия, благодаря которому повышается мощность линий и значительно сокращаются трудовые затраты.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Характеристика сырья и выпускаемой продукции
Рафинация представляет собой сложный комплекс различных физических и химических процессов, применение которых позволяет избирательно воздействовать на сопутствующие вещества, ослабеть их связи с триглициридами и выводить из масла.
Для производства рафинированного подсолнечного масла в линии рафинации в качестве сырья используется нерафинированное подсолнечное масло со вкусом и запахом (ГОСТ 1129-2013 Масло подсолнечное. Технические условия)
Подсолнечное масло получают прессованием или экстракцией семян подсолнечника ГОСТ 22391-2015 Подсолнечник. Технические условия.
В России подсолнечник культивируется в районах Северного Кавказа, Краснодарского края, Ростовской области. Главным источником промышленного растительного сырья являются плоды подсолнечника. На их долю приходится более 75 % [4, с.48] общего производства растительных масел. Семена подсолнечника содержат 30-45 % масла [20]. Жирнокислотный состав подсолнечного масла представлен в таблице 1.1
Таблица 1.1 Жирнокислотный состав подсолнечного масла
Жирные кислоты |
Содержание, процент |
|
ПальмитиноваяМиристиноваяАрахиноваяОлеиноваяЛинолевая |
4,2 - 4,6до 0,1до 0,761,0 - 69,821,9 - 28,0 |
[2, с. 201]
Цвет сырого подсолнечного масла золотисто-желтый или соломенно-желтый, запах специфический, приятный, свойственный подсолнечному маслу.
Масло из семян подсолнечника отличается высоким пищевым качеством. В составе триглицеридов подсолнечного масла преобладают линолевая и олеиновая кислоты. Относительно высокое содержание пальмитиновой кислоты обуславливает возможность получения твердой фракции триацилглицеридов при охлаждении масла. В нерафинированном масле содержится до 0,8 - 1,2 % фосфолипидов. Массовая доля токоферолов в 100 г масла составляет 83 мг [20].
Подсолнечное масло содержит до 0,35% восков и воскообразных продуктов, стерины, пигменты, белковые вещества, витамины А, D, E и К, одорирующие и вкусовые вещества. [19]
Подсолнечное масло применяется непосредственно в пищу. После гидрогенизации в виде саломаса идет на изготовление маргарина и других пищевых жиров. Подсолнечное масло при высыхании образует очень непрочную пленку, и в качестве компонента оно находит применение при изготовлении глифталевых олиф [15, с.204]. Органолептические и физико-химические показатели подсолнечного масла представлены в таблицах 1.2 и 1.3
Таблица 1.2 Органолептические показатели подсолнечного масла
Наименование показателя |
Характеристика масла подсолнечного |
|
Прозрачность |
Легкое помутнение над осадком |
|
Запах и вкус |
Свойственный подсолнечному маслу без постороннего запаха и привкуса |
[3, с. 3]
Таблица 1.3 Физико-химические показатели подсолнечного масла
Наименование показателя |
Масло нерафинированное |
|||
Высший сорт |
Первый сорт |
Для промышленной переработки |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Цветное число, мг йода, не более |
15 |
25 |
35 |
|
Кислотное число, мг /г, не более |
1,50 |
4,00 |
6,00 |
|
Массовая доля нежировых примесей, %, не более |
0,05 |
0,10 |
0,20 |
|
Массовая доля фосфоросодержащих веществ, %, не более: |
||||
в пересчете на стеароолеолецитин |
0,20 |
0,60 |
0,80 |
|
в пересчете на Р2О5 |
0,018 |
0,053 |
0,070 |
|
Мыло (качественная проба) |
Не нормируется |
|||
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более |
0,15 |
0,20 |
0,30 |
|
Температура вспышки экстракционного масла, °С, не ниже |
Не нормирует-ся |
225 |
||
Перекисное число, моль активного кислорода/кг*, не более |
7,0 |
10,0 |
10,0 |
|
Анизидиновое число, не более |
Не нормируется |
|||
Холодный тест |
Не нормируется |
[3, с. 3]
Для снижения кислотного числа растительных масел и перевода их из разряда технических в разряд пищевых проводят щелочную рафинацию растительных масел. Процесс рафинации включает:
Щелочную рафинацию очищенного путем гидратации прессового подсолнечного масла;
Отделение нейтрализованного масла от соапстока;
Водную промывку, обработку масла лимонной кислотой и сушку.
Вспомогательными материалами в линии рафинации являются каустическая сода (гидроксид натрия) концентрацией 38-42 %, ортофосфорная кислота, вода для промывки масла и разбавления щелочи (умягченный конденсат), гидротропные добавки, лимонная кислота.
При рафинации жиров для удаления свободных жирных кислот применяют растворы гидроксида натрия .
Раствор готовят из гидроксида натрия (товарное название - каустическая сода). Химическая формула NаОН, молекулярная масса 40,1. Гидроксид натрия характеризуется высокой реакционной способностью и агрессивностыо. При взаимодействии со свободными жирными кислотами образует натриевые соли жирных кислот, называемые мылами. Едкий натр выпускают нескольких марок и сортов в твердом и жидком виде. Твердый продукт - белая непрозрачная масса, содержащая 96 - 98 % NаОН, упакованная в железные барабаны массой до 200 кг. Жидкий едкий натр поступает в железнодорожных цистернах в виде концентрированных растворов, содержащих 42-43 % NаОН.
Таблица 1.4 Аналитические данные паспорта едкого натра технического гранулированного
Наименование показателей |
Норма для марки и сорта |
|||
Марка ГР |
Марка ГД |
|||
Высший сорт |
Первый сорт |
|||
ОКП2132110620 |
2132110630 |
2132120700 |
||
Внешний вид |
гранулы сферической илиполусферической формы, белого цвета, допускается окраска |
|||
Массовая доля едкого натра (гидроксида натрия), % не менее |
98,8 |
98,5 |
94,5 |
|
Массовая доля углекислого натрия, % не более |
0,6 |
1,0 |
2,7 |
|
Массовая доля хлористого натрия, % не более |
0,01 |
0,01 |
2,2 |
|
Массовая доля сульфата натрия, не более |
0,005 |
0,005 |
0,1 |
|
Массовая доля железа в пересчете, % гидроксид железа не более |
0,002 |
0,004 |
0,03 |
|
Массовая доля ртути (Нд), %, не более |
0,0001 |
0,0001 |
_ |
[5, с 2]
Для промывки нейтрализованного масла и растворения химических реагентов используют умягченную воду или конденсат.
Чистая вода - жидкость без цвета, вкуса и запаха. Важным технологическим показателем воды является её жесткость, которая зависит от количества растворенных в ней солей калия и магния. Жесткость воды измеряется в миллиграмм-эквивалентах на 1 л и (мг-экв/л) или в условных единицах градусах жесткости. Вода жесткостью мене 4 мг-экв/л условно считается мягкой, от 4 до 8 мг-экв/л - средней жесткости и выше 12 мг-экв/л - очень жесткой. Дождевая и снеговая, а так же дистиллированная вода (конденсат) не содержат солей жесткости и относятся к очень мягкой воде.
Соли кальция и магния содержащиеся в жесткой воде, с жирными кислотами могут образовывать мыла, которые трудно удаляются и затрудняют процесс гидратации. Кроме того, из-за своей липкости эти соли оседают на греющие поверхности аппаратуры, ухудшают условия их работы и затрудняют очистку. Для предупреждения этого при рафинации жиров необходимо применять мягкую воду, лучше всего конденсат или умягченную с жесткостью не выше 1 мг-экв/л. [8, с 25]
Таблица 1.5 Органолептические и физико-химические показатели питьевой воды (ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования)
Наименование показателя |
Величины |
|
Запах при 0С и при нагревании до 60 0С, баллы не более |
2 |
|
Вкус и привкус при 20 0С, баллы, не более |
2 |
|
Цветность, градусы, не более |
20 |
|
Мутность по стандартной шкале, мг/дм3 , не более |
1,5 |
|
Число микроорганизмов в 1 см3 воды, не более |
100 |
|
Водородный показатель, рН |
6,0-9,0 |
|
Жесткость, мг/экв-л, не более |
7,0 |
|
Содержание оксидов железа, мг/кг |
100 |
|
Мышьяк, мг/ дм3 , не более |
0,05 |
|
Сухой остаток, мг/ дм3 |
1000 |
|
Хлориды, мг/ дм3 , не более |
350 |
|
Содержание масел и нефтепродуктов, мг/кг, не более. Согласно ГОСТ 2874-82 контролируется бактериологические, органолептические и токсические вещества вод |
0,3 |
[6, с. 3]
Конденсат или умягченную воду необходимо применять как при подготовке растворов щелочи и лимонной кислоты, так при промывке жиров после щелочной рафинации. Умягченную воду получают при специальной химической обработке, в результате которой из нее удаляется большая часть солей жесткости. Вода не должна содержать кальциевых и магниевых солей, железа и других металлов, хлора и других примесей. Вода не должна содержать бактериальных загрязнений [6, с. 4]
Характеристика гидротропных добавок
В качестве гидротропных добавок применяются сульфат натрия (Na2SO4) и триполифосфат натрия (Na5P3O10). Гидротропные добавки вводятся на стадии нейтрализации в виде водного раствора вместе со щелочью в количестве 3-5%. [7, с. 44]
Сульфат натрия применяется в качестве добавки к растворам едкого натрия для снижения эмульгирующего действия мыла, образующегося при щелочной рафинации, такие добавки получили название гидротропных. При работе с гидротропными добавками уменьшается уход с соапстоком нейтрального жира, и благодаря этому увеличивается выход рафинированного жира. Безводный (прокаленный) сульфат натрия представляет собой кристаллический порошок белого цвета химическая формула (Na2SO4), молекулярная масса 142. В безводном продукте содержится 99 % сульфата натрия [7, с.44].
Сульфат натрия добавляют к подготовленному раствору едкого натра в количестве 3-4 % [7, с.44] от массы раствора. После тщательного перемешивания смесь используют для нейтрализации жирных кислот рафинированного жира.
Характеристика лимонной кислоты
Вместо естественных антиокислителей в горячие рафинированные жиры добавляется лимонная кислота, которая выполняет несколько функций. Она разлагает небольшой остаток натриевых солей, оставшихся в жире после щелочной рафинации, и связывает в форме нерастворимых комплексов следы металлов. Лимонная кислота должна соответствовать требованиям, указанным в таблицах 1.6 и 1.7 (ГОСТ 908-2004 Кислота лимонная моногидрат пищевая. Технические условия (с Поправкой)
Таблица 1.6 Органолептические показатели лимонной кислоты
Наименование показателя |
Характеристика |
|
Внешний вид и цвет |
Бесцветные кристаллы или белый порошок без комков |
|
Вкус |
Кислый, без постороннего привкуса |
|
Запах |
Отсутствие запаха |
|
Структура |
Сыпучая и сухая, на ощупь не липкая |
|
Механические примеси |
Не допускаются |
[8. с.2]
Таблица 1.7 - Физико-химические показатели лимонной кислоты
Наименование показателя |
Норма |
|
Идентификация лимонной кислоты |
Выдерживает испытание |
|
Массовая доля лимонной кислоты моногидрата %, не менее |
99,5 |
|
не более |
100,5 |
|
Массовая доля воды, %, не менее |
7,5 |
|
не более |
8,8 |
|
Массовая доля сульфатной золы, %, не более |
0,05 |
|
Массовая доля сульфатов, %, не более |
0,015 |
|
Массовая доля оксалатов, %, не более |
0,01 |
[8, с.3]
Характеристика ортофосфорной кислоты
Ортофосфорная кислота - Н3РО4 бесцветная жидкость, не имеющая запаха, молекулярная масса - 97,99. Кислота ортофосфорная хорошо растворима в воде, этиловом спирте. Используется в качестве агента для обеспечения полноты удаления негидратируемых фосфатидов на стадии кислотной гидратации.
Характеристика рафинированного подсолнечного масла
Рафинированное подсолнечное масло светло-желтого цвета, прозрачное с запахом и вкусом для масла, поставляемого в торговую сеть и на предприятия общественного питания, с кислотным числом 0,4 мг KOH
[3, с.4]. Применяется для производства маргариновой и майонезной продукции, в консервной промышленности [2, с.205]. Подсолнечное масло в кулинарии применяется для жарки и для заправки салатов, в мыловарении и лакокрасочной промышленности. Подсолнечное масло входит в состав различных мазей и оказывает смягчающий эффект на волосы и кожу при косметическом использовании [19].
В качестве отходов после рафинации образуется соапсток подсолнечного масла (ТУ 10-04-02-80-91). Соапсток имеет сложный состав, в него входит влага, мыло, увлеченный нейтральный жир, избыточная щелочь. В народном хозяйстве применяется для обработки садовых деревьев и в мыловаренном производстве. Состав соапстока приведен в таблице 1.8
Таблица 1.8 Состав соапстока
Показатели |
Содержание, в процентах |
|||
максимальное |
минимальное |
среднее |
||
Омыленное масло |
13,30 |
9,20 |
11,25 |
|
Нейтральное масло |
13,40 |
17,10 |
26,75 |
|
Общее содержание жира |
48,0 |
24,0 |
36,0 |
|
Соль поваренная |
6,04 |
2,74 |
4,39 |
|
Вода |
72,40 |
43,20 |
57,8 |
|
Прочие вещества |
2,80 |
0,90 |
1,85 |
[10, с.3]
1.2 Определение ожидаемых выходов продукции и отходов производства
Материальные расчеты участка щелочной нейтрализации сводятся к определению отходов и потерь, расхода сырого и выхода рафинированного масла, а также расхода химикатов [едкого натра, (гидроксида натрия), фосфорной и лимонной кислоты, гидротропных добавок]. Расчеты ведутся на 1 т сырого масла с последующим пересчетом на 1 т рафинированного.
В основу расчетов положено, что на рафинацию будет поступать подсолнечное нерафинированное масло со следующими качественными показателями: кислотное число масла составляет, 2,3 мг КОН, [3], содержание влаги и летучих веществ Х1 = 0,23 % от массы масла. [3],
Отходы и потери жиров
Отходы жира в соапсток. Расход гидроксида натрия (100 %-ного) на щелочную нейтрализацию подсолнечного масла при избытке 15 % [9, c.14] (коэффициент избытка = 1,15) составит, кг/т [9, c.14]:
ЩН= к. ч0,713, (1)
ЩН= 2,30,7131,15 = 1,8
Масса жирных кислот, связываемых гидроксидом натрия, кг/т:
Gж.к.=. (2)
Gж.к.= = 12,65
Масса образующихся натриевых солей жирных кислот (натриевого мыла, переходящего в соапсток) составит, кг/т:
Gм= (3)
Gм= = 13,65
где Мж. к -- молекулярная масса жирных кислот подсолнечного масла (Мж.к= 281) [9, c.14];
Мм-- молекулярная масса; натриевого мыла жирных кислот подсолнечного масла (Мм=303); [9, c.14]
Мш -- молекулярная масса гидроксида натрия (Мщ = 40); [9, c.14]
0,713 -- отношение мольных масс гидроксида натрия и калия [9, c.14].
Вместе со связанными жирными кислотами в соапсток переходит некоторое количество нейтрального жира. По действующим нормативам при работе на сепараторных установках с саморазгружающимися барабанами содержание нейтрального жира Жн в соапстоке составляет 20 - 25 % [9, c.14] от общей массы переходящих в него жиров. Для расчетов с учетом переработки подсолнечного нерафинированного масла принимается Жн=23% от массы жиров, переходящих в соапсток.
Общее содержание жиров в соапстоке при этом составит, кг/т:
Gж..с. =(4)
Gж..с. = = 16,4
в том числе содержание нейтрального жира
Жн = Gж..с. - Gж.к (5)
Жн = 16,4 - 12,65 = 3,75
По выходе из сепаратора в масле остается в среднем Gм=0,1%=1кг/т связанных в виде мыла жирных кислот.
Таким образом, отходы жира в соапсток, кг/т:
Gж.с = Gж..с - GМ (6)
Gж.с = 16,4-1,0 = 15,4
Выход товарного соапстока
Содержание жира Жоб в соапстоке на выходе из сепаратора при установившемся режиме составляет в среднем 20 % [9, c.16]
Выход товарного соапстока, кг/т:
Ос = ; (7)
Ос = = 77,0
Отходы жира при промывке
Для удаления мыла, оставшегося в масле после отделения соапстока, применяется двукратная промывка его горячей умягченной водой. По принятым нормативам на первую промывку дается вода в количестве W1=100 кг/т, на вторую W2 = 60 кг/т. [9, c.16]
Принимается, что после первой промывки из масла удаляется в среднем 90 % от находившегося в нем мыла, после второй промывки в масле остаются следы мыла (не более 0,005 %). [9, c.16] Вместе с растворенным мылом первая промывная вода уносит с собой из сепаратора от 1 до 1,5 %, или в среднем ЖН1=1,3 % нейтрального жира. Вторая промывная вода содержит 0,2-0,3 %, или в среднем Жн2=0,25 % нейтрального жира [9, c.16]. Баланс масла, содержащегося в промывных водах на выходе из сепаратора, приведен в таблице 1.9
Таблица 1.9 Содержание жира в промывных водах на выходе из сепаратора
Операция |
Жир, связанный в виде мыла |
Жир нейтральный кг/т |
Всего |
|
Первая промывная вода |
Gм0,9 = 10,9= 0,9 |
ЖН1 W1/100= 1,3100/100= 1,3 |
2,2 |
|
Вторая промывная вода |
Gм0,1 -0,05 = 10,1 -0,05 = 0,05 |
ЖН2 W2/100= 0,2560/100= 0,15 |
0,2 |
Итого в двух промывных водах
Gм=0,95ЖН3=1,45V=2,4
При прохождении через цеховую жироловушку около 50 % [9, c.16] нейтрального жира улавливается и возвращается в процесс, кг/т:
ЖН4 = ; (8)
ЖН4 = = 0,72
Остальное количество U'= V - ЖН4; кг/т (9)
U'= 2,4 - 0,7 = 1,7
поступает через дворовую жироловушку в очистную систему промстоков рафинационного участка где, по практическим данным, при работе с подкислением улавливается 60 % , или, кг/т [9, c.16]:
V" = (10)
V" = = 1
Это масло образует отходы производства, используемые на технические нужды.
Безвозвратные потери при промывке составят, кг/т:
1= U - (ЖН1 + V) (11)
1= 2,4 - (0,7 + 1) = 0,7
Прочие отходы на стадии щелочной нейтрализации и промывки укладываются в среднюю норму 3 = 0,20 кг/т. Сумма отходов при щелочной нейтрализации и промывке подсолнечного масла с начальным кислотным числом равным 2,3 мг КОН, кг/т:
О = GЖ.С + U" + 3; (12)
О = 15,4+ 1,0 + 0,2 = 16,6
Безвозвратные потери жиров при щелочной нейтрализации, промывке и сушке жиров. Эти потери получаются на следующих операциях:
а) при промывке согласно вышеприведенным расчетам 1 = 0,7 кг/т;
б) при сушке за счет разности влажности поступающего на рафинацию масла Х1 = 0,23% и влажности высушенного масла Х2 = 0,05 % , кг/т:
2 = Х1-Х2 (13)
2 = 0,23 - 0,05 = 0,18 % = 1,8 кг/т
в) прочие (включая потери от разрушения фосфатидов при обработке фосфорной кислотой), кг/т 3 = 0,2
Общая масса безвозвратных потерь при щелочной нейтрализации, промывке и сушке масла, кг/т:
= 1 + 2 + 3 ; (14)
= 0,7 + 1,8 + 0,2 = 2,7
Выход рафинированного щелочью, промытого и высушенного масла, кг/т:
Ар=1000-- (О + ) ; (15)
Ар=1000-- (16,6+ 2,7) = 980,7
Расход подсолнечного масла на 1 т нейтрализованного масла составит, кг/т:
В = ; (16)
В == 1019,6
Продуктовый баланс щелочной нейтрализации нерафинированного подсолнечного масла с начальным кислотным числом, равным 2,3 мгКОН, приведен в таблице 1.10
Расход вспомогательных материалов
Расход фосфорной кислоты. Для разрушения остаточных фосфатидов, по практическим данным, вводится 1-2 кг/т концентрированной (85 % -ной) ортофосфорной кислоты. Для расчетов принимается расход фосфорной кислоты Дф =1,5 кг/т. [9, с. 17]
Таблица 1.10 Продуктовый баланс щелочной нейтрализации подсолнечного масла
Компонент |
Условное обозначение |
На 1 т рафинируе-мого масла, кг |
В сутки, т |
|
Масло нерафинированное с кислотным числом 2,3 мг КОН |
А |
1000,0 |
300 |
|
Масло рафинированное, промытое и высушенное |
Ар |
980,7 |
294,21 |
|
Отходы |
||||
Всего |
О |
16,6 |
4,98 |
|
В том числе: |
||||
жир в товарном соапстоке |
GЖ.С. |
15,4 |
4,62 |
|
жир технический из дворовых жироловушек |
U |
1,0 |
0,3 |
|
прочие отходы |
3 |
0,2 |
0,06 |
|
безвозвратные потери |
2,7 |
0,81 |
||
товарный соапсток концентрацией 20 % |
GС |
77,0 |
23,1 |
[9, с. 17]
Расход гидроксида натрия. Гидроксид натрия расходуется на нейтрализацию жирных кислот и связывание фосфорной кислоты. Расход гидроксида натрия Щн (100 %-ного) на нейтрализацию свободных жирных кислот согласно вышеприведенным расчетам составляет 1,8 кг/т. [9, с. 17]
Расход гидроксида натрия на связывание ортофосфорной кислоты, кг/т:
Щ'н=;(17)
где 85 -- содержание фосфорной кислоты в продажном продукте, процент [9, с. 17];
Мф -- молекулярная масса ортофосфорной кислоты (Мф = 98) [9, с. 17];
Щ'н= = 1,57
Суммарный расход гидроксида натрия, кг/т:
Щ'н = 1,8 + Щ'н; (18)
Щ'н = 1,8 + 1,57 = 3,37
Расход растворов гидроксида натрия при различных концентрациях NаОН определяется следующим расчетом:
а) концентрация а=42 %-ного гидроксида натрия в исходном растворе составляет по массе: а = 0,609 кг/л, а плотность с = 1,449 кг/л;
расход исходного раствора, кг/т:
по массе g = (Щ"н Р)/а(19)
g = (3,371 ,449)/0,609 = 8
по объему V= Щ"н/ а(20)
V = 3,37/0,609 = 5,5 л/т = 0,055 м3/т;
б) концентрация гидроксида натрия в рабочем растворе а=10,9 %; содержание NаОН по массе а1 = 0,12 кг/л, а плотность р1 = 1,12 кг/л;
расход рабочего раствора:
по массе, кг/т
g1 =(Щ"н Р1)/а1 (21)
g1 == (3,371,12)/0,12 = 31,5
по объему, м3/т:
V1 = Щ"н /а1(22)
V1 = 3,37/0, 12 = 28,1 л/т = 0,0281
Расход гидротропных добавок
По технологическому регламенту расход сухого реагента (триполифосфата натрия или сульфата натрия) принимается 3 % [9, с. 17] от объема рабочего раствора гидроксида натрия, вводимого при щелочной нейтрализации. Соответственно расход реактива будет, кг/т:
g Р = V1 0,03 (23)
g Р = 28,10,03 = 0,85
Масса раствора при его концентрации Кн = 20 % [9, с. 17], кг/т:
Г = (24)
Г = = 4,2
Суточный выход рафинированного масла составит, т:
Всут= ПА'р ; (25)
Всут= 0,9807300 = 294,21
1.3 Обоснование и выбор технологической схемы
Для рафинации всех видов масел и жиров используют различные варианты схем непрерывных и периодических. В настоящее время наиболее широко используются следующие установки: отечественная А1- ЖРН производительностью 150 т в сутки и две модели фирмы Альфа - Лаваль. Они известны в двух вариантах - малая производительностью 150 т в сутки и большая производительностью 300 т в сутки.
В установке щелочной нейтрализации подсолнечного масла для смешивания реагирующих фаз используются различные конструкции смесителей. При гидратации масел, обработке их фосфорной кислотой с целью удаления негидратируемых фосфатидов применяются лопастные смесители. Для смешивания масла со щелочью устанавливается дисковый смеситель, который обеспечивает контакт жира с указанным реагентом за короткий промежуток времени (2-3сек.). Ножевой смеситель устанавливается при промывке для смешивания масла с водой. Эта установка более усовершенствована, чем отечественная А1-ЖРН. Линия щелочной нейтрализации снабжена системой дистанционного контроля и управления процессов. В линии имеется система обеспечения постоянного потока рафинируемого масла и необходимых реагентов. В схеме установлено четыре сепаратора: два герметичных и два саморазгружающихся. В линии устанавливается герметичный сепаратор производительностью от 80 до 180 т в сутки, в другой - саморазгружающийся сепаратор производительностью от 200 до 300 т в сутки.
Важнейшими условиями качества и ценности растительных масел является удаление из них различного рода примесей, таких, как фосфатиды, свободные жирные кислоты. Предпосылкой для выполнения этих условий является сепарация, от эффективности которой зависят все последующие процессы переработки. Сепаратор разработан для непрерывной нейтрализации и промывки растительных масел и жиров. Параметрический ряд тарельчатых сепараторов Альфа - Лаваль, предназначенных для рафинации растительного масла, используется во всех вышеперечисленных областях применения, оборудование постоянно модернизируются с учетом разработки новых материалов и развития механики и гидродинамики.
1.4 Технологическая схема производства рафинированного подсолнечного масла
2. ПОДБОР И РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ
щелочная нейтрализация рафинированное подсолнечное масло
2.1 Расчет основного технологического оборудования
Основным технологическим оборудованием в линии щелочной нейтрализации подсолнечного масла является смесители (лопастной, дисковый, ножевой), герметичные сепараторы с периодической выгрузкой шлама марки А1-МСЛ, саморазгружающиеся сепараторы, вакуум-сушильный аппарат.
Смеситель лопастной
Для расчетов принимается, что расход воды на гидратацию фосфатидов составляет 2 % [9, с. 22] от массы масла, м3/ч или:
W1 = 0,02m (26)
W1 = 0,025,41 = 0,10
Объем гидратированного масла составляет, м3:
V = m/p (27)
где с - плотность масла (при 90 0С с = 0,878 т/м3 [13, приложение 7])
V = = 6,16
Суммарный объем гидратируемой массы, проходящей через лопастной смеситель, м3/ч:
V2 = V + W1 (28)
V2 = 6,16 + 0,10 = 6,26
Требуемое количество аппаратов находят из уравнения, шт:
N = , (29)
где ц - степень заполнения аппарата (принимается ц=0,9) [13, с. 49])
N = = 0,40
Принимается к установке один лопастной смеситель полной вместимостью 0,5 м3.
Таблица 2.1 Техническая характеристика смесителей
Показатели |
Типы смесителей |
|||||
Лопастной |
Ножевой |
Дисковый |
||||
Производительность, т/ч |
6,25 |
12,5 |
6,25 |
12,5 |
12,5 |
|
Вместимость, л |
150 |
6000 |
30 |
60 |
20 |
|
Время пребывания масла всмесителе, с |
60 |
1260 |
10 |
10 |
- |
|
Температура жира, 0С |
100 |
100 |
120 |
120 |
120 |
|
Давление в смесителе, МПа |
0,1 |
0,1 |
1 |
1 |
1 |
|
Частота вращения мешалки, мин-1 |
250 |
150 |
470,640 |
1000 |
350-1200 |
|
Мощность электродвигателя, кВт |
2,2 |
2,2 |
3,75 |
7,5 |
1,1 |
|
Размеры, ммДиаметрВысота корпуса |
4001435 |
15003200 |
-- |
-- |
330- |
|
Габаритные размеры, м |
0,96х1х 1,8 |
1,5х1,5х4,0 |
1,35х1,25х 0,25 |
1,7х0,65х 0,25 |
0,95х0,65х 0,15 |
|
Масло, кг |
400 |
- |
840 |
520 |
175 |
[9, с. 23]
Расчет сепараторов
В современных сепараторах линии щелочной нейтрализации масел производительностью 300 т в сутки выгрузка осадка производится в автоматическом режиме.
Объемная производительность разделяющего сепаратора определяется по формуле:
Vm = 16560вn2Жtg (Rб - Rм) [(p - pж)/ м]d2 (30)
в - технологический КПД сепаратора, в=0,6 [9, с. 30];
n - частота вращения барабана, n=08,8 с-1 [9, с. 30];
Ж - количество тарелок, шт, Ж =124;
tg - угол подъема образующей тарелки, tg= 1,73;
Rб - большой радиус тарелки сепаратора (0,22 м);
Rм - радиус малой тарелки сепаратора (0,12 м);
p - плотность дисперсной фазы (соапстока, воды) при 90 0С (965 кг/м3);
pж - плотность дисперсной среды при 90 0С (878 кг/м3);
м - динамический коэффициент вязкости дисперсной среды при 90
0С (0,00755 Пас);
D - расчетный диаметр жирового шарика, м (2,4510-6 м)
Vm=165600,6108,821241,73(0,223-0,123)[(965-878)/0,00755]2,4510-6= 14,8
Рассчитанная по этой формуле производительность сепараторов, работающих в линиях щелочной нейтрализации жиров близка к производительности, имеющейся на практике. Техническая характеристика сепараторов, работающих в линиях щелочной рафинации приведена в таблице 2.2
Таблица 2.2 Техническая характеристика сепараторов
Наименование показателей |
С периодической выгрузкой шлама марки А1-МСЛ |
Саморазгружаю-щиеся |
|
Производительность, т/ч |
До 6,5 |
12,5 - 13 |
|
Диаметр тарелок, ммВерхней частиНижней части |
162473 |
240440 |
|
Угол наклона стенок тарелок, град |
50 |
60 |
|
Число тарелок, шт |
105 |
124 |
|
Угловая скорость барабана , рад*с-1 |
460 |
680 |
|
Частота вращения барабана, мин-1 |
4400 |
6500 |
|
Давление на выходе жира из сепаратора, МПа:На стадии нейтрализацииНа стадии промывки |
0,30,26 |
0,22-0,350,18-0,25 |
|
Фактор разделения |
3700 |
7000 |
|
Мощность электродвигателя, кВт |
13 |
30 |
[9, с. 30]
Расчет вакуум - сушильного и деаэрационного аппарата
Исходные данные для расчета:
Производительность по маслу, кг/ч m = 12500
Влагосодержание масла, процент:
Начальное Х3 = 0,5
Конечное Х2 = 0,05
Температура масла, 0С t = 120 [9, с. 31]
Масса пара, образующаяся в аппарате, кг/ч:
Д = m(х3 - х2)/100, (31)
Д = 12500(0,5 - 0,05)/100 = 56,25
Расход теплоты на испарение воды, кДж/ч:
Q = Di (32)
где i - удельная энтальпия водяного пара (i = 2712 кДж/кг) [9, с. 31]
Q = 56,252712 = 152550
За счет испарения воды температура масла снижается на Дt 0С:
Дt =, (33)
где Q - расход теплоты на испарение воды;
M - масса масла;
С - удельная теплоемкость масла, кДж/кгК, с=2,18
Дt= =5,6
Конечная температура масла на выходе из аппарата, 0С
tд= t - Дt, (34)
tд= 120 - 5,6 = 114,4= 114
Масса воздуха, проникающего через неплотности и вносимого маслом, по практическим данным, принимается 10 % от массы вторичного пара, кг/ч:
dа1 = Д0,1 (35)
dа1 = 56,250,1 = 5,6
Расчет вакуум - сушильного аппарата сводится к определению его размеров по зонам:
а) зона испарения и деаэрации масла находится по напряжению парового пространства
Часовой объем образующегося пара составит, м3:
Vвп = DV, (36)
Vвп = 56,2527 =1520
Допустимое напряжение парового пространства, по практическим данным:
W = 900 - 1100 м3/м3. Принимается для расчета W = 1000 м3/м3*ч
Объем зоны испарения и деаэрации, м3:
Vи = Vвп/ W, (37)
где Vвп - часовой объем образующегося пара;
W - допустимое напряжение парового пространства
Vи = 1520/ 1000 =1,52
Скорость движения пара в аппарате не должна превышать W=0,4-0,6 м/с. Принимается W = 0,4 м/с
Внутренний диаметр корпуса вакуум - сушильного аппарата равен, м:
Dвн = , (38)
где Vвп - часовой объем образующегося пара;
W - скорость движения пара
Dвн =
Аппарат имеет внутренний диаметр D = 1,188 м
Высота зоны испарения и деаэрации, м:
hп = Vн /f, (39)
где Vн - объем зоны испарения и деаэрации, м3
f - площадь поперечного сечения аппарата с диаметром 1,188 м
hп = 1,52 /1,1 = 1,4
б) зона сепарации водяного пара предназначена для предотвращения уноса масла с удаляющимся из аппарата паром.
Ее объем составляет, м3:
Vс = 1,520,25 = 0,38
Высота этой зоны, м:
hс = 0,38 /1,1 = 0,35
в) зона приема высушенного масла
Ее объем, м3:
Vм = m3/ 60 p, (40)
где p - плотность масла при 115 0С p =860 кг/м3 [9, с. 33]
Vм = 37503/ 60860 = 0,21
Высота этой зоны, м:
hм = Vм /f, (41)
где Vн - объем масла, в зоне приема высушенного масла, м3
f - площадь поперечного сечения аппарата с диаметром f =1,13 м (1,1 м2)
hм = 0,36/1,1 = 0,32
Полный расчетный объем вакуум - сушильного аппарата будет, м3:
УV = Vн + Vс + Vм (42)
УV = 1,52 + 0,38 + 0,72 = 2,6
Полная высота, м:
Уh = hн + hс + hм (43)
Уh = 1,4 + 0,35 + 0,65 = 2,4
Принимается к установке вакуум- сушильный и деаэрационный аппарат вместимостью 2,6 м3 следующих размеров: диаметр 1,2 м3, высота цилиндрического корпуса 2 м, полная высота 2,4 м.
Резервуар для приема раствора гидроксида натрия
Суточный расход раствора гидроксида натрия концентрацией 42 % составляет Щс=2400 кг [9, с. 26]. Принимается, что раствор щелочи поступает в линию щелочной нейтрализации один раз в сутки.
Потребная вместимость резервуара составит, м3:
Vщ = (44)
где p - плотность раствора гидроксида натрия при температуре 20 0С
p= 1449 кг/м3 [9, с. 26];
Ц - коэффициент заполнения резервуара, ц= 0,8 [9, с. 26];
Vщ = = 2,1
Для приема суточного запаса раствора гидроксида натрия устанавливается резервуар со следующими параметрами:
Диаметр - 1,5 м;
Высота - 1,3 м;
Полная вместимость - 2,3 м
Расчет напорных мерников для реактивов
А) Мерник для фосфорной кислоты
Расход концентрированной фосфорной кислоты составляет дф= 450 кг в сутки.
Расчетная вместимость напорного мерника при коэффициенте заполнения ц= 0,0 составляет, м3:
Vф= (45)
где дф - расход концентрированной фосфорной кислоты (дф = 450 кг в сутки);
p - плотность85 % фосфорной кислоты (p-= 1560 кг/м3);
ц - коэффициент заполнения напорного мерника (ц = 0,8)
Vф= = 0,36
Б) Напорный мерник для концентрированного раствора гидроксида натрия имеет такую же конструкцию и размеры, как мерник для фосфорной кислоты. При часовом расходе раствора гидроксида натрия концентрацией 42%, л:
Vр = Vm (46)
где m - масса подсолнечного масла, кг m=12,5;
V - объем раствора гидроксида натрия
Vр = 5,512,5 = 68,75
В) Мерник для гидротропных добавок предназначен для растворения в горячей воде (50 - 60 0С) сульфата или триполифосфата натрия.
Суточный расход реагента, кг:
Gг = ГМ (47)
Gг = 4,2100 = 420
Необходимая вместимость мерника при плотности раствора p=1,15 и коэффициенте заполнения ц= 0,8 м3:
Vг = Gг/ pц (48)
где Gг - суточный расход реагента;
p - плотность раствора реагента,
ц - коэффициент заполнения, ц =0,8 [9, с. 27]
Vг = 1,008/ 1,150,8 = 1,095
Техническая характеристика мерников для реактивов в линии щелочной нейтрализации жиров с применением сепараторов приведена в таблице 2.3
Таблица 2.3 Техническая характеристика напорных мерников
Показатели |
Мерник для |
|||
Фосфорной кислоты |
Гидроксида натрия |
Гидротропных добавок |
||
Полная вместимость, л |
360 |
360 |
1400 |
|
Размеры, м:Диаметр |
0,6 |
0,6 |
1,2 |
|
Высота цилиндраВысота конуса |
1,20,3 |
1,20,3 |
1,25- |
|
Масса, кг |
180 |
180 |
420 |
[9, с. 27]
В таблице 2.4 приведены результаты расчета теплообменников для масла
Таблица 2.4 Результаты расчета теплообменников для масла
Показатели |
Теплообменники |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Масса нагреваемого масла, кг/ч |
5416 |
5416 |
5416 |
|
Температура масла, 0С |
||||
начальная |
20 |
60 |
70 |
|
конечная |
90 |
90 |
90 |
|
Расход теплоты на нагрев масла, Вт/ч |
490000 |
218750 |
147290 |
|
Средняя удельная теплоемкость нагреваемого масла, кДж/кг*К |
1,92 |
2,00 |
2,02 |
|
Полезная теплоотдача греющего пара, кДж/кг |
1959 |
1959 |
1959 |
|
Расход греющего пара давлением 0,3 мПа |
900 |
403 |
271 |
|
Коэффициент теплопередачи, Вт/м3*с |
500 |
500 |
500 |
|
Средняя разность температур между паром и маслом, 0С |
73 |
58 |
53 |
|
Расчетная поверхность теплообменника, м2 |
13,4 |
7,5 |
5,6 |
[9,с. 21]
2.2 Расчет вакуумного оборудования
Пароэжекторный вакуум - насос обслуживает вакуум - сушильный и деаэрационный аппарат непрерывного действия. Результаты расчетов трехступенчатого вакуум - насоса, обслуживающего вакуум - сушильный аппарат, приведены в таблице 2.5
Таблица 2.5 Техническая характеристика трехступенчатого пароэжекторного вакуум - насоса
Показатели |
Эжектор |
конденсатор |
||||
первый |
второй |
третий |
первый |
второй |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Начальная температура отсасываемой парогазовой смеси, 0С |
114 |
32,8 |
33,8 |
- |
- |
|
Давление смеси:НачальноеКонечное |
5,3318,8 |
13,333,3 |
33,3106,6 |
-- |
-- |
|
Степень расширения рабочего пара, Е |
55 |
22 |
9 |
- |
- |
|
Степень сжатия эжектора, к |
2,5 |
2,5 |
3,2 |
- |
- |
|
Удельный расход рабочего пара Р = 0,3 МПа на 1 кг парогазовой смеси, кг |
1,5 |
2,2 |
8 |
- |
- |
|
Количество поступающей парогазовой смеси, кг/ч |
61,85 |
10 |
83 |
- |
- |
|
Расход рабочего пара Д, кг/ч |
93 |
22 |
66 |
- |
- |
|
Тепловая нагрузка конденсатора, кгДж/ч |
- |
- |
- |
412,7*103 |
83,2*103 |
|
Температура охлаждающей |
||||||
воды, 0СНачальнаяконечная |
-- |
-- |
-- |
2745 |
2755 |
|
Расход охлаждающей воды, м3/ч |
- |
- |
- |
5,5 |
0,7 |
|
Масса воздуха после конденсатора, кг/ч |
- |
- |
- |
10,0 |
85 |
|
Суммарный расходРабочего пара, кг/чОхлаждающей воды, м3/ч |
1816,2 |
[9, с. 32]
2.3 Подбор оборудования (сводная таблица)
Таблица 2.6 Подбор оборудования (сводная таблица)
Оборудование |
Назначение |
Производительность |
Установленная мощность, кВт |
Габариты, мм |
Масса машины, кг |
Число оборудования |
Примечание |
|||
Длина |
Ширина |
Высота |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Теплообменник, кг/час |
Подогревание рафинируемого масла |
12500 |
- |
- |
- |
1750 |
130 |
3 |
||
Напорный мерник щелочи, м3 |
Подача и временное хранение фосфорной кислоты и щелочи |
2300 |
- |
1500 |
600 |
1300 |
55 |
1 |
Кислото-упорная сталь |
|
Насос - дозатор для фосфорной кислоты и щелочи, л/ч |
Подает и дозирует фосфорную кислоту и щелочь |
40 |
1,2 |
740 |
550 |
450 |
140 |
1 |
||
Смеситель дисковый для масла и щелочи, кг/ч |
Перемешивает масло и щелочь |
12500 |
1,1 |
950 |
650 |
450 |
175 |
1 |
- |
|
Вакуум - сушильныйаппарат для промытого масла, т/ч |
Сушка промытого масла |
5,0 |
- |
1750 |
900 |
3400 |
- |
1 |
1 |
|
Ножевой смеситель для жиров и фосфорной кислоты, кг/час |
Смешивание жиров с фосфорной кислотой и водой |
12500 |
7,5 |
1700 |
650 |
520 |
520 |
2 |
- |
|
СепараторА1-МСЛ |
Разделение эмульсии на масло - соапсток и масло - промывные воды |
6,5 |
13 |
650 |
950 |
1020 |
128 |
2 |
Марка А1-МСЛ |
|
Напорный мерник для лимонной кислоты, |
Временное хранение лимонной кислоты |
360 |
? |
? |
? |
? |
? |
1 |
СТЗ |
|
Сепаратор саморазгружающийся |
Отделение первой и второй промывной воды от масла |
12- 13 |
30 |
? |
? |
? |
150 |
2 |
||
Пароэжекторный вакуум - насос к вакуум - сушильному аппарату |
Создание вакуума |
70 - 85 |
- |
1735 |
1200 |
2900 |
- |
1 |
||
Центробежный насос, м3/ч |
Подача продукта в аппарат |
11 |
1,3 |
1200 |
450 |
600 |
155 |
11 |
||
Смеситель лопастной |
Обработка негидратируемых форм фосфатидов в масле |
12500 |
2,2 |
1500 |
1500 |
4000 |
400 |
1 |
||
Емкость для жира, м3 |
Хранение и прием рафинированных жиров |
- |
- |
1350 |
- |
1500 |
170 |
5 |
||
Емкость для соапстока, м3 |
Хранение и прием соапстока |
- |
950 |
- |
1480 |
95 |
1 |
|||
Напорный мерник для фосфорной, кислоты, л |
Хранение и прием фосфорной кислоты |
360 |
- |
D=0,6 |
1,2 |
84 |
1 |
|||
Емкость для гидротропных добавок (сульфата натрия),л |
Хранение и прием сульфата натрия |
1400 |
D=1,2 |
1,25 |
65 |
1 |
||||
Жироловушка, м3/ч |
Сбор промывных вод и отстаивание жира |
- |
- |
2500 |
1320 |
1420 |
275 |
1 |
3. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Нерафинированное подсолнечное масло насосом (поз. 1) через фильтр грубой очистки (поз. 2), нагревается в пластинчатом теплообменнике до температуры 90 єС [9, с.25] (поз. 3) поступает в смеситель (поз. 4), куда одновременно для гидратации из бака (поз. 16) насосом (поз. 1) вводится гидратирующий агент в количестве 2 % [9, с.25]. Смесь масла и гидратирующего агента поступает в коагулятор (поз. 5) для формирования хлопьев фосфатидов.
Смесь масла и воды из коагулятора (поз. 5) после формирования фосфатидной эмульсии насосом (поз. 6) через расходомер поступает на разделение в саморазгружающийся сепаратор (поз.7). Фосфатидная эмульсия с содержанием влаги 60 % сливается в бак (поз. 19), откуда насосом (поз. 6) передается на высушивание для получения фосфатидного концентрата с влажностью 2 - 4 %.
По заданной программе происходит автоматическая разгрузка сепаратора от осадка, который накапливается в емкости (поз. 18), куда поступает также первая промывная вода из сепаратора (поз. 7). Гидратированное масло насосом (поз. 1) через пластинчатый теплообменник (поз. 3) в котором нагревается до t=90єС и расходомер поступает в ножевой смеситель (поз. 8) для обработки концентрированной фосфорной кислотой.
Фосфорная кислота концентрацией 85 % в количестве 1,5 кг/т [9, с.17] насосом (поз. 1) через фильтр (поз. 2) подается в бак (поз.9) дозируется насосом (поз.10) и вводится в жировую линию. Щелочной раствор концентрацией 42 % [9, с.18] насосом (поз. 1) через фильтр (поз. 2) перекачивается в напорный бак (поз. 9), откуда также дозирующим насосом (поз. 10) подается в трубопровод для раствора щелочи, в который через игольчатый вентиль (поз. 11) и расходомер насосом (поз. 1) вводится из бака (поз. 17) вода для разбавления концентрированной щелочи до заданной концентрации.
Масло, обработанное в ножевом смесителе (поз. 8) фосфорной кислотой, поступает в дисковый смеситель (поз. 12), туда же через расходомер вводится щелочной раствор концентрацией 10,9% [9, с.18]
Разделение нейтрализованного масла и соапстока производится на втором саморазгружающемся сепараторе (поз. 7). Соапсток откачивается насосом (поз. 1) на обработку. Нейтрализованное масло, насосом (поз. 1) через пластинчатый теплообменник (поз. 3) подается в ножевой смеситель (поз. 8). Туда же через расходомер насосом (поз. 1) из бака (поз. 16) вводится вода на промывку с t=90єС [9, с.25]. Смесь воды и масла далее разделяется на герметическом сепараторе (поз. 13). Промывная вода сливается самотеком в бак (поз. 18) и насосом (поз. 1) передается на обработку.
Масло после первой промывки насосом (поз. 1) подается на второй ножевой смеситель (поз. 8). Вода для второй промывки насосом (поз. 1) подается из бака умягченной воды в бак (поз. 16) вода проходит фильтр (поз.2). Смесь поступает на сепаратор (поз. 13) на разделение. Вторая промывная вода отводится в жироловушку (поз. 18), из которой отделившийся жир откачивается насосом (поз. 1), а вода сливается в бак (поз.17), где смешивается с чистой умягченной водой с t=50-55єС и используется для первой промывки.
Масло из сепаратора (поз. 13) поступает в вакуум - сушильный аппарат (поз. 14) для высушивания при t=90-95єС и давлении 6,66 кПа, предварительно масло обрабатывается раствором лимонной кислоты с концентрацией 5 % в количестве 0,45 л/т, который подается насосом-дозатором (поз. 10) из бака (поз.15).
Высушенное масло с t=103єС откачивается насосом (поз. 1) и отправляется на склад готовой продукции, предварительно пройдя охладитель. Вакуум создается трехступенчатым пароэжекторным вакуум - насосом (поз. 20)
4. КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА
Основной задачей технохимического контроля рафинации масел и жиров является оценка качественного состава жирового сырья, степени чистоты и активности вспомогательных материалов, применяемых при рафинации, определение оптимальных режимов процессов путем щелочной нейтрализации рафинируемых масел и жиров в лабораторных условиях, контроль за соблюдением технологических параметров в условиях производства, определение соответствия готовой продукции - рафинированного масла действующим стандартам, анализ отходов производства. [12, с. 107]
Образующиеся при рафинации жиросодержащие отходы (соапстоки, промывные воды) должны подвергаться анализам на содержание общего жира и жирных кислот. Это определение необходимо для составления материального баланса - расчёта выхода рафинированного масла и величины потерь при рафинации. [12, с. 108]
При отгрузке готового масла лаборатория повторно проверяет соответствие его требованиям стандартов на рафинированные масла и жиры.
Технохимический контроль процесса рафинации и точки контроля представлен в схеме 4.1 и таблице 4.1
Схема 4.1 Технохимический контроль процесса рафинации подсолнечного масла (+ ? точки контроля)
Таблица 4.1 Контроль процесса рафинации
Объект контроля |
Метод отбора проб или способ контрол |
Периодичность контроля |
Определяемый показатель |
|
Щелочная нейтрализацияЖиры и масла |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости и в среднесуточной пробе |
Кислотное число влажность, содержание отстоя, пробная нейтрализация |
|
Жиры и масла после нейтрализации |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости и в среднесуточной пробе |
Влажность, содержание мыла, кислотное число, прозрачность |
|
Нейтрализованные и высушенные жиры после фильтрации |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости и в среднесуточной пробе |
Влажность, содержание мыла, кислотное число, прозрачность |
|
Соапсток |
Штуцерный пробоотборник |
По мере необходимости |
Общее содержание жира, ЖК, НЖ |
[2, с. 560]
Масло подсолнечное относится к марке рафинированного недезодорированного и предназначено для производства пищевых продуктов и промышленной переработки (ГОСТ 1129-2013 Масло подсолнечное. Технические условия)
Органолептические показатели рафинированного недезодорированного подсолнечного масла представлены в таблице 4.2
Таблица 4.2 Органолептические показатели рафинированного недезодорированного подсолнечного масла
Наименование показателей |
Показатели |
|
Прозрачность |
Прозрачное без осадка |
|
Запах |
Запах, свойственный подсолнечному маслу, без посторонних запахов. |
|
Цвет |
Светло - желтый |
[3, с.4]
Физико-химические показатели рафинированного недезодорированного подсолнечного масла представлены в таблице 4.3
Таблица 4.3 Физико-химические показатели рафинированного недезодорированного подсолнечного масла
Наименование показателя |
Показатели |
|
Цветное число , мг йода, не более |
12 |
|
Кислотное число, мг КОН/г, не более |
0,4 |
|
Массовая доля нежировых примесей, процент, не более |
отсутствие |
|
Массовая доля фосфора, мг/кг, не более- в пересчете на стеароолеолецитин, процент, не более |
отсутствие |
|
Мыло (качественная проба) |
отсутствие |
|
Массовая доля влаги и летучих веществ, процент, не более |
0,10 |
|
Температура вспышки экстракционного масла, °С, не ниже |
225 |
|
Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг, не более |
10,0 |
|
Анизидиновое число, не более |
не нормируется |
[3, с.5]
Срок хранения рафинированного подсолнечного масла 6 месяцев. Подсолнечное масло хранят в потребительской таре, упакованное в ящики из гофрированного картона и сгруппированное в термоусадочную пленку, транспортируют в железнодорожных вагонах на поддонах. Подсолнечное масло, фасованное в потребительскую тару, хранят в крытых затемненных помещениях.
Маркировка
На каждую единицу потребительской тары с подсолнечным маслом должна быть наклеена красочно оформленная этикетка, на которую наносят маркировку, содержащую:
- наименование продукта;
- вид, марку, назначение масла, а также сорт (при наличии сортовых розничных цен);
- наименование, местонахождение (адрес) изготовителя, упаковщика, экспортера, импортера, наименование страны и места происхождения;
- массу нетто или объем продукта;
- дату розлива (для продукта в потребительской таре);
- дату налива (для продукта в бочках, флягах, цистернах, баках, контейнерах);
- товарный знак изготовителя (при наличии);
- пищевую ценность: содержание жира в 100 г масла, энергетическая ценность в 100 г продукта;
- срок годности.
В качестве отходов при производстве рафинированного масла получают соапсток. Органолептические и физико-химические показатели соапстока представлены в таблицах 4.4 и 4.5
Таблица 4.4 Органолептические показатели соапстока
Наименование показателей |
Характеристика |
|
Цвет |
От желтого до светло - коричневого с оттенком исходного цвета |
|
Консистенция при 200С |
Жидкая и мазеобразная |
|
Запах |
Специфический, свойственный соапстоку, полученных из различных маселДопускается слабый запах продуктов разложения органических веществ |
|
Посторонние твердые примеси |
Отсутствие |
[10, с. 4]
Таблица 4.5 Физико - химические показатели соапстока
Наименование показателя |
Норма |
|
Массовая доля общего жира, процент |
25,0 |
|
Массовая доля жирных кислот, процент |
15,0 |
[10, с. 4]
5. Охрана труда. Экологическая характеристика производства
В цехе, где установлена линия щелочной нейтрализации предусмотрен ряд мероприятий по предупреждению травматизма, профессиональных заболеваний, общему улучшению условий труда, а также по пожарной профилактике и охране окружающей среды.
Организационные мероприятия
При обслуживании линии своевременно и качественно проводятся все виды инструктажей по технике безопасности и производственной санитарии. На рабочих местах имеются инструкции и памятки по ТБ. Организуется и проводится трёхступенчатый контроль над состоянием охраны труда. Соблюдается производственная дисциплина, правильная организация труда, производственная эстетика и высокая культура производства.
Технические мероприятия
В линии используется наиболее новое совершенное оборудование (ножевые, дисковые, лопастные смесители, паровой подогреватель - теплообменник, вакуум ? сушильный аппарат, насос ? дозатор, герметичный сепаратор, саморазгружающийся сепаратор, пароэжекторный вакуум-насос)
и эксплуатируется только в исправном состоянии. Организованы механизированные погрузо-разгрузочные работы: доставка и подача сырья, транспортировка готовой продукции и т.д. Разрывы между машинами соответствуют требованиям норм. Имеются надёжные ограждения приводов, горячее оборудование изолируется стекловатой. Имеется полный комплект КИП и приборов безопасности (манометры, термометры) на аппаратах, арматура (вентили, клапаны и пр.) находятся в исправном состоянии. Оборудования с электроприводом надежно заземлены.
Подобные документы
Общая характеристика подсолнечного масла, особенности и этапы производства данной продукции, используемое сырье и оборудование. Классификационные признаки центробежной обрушивающей машины. Устройство, принцип работы и технологические регулировки.
курсовая работа [264,9 K], добавлен 17.06.2014Разработка проекта технологической линии по производству кукурузного масла. Характеристика продукта, ассортимента, показателей качества и сырья, применяемого в производстве. Подбор технологического оборудования и анализ оптимальной технологической схемы.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 22.12.2010Физико-химические и органолептические показатели масла крестьянского. Характеристика сырья, вспомогательных материалов и товаров. Технико-химический и микробиологический контроль производства. Продуктовый расчет молочного завода. Ассортимент продукции.
курсовая работа [99,4 K], добавлен 25.11.2014Анализ аппаратурно-технологической схемы производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок. Обработка данных прямых измерений. Разработка карты метрологического обеспечения производства и контроля качества готовой продукции.
курсовая работа [217,2 K], добавлен 08.05.2011Ассортимент и органолептические показатели сливочного масла. Сырье, применяемое для изготовления продукции, его свойства и методы контроля. Машинно-аппаратурная схема производства. Пороки внешнего вида, цвета, вкуса, запаха и консистенции продукта.
курсовая работа [219,8 K], добавлен 22.12.2014Автоматизация технологических процессов производства в молочной промышленности. Процесс сбивания сливок и образование масляного зерна. Механическая обработка масла. Схема производства масла методом сбивания. Описание элементов контура регулирования.
курсовая работа [236,3 K], добавлен 14.01.2015Описание технологического процесса рафинации рапсового масла. Выбор измеряемых, регулируемых и контролируемых параметров. Выбор устройств автоматического управления. Нейтрализация жиров натриевой щелочью средней крепости. Уравнение материального баланса.
курсовая работа [200,3 K], добавлен 28.03.2015Схема вытяжки растительного масла экстракцией с предшествующим выдавливанием масла на шнековых прессах. Технико-экономические характеристики процесса: трудоемкость и энергоемкость. Графическое изображение процесса рафинации в масложировой промышленности.
курсовая работа [108,4 K], добавлен 19.04.2014Смазочные материалы: виды и требования к ним. Масла для поршневых и ротационных компрессоров. Масла для холодильных машин, их химическая стабильность. Агрессивность смесей хладагента. Компрессорные масла, с химической точки зрения, особенности его замены.
контрольная работа [2,9 M], добавлен 10.01.2014Технические данные системы охлаждения циркуляционного масла главного судового дизеля. Назначение системы автоматического регулирования температуры масла, ее особенности и описание схемы. Определение настроечных параметров регулятора температуры масла.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 23.02.2013