SU988860A1 - Способ получени растительного масла - Google Patents

Description

(54) СПОСЮБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА

1

Изобретение относитс  к масло-жировой промышленности, в частности к способам получени  растительного масла экстракцией.

Известны способы экстракционного получени  растительного масла путем обработки растительного материала парообразным растворителем, способньпу к образованию гетерогенного азеотропа с парами воды С1 и 2 7 .

Недостатками способов  вл ютс  длиг тельное врем  азеотропной экстракции, загр знение мисцеллы твердыми частицами и высока  влажность мисцеллы.

Наиболее близким к изобретению  вл епгс  способ получени  растительного масла путем экстракции масличного материала растворителем в две стадии, на первой из которых его обрабатывавзг парами растворител , а образовавшуюс  мисцеллу отвод т под разрежением. Способ характерен тем, что органический растворитель подаетс  над материалом в виде паров, конденсируетс  на материале , извлека  жиры или масла, после чего мисцелла и шрот обсвобождакхгс  от растворител , который снова направл етс  в экстрактор в парообразном соесто нии . Процесс осуществл етс  следующим образом. Материал загружаетс  в герметически закрытый экстрактор, где он вакуумируетс , освобожда сь от воэ- духа. Процесс периодический и ведетс  в два этапа. На первом этапе эистрец руемый материал обрабатываетс  парами . растворител  путем подачи паров сверку на слой материала с отводом офазовавшейс  мисцеллы, при конденсации паров, под действием сил гравитации. На втором этапе подаютс  перегретые пары растворител  также с непрерьюным отводом мисцегап 1. На обоих этапах слоем поддерживаетс  вакуум (остаточное давление около 126 мм рт. ст. или 16,7кПа) дл  ускорени  отвода мисцеллы из сло .

Отделенна  от материала мисцелла фильтруетс  3 .

Однако способ требует длительного времени экстрагировани , обусловленного длительностью стадии пропитывани  парами сло  материала.

Целью изобретени   вл етс  ускорени экстракции.

Цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  растительного масла путем экстракции масличного материала растворителем в две стадии, на первой из котЬрых его офабатывают пара ,ми растворител , а образовавшуюс  мисцеллу отвод т под разрежением, на первой стадии экстракции используют пары растворител , перегретые до температуры , на 2-10С превышаквдей темпе- ратуру их конденсации, подаваемыепод давлением 106,1-111,0 кПа, при отводе мисцеллы после первой стадии разрежени  поддерживают на уровне 96,391 ,4 кПа и одновременно слой материала промывают чистым растворителем, а на второй стадии экстракцию осуществл ют путем последовательной подачи на слой материала параллельно его поверхности мисцеллы и чистого растворител  с затоплением сло .

Дл  обработки материала на первой стадии направл ют сжатые пары раствортел  с первой ступени дистилл ции. Дл  промывки материала на второй стадии подают растворитель в количестве, достаточном дл  образовани  мисцеллы с кондентрацией не более 1-15%.

Чистый растворитель дл  п юмьтки материала на первой и второй стади х направл ют после конденсации паров, отход щих с первой ступени дистилл ции.

Последовательность стадии процесса по сн етс  структурной схемой, изображенной на чертеже.

Исходный масл§содержаишй материал в виде пластинок, лепестков, чешуек поступает на I стадию обработки, где он обрабатываетс  на этапах от 1 до  . Проводитс  насыщение сло  материала чистым растворителем, образовавшимс  при конденсации на частицах материала паров растворител , сжатых и перегретых на 2-10°С выше температуры конденсации . При этом в порах и микрокапилл рных частиц офазуетс  мисцелла, котора  удерживаетс  от стока из сло  за счет давлени  паров растворител  1О6Д-111,9 кПа. Сжатие и соответственно перегрев паров растворител  обусловлены необходимостью нагрева мйтериала до оптимальной температуры процесса 70-80°С. Сжатие и перегретые пары paci-ворител   вл ютс  носителем тепла, которое выдел етс  при охлаждении паров на частицах до точки конденсации паров и при полной конденсации паров .

В njionecce недопустимо охлаждение паров до поступлени  их в слой материала . В противном случае пары растворител  конденсируютс  раньше, чем они достигают массы маслосодержашего- материала .

Пределы давлени   вл ютс  оптималь дл  проникновени  паров растворител  равномерно в слой материала. Уменшение давлени  паров не позвол ет равно мерно обработать слой материала, так как из-за взаимного слипани  частиц маслосодержашими поверхност ми затруднен проход паров между частицами. В св зи с этим увеличиваетс  врем  пропитки материала и соответственно возрастает ойцее врем  процесса экстракции . Увеличение давлени  приводит к чрезмерному разрыхлению сло  и уносу мелких частиц из зоны процесса из-за незначительной скорости витани  мелких частиц. Также в св зи с этим не весь объем паров используетс  эффективно.

Обработанный парами материал, содержаш;ий в порах мисцеллу, подвергаетс  промывке чистым растворителем с одновременным вакуумированием. Чистый растворитель, обтека  частицы, вымывает из пор и с наружной поверхности частиц мисцеллу с последующим выводом ее из зоны процесса. Применение чистого растворител  обусловлено необходимостью поддерживать на всем прот жении процесса градиент .концентрации, по ол ющий вести процесс извлечени  целевого компонента.

Применение дл  этой цели мисцеллы приводит к дополнительному насышению материала маслом, наход щимс  в мисцепе , что затем увеличивает врем  процесса экстраклдаи. Одновременно следует учитьгоать, что в св зи с незначительным количеством жидкости, образующейс  при конденсации паров «а частицах твердой фазы, в пораз и на поверхности 4aatHU офазуетс  мисцелла высокой концентрации и применение при промывке материала чистого растворител  значительно ускрр ет процесс за счет разбавлени  этой мисцеллы и снижени  поверхностного нат жени  масла.

Применение приема Вакуумировани  ускор ет отвод мисцеллы из материала) при этом вскрываютс  застойные зоны |Между частицами, из которых мисцелла не вытекает л од действием сил т жести. Величина понижени  давлени  до 96,3-91,4 кПа на этапах первой сгадии ( мм. вод. ст. ниже атмосфер кого)  вл етс  оптимальной дл  данного маслосодержашего материала. Уменьшение величины разрежени  йе позвол ет отделить офаэовавшукс  мисцеллу в достаточной степени, т.е. до величины растворителеемкости частиц. В массе частиц остаеггс  масло в мисцелпе , сншка  градиент концентрашга на следующих этапах офаботки. Увеличение разрежени  не уменьшает величину растворителеемкости частиц, обусловленную в определенной мере сила ми адсорб1ти в порах и микрокайилл --. pax, увеличение величины разрежени  приводит к сжатию частиц друг другом, за счет увеличени  маСсы частиц ч&сткцы разрушаютс  и более мелкие фракции вынос тс  в мисцеллу. Величины иа генени  давлени  и жени  на этапах: первой стадии-признаки взаимосв занные, так как в процессе необходимо поддерживать одинаковые величины дл  того, чтобвы не допускать изменение состо ни  среды в аппарате от равновесного.. Если давление паров на этапе составл ет 6ОО мм вод, ст. выше атмосферного , то и величина разрежени  на упругом ; следующем этапе должна составл ть 6ОО мм вод. ст. На второй стадии экстракции полуобе э жиренный материал промывают мисцеллой и в конце процесса чистым растворителем в затопленном слое, т. е. над поверхностью сло  материала находитс  слой жидкости высотой 5О-2ОО мм. В св зи с этим на каждую частицу в слое действует одинаковое давление во всех направлени х со стороны жидкости , окружаюшей частицы, и предотврапшетс  сжатие сло  за счет сил т жести . Мисцеллу и растворитель дл  промыв ки сло  подают в направлении плоскости, параллельной горизонтальной оси сло , с боковым отводом мисцеллы поперечно слою. Это позвол ет промывать слой ра& номерно по всей высоте. В примен емых В насто щее врем  экстракторах промывка сло  осуществл етс  сверху вниз с отводом мисцеллы снизу сло , что приводит к сжатию сло  и перемещению мас ла в нижние слои. Это приводит к неравномерности экстракции на высоте сло  и увеличивает врем  извлечени . s o Таким образом, в предложенном способе стадии пропн тки материала с образованием конденсата отделены стадий слива конденсата, в противоположность способу - прототипу. Пропит1Ш парам растворител  осуществл етс  под давлением . Слив мисцеллы с одновременной промывкой чистым растворителем проводитс  под разрежением. На второй стадии процесса Материал промывают растворителем в направлении плоскости, параллельной горизонтальной оси сло  (поперечно вертикальной оси сло ). В качестве маслосодержашего материала используют лепесток сем н подсолнечника , пблученный по схеме форпрессо- вание-экстракци  ( масличность 2О,4 %), и лепесток сем н сои (масличност 24,12%), полученный по схеме пр ма  экстракци . Обработку маслосодержашвго материала на первой и втсфой стадии провод т бензином марки А. При давлении в интервале 106,1-111,0 кПа температура конденсации паров этого растворител  68,5-69, соответственно. При понижении давлени  до 96,3-91,4 кПа температура конденсации паров растворит тел  64,9-66,1°С соответственно. Лепесток загружают в вертикальный лаборат ный экстрактор, к нижней части экстрактоа подвод тпары растворител ,перегретые в колбе-генераторе, имеющей специальную рубашку дл  подогрева паров растворител , которые за счет избыточного давлени  в генераторе проникаюгг юрез слой материала,С.обрабатыва  частицы. Материал частично смачивают сконденсировавшимс  растворителем, при этом в капилл рах образовываетс  мисцелла. Обработка производитс  в течение 5 мин После этого слой лепестка заливают чистым растворителем и низ экстракторе подсоедин ют приемную колбу к водоструйному эжектору. В приемной колбе поддерживают. разрежение, за счет этого офазовавша с  мисцепла отводитс  из сло . Обработка проводитс  в течение 3 мин. Затем этап офаботки повтор ют четыре раза; общее врем  офаботки 32- мин. Полуобезжиреш1Ый материал промьтаюг мисцеллой с концентрацией 12, 8 и 4 % в три ступени и затем чистым растворителем в три ступени при 50°G. Подвод мисцеллы и растворител  осушествл кпг в затопленном слое по всей высоте сло  поперечно слою, отвод мисцеллы провод т по всей высоте сло  поперечно слою. Общее врем  второго этапа э сграктга 2О мин. Дл  исследовани  режима экстракции согласно прототипу пары ра ворител  из колбы-Генератора подвод т сверху сло  лепестка в колонку, отвод мисцеллы из нижней части экстрактора в приемную колбу провод т под разреже нием. Результаты опытов дл  способа-прот типа приведены в табл. 1 Т а б л и ц а

Данные табл. 2 показьюают (опыты 2,3 и 4), что масличности шрота около 1% можно достичь за 52 мин процесса при давлении паров под слоем 1О6Д111 ,0 кПа с чередующимс  понижением давлени  под слоем до 96,3-91,4 кПа при нагреве паров до 72-80 С и 707о С при давлении и разрежении соотТ а б л и ц а 2

ветственно, при этом пары растворител  перегреты на 2-10°С относительно температуры конденсации паров при этом давлении.

Claims (3)

1. В табл. 3 представлены результаты обработки лепестка сем н подсолнечника предлагаемым способом. Данные табл. 1 свидетельствуют, что при температуре паров растворител  выше ЮОС и этой степени разрежени  под слоем (остаточное давление 16,7кПа) необходимо 15О мин дл  достижени  масличности шрота около 1%. Таким образом , основна  часть паров растворител  не контактирует с твердой фазой, а проходит пролетом слой материала, и в св зи с высокой температурой паров не конденсируетс  на поверхности частиц. Одновременно проходит процесс сушки пористого материала, св занный с образованием азеотропной смеси паров воды и растворител . Это приводит к разрушению материала в слое, слеживаемости сло  и, следовательно, к увеличению конечной масличности шрота. В табл. 2 результаты обработки лепестка сем н сои предлагаемым способом . Таки( образом, общее врем  процес- са экстрагировани  масла нз материала с начальной масличноегью 2О-25% до масличносги ифота около 1% составл ет 52 мин, в то врем  как по способу, описанному в прототипе, оно составл ет 150 мин. Процесс экстракции ускор етс  почти в три раза. Дл  сравнени  условий подачи последовательно мисцеллы и чистого растворител  на второй стадии затопленный слой провод т сравнительные опыты при подаче растворител  через слой сверку вниз в услови х стока под действием силы т жести (прототип) и в направлении плоскости, параллельной горизонтальной оси сло  (предлагаемый способ). В первом случае врем  экстракции от маеличности 14,2% (со ) до масличности шрота 1,6% составл ет 4О мин, от масличности 16,3% (подсолнечник) до масличности шрота 1,2% составл ет 68 мин в то врем  как в предлагаемом способе дл  второй стадии достаточно 2О мин. Врем  экстрагировани  на Ц, этапе снижаетс  в два раза. Таким образом, экстрагирование масла по предлагаемому способу обеспечивает уменьшение вре мени экстракции. Возможный масштаб применени  пред лагаемого способа в нашей стране н.а ближайшие 5 лет - внедрение на 1-3 заводах, оборудованных карусельными эк стракторами. Суммарный экономический эффект может составить 40О-9ОО гыс.руб Формула изобретени  Способ получени  растительного масла путем экстракции Масшпшого материала ра горителем в две стадии, на первой из которых его офабатываюг парами растворител , а офазовавштюс  мисцеллу отвод т под разрежеу ем, 6 т л ичаюшкйс  тем, что с делью ycKopepiH экстракции на первой стадага экстракции используют пары pSo- творитёл , перегретые до температур, на 2-10° превышакщей температуру Нх конденсаций, подаваемые под давлением 106,1-111,0 кПа, при отводе мвсгоелпы после первой стадии разрежение  оддер живают на уровне 96,3-91,4 кПа и одновременно слой материала промывают чистым растворителем, а на второй стадии экстракцию осуществл ют пут&л последовательной подачи на слой материала параллельно его пов жности мисце лы и чистого растворител  с затоплением сло . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3535354, кл. 26О-412.8 опубпик. 1968.
2. 2.Патент Фрашши № 1589О69, кл. С 11 В, опубпик. 1969.
3. 3.Патент США № ЗО64018, кл. 260-412.4 опублик. 1962 (прототип).