Интенсификация процесса экстракции хлопковой мятки - Диссертация

Экономическое развитие страны, улучшение продовольственного обеспечения его населения продуктами питания основывается на совершенствование и интенсификацию процесса пищевых производств. Эти технологии, в маслоэкстракционное производство, должны быть нацелены на решения важных продовольственных проблем, извлечения целевого продукта из сырья с наименьшими энергетическими затратами, более глубокому внедрению передовой технологии в сферу переработки маслосодержащего сырья. Для интенсивного развития перерабатывающих отраслей требуется внедрение прогрессивной техники и технологии в переработку маслосодержащего сырья. Как отмечено в книге Президента страны Ислама Каримова "Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в условиях Узбекистана"*, дальнейшее ускоренное проведение модернизации, технического перевооружения предприятий, широкое внедрение современных гибких технологий в базавых отраслях экономики относятся к ключевым задачам, предусмотренным в республиканской Антикризисной программе. Исходя из вышеизложенного, особую актуальность приобретают теоретическое и экспериментальное исследование методов обработки маслосодержащих материалов, способствующих интенсификации процесса экстракции.Белобородова, технологические процессы современного производства растительных масел делятся на: механические - очистка семян, обрушивание семян, отделение от ядер плодовых и семенных оболочек, измельчение ядра и жмыха; диффузионные и диффузионно-тепловые - кондиционирование семян по влажности, жарение мятки, экстракция масла, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота; гидромеханические - прессование мезги, отстаивание и фильтрация масла; химические и биохимические процессы - гидролиз и окисление липидов, денатурация белков, образование липидно-белковых комплексов. По технологическому признаку технологические процессы делятся на шесть групп: подготовка к хранению и хранение масличных семян; подготовка семян к извлечению масла; собственно извлечение масла; рафинация полученного масла; розлив; упаковка и маркировка (рис.1.1). На основе этих двух способов разработаны следующие технологические схемы производства растительных масел: однократное прессование; двукратное прессование - извлечение масла путем предварительного отжима - форпрессования с последующим окончательным отжимом - экспеллированием; холодное прессование - извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой обработки; форпрессование - экстракция - предварительное обезжиривание масла путем форпрессования с последующим его извлечением путем экстракции бензином; прямая экстракция - экстракция растворителем без предварительного обезжиривания. В зависимости от давления на прессуемый материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы предварительного съема масла - форпрессы и прессы окончательного съема масла - экспеллеры. Растворитель, проникая через мембраны клеток экстрагируемой частицы, диффундирует в масло, а масло из клеток - в растворитель.Процесс экстракции масла с применением растворителя обеспечивает практически полное извлечение масла из подготовленного соответствующим образом масличного материала, чаше всего прошедшего предварительное обезжиривание прессованием. Это зависит от степени подготовленности материала к извлечению масла экстракцией, а также от способа его проведения. Существуют два основных способа - погружение материала в противотоке с растворителем и ступенчатое орошение материала в противотоке с растворителем. Шнеки всех трех колонн имеют индивидуальные приводы 1, 7, 8. Наружный диаметр шнеков а загрузочной колонне составляет 1242 мм, а в экстракционной колонне и передаточном горизонтальном шнеке - 1220 мм, так как в них для предотвращения проворачивания материала вместе со шнеками на внутренней поверхности царг имеются направляющие планки 14, 15.Лента состоит из двух параллельно расположенных бесконечных цепей, к шекам которых крепятся болтами поперечно 58 рамок рамки имеют размеры 2400 х 600 мм и для обеспечения жесткости снабжены продольными и поперечными ребрами. Цепи ленты надеты на звездочки ведущего 3 и ведомого 13 валов, расстояние между осями которых 15 м, поэтому длина верхней рабочей ветви транспортера 14,4 м. Вал с двумя ведомыми звездочками имеет подвижные подшипнихи, он расположен в головной части экстрактора, где предусмотрено приспособление для натяжения цепей транспортера. Для обеспечения равномерного распределения орошаюшей мисцеллы по слою экстрагируемого материала, получения хорошей проницаемости слоя, устранения скопления растворителя на верхней поверхности слоя экстрагируемого материала к крышке экстрактора на цепях подвешены грабельные рыхлители 7, которые прочесывают верхнийслой материала. Экстрагируемый материал, подготовленный в виде лепестка, а также, возможно, в виде крупки, подается транспортером и после прохождения электромагнита через шлюзовой затвор поступает в загрузочный бункер, где автоматически поддерживается слой материала, опирающийся на ленту.В кару

Содержание

Введение

Глава 1. Современное состояние теории и практики процесса экстракции

1.1 Особенности извлечение масла

1.2 Аппараты для экстракции масла

1.2.1 Экстрактор вертикальный шнековый НД-1250

1.2.2 Ленточный экстрактор

1.2.3 Карусельные экстракторы

1.3 Обзор работ по теории экстракции

Глава 2. Теоретические исследования процесса экстракции и методов его интенсификации

2.1 Механизм процесса экстракции

2.2 Влияние отдельных факторов на скорость и полноту экстракции

Глава 3. Структурная характеристика экстрагируемого материала

3.1 Экспериментальное исследование влияния структуры материала на эктрагируемость

3.2 Экспериментальное исследование замачивание экстрагируемого материала на остаточную масличность шрота

3.3 Математическое описание и расчет процесса экстракции и оборудования для его осуществления

Выводы

Список использованной литературы

Экономическое развитие страны, улучшение продовольственного обеспечения его населения продуктами питания основывается на совершенствование и интенсификацию процесса пищевых производств. Поэтому одной из основных принципов и наиболее важных рычагов экономического развития является совершенствование технологических процессов переработки сельскохозяйственного сырья.

В год в Республике вырашивается около 3,5 млн тонн хлопка сырьца. В свою очередь при ее переработке получается около 1,2 млн тонн высокомаслочных семян. Получение в полном объеме качественного пищевого масла является своевременной и актуальной задачей, стоящей перед специалистами отрасли.

Приоритетноважным направлением развития промышленности является разработка и внедрение современных и высокоэффективных технологий, основанных на перспективные методы переработки сырья. Эти технологии, в маслоэкстракционное производство, должны быть нацелены на решения важных продовольственных проблем, извлечения целевого продукта из сырья с наименьшими энергетическими затратами, более глубокому внедрению передовой технологии в сферу переработки маслосодержащего сырья.

Одной из основных задач отраслей переработки маслосодержащего сырья является развитие технологических процессов переработки. Для интенсивного развития перерабатывающих отраслей требуется внедрение прогрессивной техники и технологии в переработку маслосодержащего сырья.

Как отмечено в книге Президента страны Ислама Каримова "Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в условиях Узбекистана"*, дальнейшее ускоренное проведение модернизации, технического перевооружения предприятий, широкое внедрение современных гибких технологий в базавых отраслях экономики относятся к ключевым задачам, предусмотренным в республиканской Антикризисной программе. Для достижения этих целей важное значение приобретает широкое внедрение в производство новейших разработок отечественных ученых.

Исходя из вышеизложенного, особую актуальность приобретают теоретическое и экспериментальное исследование методов обработки маслосодержащих материалов, способствующих интенсификации процесса экстракции.

Цель исследования являет интенсификация процесса экстракции хлопковой мятки, путем применения процессов предварительной обработки.

Задачи исследования: анализ современного состояния теории и практики экстракции жмыха хлопковой мятки;

теоретическое исследование механизма массообмена при экстракции жмыха хлопковой мятки;

определение влияния внешного и внутренного структурообразования жмыха хлопковой мятки;

определение влияния предварительного замачивания хлопковой мятки на интенсивность процесса экстракции жмыха хлопковой мятки;

исследование методик математического описания процесса экстракции и аппарата для его осуществления.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является жмых хлопковой мятки, подвергаемый экстракции. Предмет исследования составляет теоретическое и экспериментальное изучение методов интенсификации процесса экстракции хлопкового жмыха.

Степень изученности проблемы.

Современное состояние процесса массообмена имеет систематизированные данные по теории экстракции, они довольно широко приняты и применяются большинством исследователей при исследовании процесса экстракции. Имеется ряд работ по теории экстракции, освещающих отдельные проблемы этого процесса несколько с других позиций. Швитцер [1] к факторам, определяющим механизм экстракции, относит скорость проникновения растворителя в экстрагируемое вещество и диффундирование масла через клеточную мембрану. Он считает, что диффузия масла через клеточные мембраны протекает аналогично диффузии через пористые тела.

Буше и другие [2], проводя проверку теории диффузии путем экстракции растворителем пористых глиняных пластинок, пропитанных маслом, нашли, что такое диффундирование подчиняется закону Фика. Кинг и Катц [3 в результате своих исследований пришли к выводу, что причиной отклонения процесса экстракции масличных семян от условий идеальной экстракции пористой пластинки, пропитанной маслом, является также характер распределения масла в экстрагируемом материале.

Смит [4] для определения константы скорости экстракции по данным масличности шрота и времени экстракции и уяснения механизма экстракции растительных масел из семян путем сравнения данных реальной экстракции с данными, полученными на модельных пористых пластинках, в которых процесс экстракции заведомо является процессом молекулярной диффузии.

Научная новизна. В результате проведенных исследований получены следующие научные результаты: · исследован механизм массообмена при экстракции хлопковой мятки;

· получены результаты влияния структуры жмыха хлопковой мятки на интенсификацию процесса экстракции;

· получены результаты интенсификации процесса экстракции засчет применения предварительного замачивания жмыха хлопковой мятки мисцеллой, различной масличностью.