Экологически безопастносный способ очистки хлопкового масла на разработанных композициях адсорбентов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 553.611.664_

ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСТНОСНЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА НА _РАЗРАБОТАННЫХ КОМПОЗИЦИЯХ АДСОРБЕНТОВ_

Сегодня в мире обеспечение населения безопасными продуктами питания и удовлетворение в требуемом уровне потребности в продуктах питания важное значение имеет пищевая промышленность. Поэтому стабильное развитие производства местных продуктов питания и сырья, поставка на рынок безопасных и качественных продуктов питания по нормам потребления в установленном ассортименте остаётся одной из главных задач [1].

Концепция оптимального питания, лежащая в основе современных представлений о питании и здоровье, предусматривает необходимость нового подхода к составу и свойствам продуктов питания, которые должны не только удовлетворять потребностям организма человека в пищевых веществах и энергии, но и обеспечивать его всем спектром необходимых макро- и микронутриентов, способствуя профилактике алиментарно -зависимых заболеваний, сохраняя здоровье и долголетие [2].

Следовательно, для эффективной отбелки (очистки) хлопковых масел целесообразно использовать полиминеральные композиции из угольных и глинистых адсорбентов. Известно, что сопутствующие триацилглицеринам вещества масла по спектральным характеристикам классифицируются в следующие группы:

Первая группа веществ (госсипол, каротино-иды и их производные) являются основным источником красной окраски хлопкового масла;

Вторая группа (хлорофилл, феофитин и их производные) обуславливает синий цвет окраски хлопкового масла.

Установлено, что с ухудшением качества перерабатываемых хлопковых семян и увеличением лузжистости мятки содержание синих пигментов в масле увеличивается. Мы исследовали осветление хлопкового масла с цветностью 14 красных единиц

Салиханова Д. С., Очилов Ф.Э., Ачилова,С.С., Сагдуллаева Д. С., DOI: 10.31618^^2413-9335.2019.2.61.15

при 35 желтых в лабораторных условиях в присутствии 1% композиций адсорбентов. При этом отбелка масел осуществлялась при температуре 70-850С и перемешивании фаз, равном 150 об/мин.

В табл.1 представлены результаты осветления хлопковых масел в присутствии различных композиций адсорбентов.

Из табл. 1 видно, что наиболее максимальное удаление госсипола каратиноидов и их производных (1,998) достигается на полиминеральной композиции адсорбентов ПКА-3, которая состоит из щелочного бентонита Навбахорского месторождения (50%) и обогащенного каолина Султан-Увай-ского месторождения (50%). Эта же композиция способствует максимальному удалению хлорофилла и их производных и из прессового хлопкового масла.

По избирательной способности изученные композиции располагаются в следующем порядке убывания:

по госсиполу, каратиноидами их производным:

ПКА-3 > ПКА-4 > ПКА-1 > ПКА-2 по хлорофиллу феофитину и их производным:

ПКА-3 > ПКА-4 > ПКА-2 > ПКА-1 Безусловно, создание полиминеральных композиций из разработанных позволяет значительно повысить качество очистки растительных, в частности хлопковых масел, что способствует повышению технико-экономических показателей данного производства.

Конечно, для комплексной оценки эффективности предлагаемых полиминеральных композиций адсорбентов необходимо изучить и другие не менее важные показатели, которые также влияет на технологию осуществления рассматриваемого процесса.

Таблица 1. Изменение степени осветления прессового хлопкового масла по госсиполу, хлорофиллу и их производным на разработанных полиминеральных композициях адсорбентов_

Состав полиминеральных композиций адсорбентов Степень осветления хлопкового масла

по госсиполу, кара-тиноидам и их производным по хлорофиллу, фео-фитину и их производным

ПКА-1 [щелочной бентонит Навбахарского месторождения (50%)+ обогащенный каолин Ангренского месторождения (50%] 1,843 1,356

ПКА-2 [карбонатный палыгорскит Навбахорского месторождения (50%)+ обогащенный каолин Ангренского месторождения (50%)] 1,670 1,424

ПКА-3 [щелочный бентонит Навбахорского месторождения (50%)+ обогащенный каолин Султан-Увайского месторождения (50%)] 1,945 1,555

ПКА-4[карбонатный палыгорскит Навбахорского месторождения (50%)+ обогащенный каолин Султан-Увайского месторождения (50%)] 1,845 1,470

Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 4 (61), 2019 К числу таких показателей относится маслоем-кость адсорбентов, фильтруемость масла, выход отбеленного масла и др.

Для изучения адсорбционных свойств проведено отбелка хлопковых масел. Проводили анализы при следующих режимах: температура отбелки хлопкового масла с цветностью 14 кр и 4 синих ед.

при 35 желтых поддерживалась при 90-950С, а скорость перемешивания фаз составило 150 об/мин. При этом количество вводимой композиции адсорбентов равнялось 1% массы масла.

Полученные результаты представлены в табл.

2.

Таблица 2. Показатели предлагаемых композиций адсорбентов при отбелке хлопкового масла

Тип адсорбента и композиции Маслоемкость,% Фильтруемость масла при вводе 1% адсорбента, мл/5 сек Выход отбеленного масла, %

ЩБ НМ (контроль) 50,6 17,9 96,3

КП СУМ (контроль) 43,5 15,4 97,8

ПКА-1 46,4 15,8 96,7

ПКА-2 44,8 16,2 97,2

ПКА-3 45,4 18,5 98,9

ПКА-4 44,7 16,7 98,2

Из табл. 2. видно, что маслоемкость предлагаемых композиций по сравнению с маслоемкостью ЩБ НМ (50%) значительно ниже, что положительно влияет на снижение потерь масла. Известно, что хлопковое масло получают способами форпрес-сования и экстракции углеводородными растворителями. При использовании второго метода в составе полученных масел содержатся остатки углеводородов, которые отрицательно влияют на качество получаемого продукта. Данные тяжелые фракции углеводородов не удаляются из экстракционных масел даже при высоких температурах дистилляции мисцелл.

Одним из эффективных способов удаления остатков тяжелых углеводородов из экстракционных масел считается применение активных углей [3], которые из-за высокой маслоемкости (60% и более) не используются на производствах.

Учитывая это нами на основе ПКА-3 были созданы две новые композиции, в состав которых в качестве третьего компонента введен активный уголь 2БПК. Соотношение компонентов в ПКА-5 равна 50:50 (%) в ПКА-6 равно 60:40 (%).

Результаты адсорбционной очистки экстракционного хлопкового масла (с цветностью 18 кр. И 6 синих ед. при 35 желтых) созданными полиминеральными композициями ПКА-5 и ПКА-6 представлены в табл. 3.

Таблица 3. Физико-химические показатели экстракционных хлопковых масел, отбеленных предлагае-

мыми трехкомпонентным композициями ПКА-5 и ПКА-6

Наименование показателей масла ПКА-3(контроль) ПКА-5 ПКА-6

Цветность, ед при 35 желтых:

-красных ед 9,8 8,5 8,0

-синих ед 0,6 0,4 Отс

Перекисное число, мг-экв 02/кг 2,35 1,84 1,75

Кислотное число, мг КОН/г 2,98 2,71 2,65

Остаточное содержание углеводородов, % 0,031 0,009 0,007

Из табл. 3. видно, что введение в состав ПКА-3 третьего компонента-активного угля марки 2БПК в количестве 40-50% от массы композиции позволило удалить остатки тяжелых углеводородов из экстракционного хлопкового масла. Кроме того значительно снижаются цветность отбеливаемого масла, его кислотное и перекисное числа, что положительно влияет при их длительном хранении.

Следовательно, создание и применение ряда полиминеральных двухкомпонентных и трехком-понентных композиций адсорбентов, позволяет значительно повысить качество получаемых фор-прессовых и экстракционных хлопковых масел, снизить потери и себестоимость их производства.

Эффективность адсорбционной очистки масел и жиров, безусловно, зависит от природы и структуры применяемого адсорбента, особенно от его родственности к извлекаемым компонентам [4].

В растительных маслах содержатся различные по составу по свойствам пигменты. Известно большое число пигментов, относимых к группе кароти-ноидов. Их подразделяют на углеводородные соединения, называемые каротинами, и кислород содержащие производные, объединяемые часто одним общим названием ксантофиллов.

Каротины устойчивы к щелочам при температурах рафинации, поэтому в ходе щелочной рафинации растительных масел происходит лишь незначительное осветление масла, главным образом за счет частичной сорбции пигментов соапстоком.

Хлорофилл представляет собой зеленый пигмент, который содержится в некоторых масличных семенах наряду с каротиноидами. Хлорофилл и некоторые продукты его распада содержатся во многих растительных маслах. Много хлорофилла содержится в экстракционном масле из недозрелых семян.

В растительных маслах после щелочной рафинации в значительной мере сохраняются хлорофилл в и феофитины.

Использование активных угольных адсорбентов индивидуально связано с некоторыми отрицательными факторами, а именно: масло, содержащее

Из табл. 4. видно, что наиболее максимальное удаление госсипола, каратиноидов и их производных (1,989) достигается на полиминеральной композиции адсорбентов ПКА-2, Султан-Увайский каолин (30%) и бентонит «Жахон» (70%). Эта же композиция способствует максимальному удалению хлорофилла и их производных из хлопкового масла.

По избирательной способности изученные композиции располагаются в следующем порядке убывания:

по госсиполу, каратиноидами их производным:

КБА-2>КБА-3 >КБА-1 по хлорофиллу феофитину и их производным:

К числу таких показателей относятся: масло-емкость композиции адсорбентов, фильтруемость масла, выход отбеленного масла и др. Мы изучили эти композиции при отбелке рафинированного хлопкового масла.

При этом количество вводимой композиции адсорбентов равнялось 2% массы масла. Полученные результаты представлены в табл. 5.

Из табл. 5. видно, что маслоемкость предлагаемых композиций по сравнению с маслоемкостью Султан-Увайский каолин (50,6%) значительно

уголь, фильтруется медленнее, чем с другими адсорбентами; мелкие частицы угля проходят через фильтр ткань, из-за чего снижается эффект осветления; осадок, снимаемый с фильтр-прессов, несмотря на высокое содержание в нем масла, пока не находит применения.

Поэтому использование глинистых адсорбентов считается рациональным способом очистки и отбелки растительных, в частности хлопковых масел.

В табл.4 представлены результаты осветления хлопковых масел в присутствии разработанных композиций адсорбентов.

КБА-2>КБА-3>КБА-1 Безусловно, разработка и применение полиминеральных композиций из адсорбентов, активированных соляно-кислотным термически методами значительно повысило избирательную (селективную) очистку растительных, в частности хлопковых масел, что повышает технико-экономические показатели данного производства [5].

Конечно, для комплексной оценки эффективности предлагаемых полиминеральных композиций адсорбентов необходимо изучать и другие не менее важные показатели, которые также положительно влияют на технологию осуществления рассматриваемого процесса.

ниже, что положительно, влияет на снижение потерь масла. Известно, что хлопковое масло получают способами форпрессования и экстракции углеводородными растворителями.

При использовании второго метода в составе полученных масел содержатся остатки углеводородов, которые отрицательно влияют на качество получаемого продукта. Эти тяжелые фракции углеводородов не удаляются из экстракционных масел даже при высоких температурах дистилляции мис-целл.

Таблица 4.Изменения степени осветления по госсиполу, хлорофиллу и их производным на разработанных

полиминеральных композициях адсорбентов

Состав полиминеральных композиций адсорбентов Степень осветления прессового хлопкового масла

по госсиполу, каратинои-дам и их производным по хлорофиллу, феофитину и их производным

КБА-1 [Султан-Увайский каолин (50%)+ бентонит «Жахон» (50%] 1,887 1,411

КБА-2 [Султан-Увайский каолин (30%)+ бентонит «Жахон» (70%)] 1,989 1,475

КБА-3 [Султан-Увайский каолин (70%)+ бентонит «Жахон» (30%)] 1,925 1,429

Таблица 5.Показатели созданных композиций адсорбентов при отбелке хлопкового масла

Тип адсорбента и композиции Маслоемкость, % Фильтруемость масла при вводе 2% адсорбента, мл/5 сек Выход отбе- ленно-го масла, %

Султан-Увайский каолин (контроль) 49,6 14,9 96,3

Бентонит «Жахон» (контроль) 47,7 15,2 97,8

КБА-1 46,8 16,5 96,7

КБА-2 44,5 17,4 98,2

КБА-3 45,6 16,8 97,9

Одним из эффективных способов удаления остатков тяжелых углеводородов из масел считается применение активных углей, которые из-за высокой маслоемкости (60% и более) не используются на практике индивидуально [3].

Учитывая это нами на основе КБА-2 были созданы новые композиции, в состав которых в качестве третьего компонента введен углещелочной адсорбент марки 2БПК. Соотношение компонентов в КБУА-1 равно 70:30 (%), в КБУА-5 равно 60:40 (%).

Результаты адсорбционной очистки экстракционного хлопкового масла (с цветностью 18кр. и 4синих ед. при 35желтых и кислотным числом 1,5

мг мг КОН/г) созданными полиминеральными композициями КБУА-1 и КБУА-2 представлены в табл. 6.

Из табл.6. видно, что введение в состав композиций КБУА-1 третьего компонента-углещелоч-ного адсорбента марки 2БПК в количестве 30% от массы композиции позволило удалить остатки тяжелых углеводородов из экстракционного хлопкового масла. Кроме того значительно снижаются цветность отбеливаемого масла, его кислотное и перекисное числа, что положительно влияет при их длительном хранении.

Наименование показателей масла КБА-2 (контроль) КБУА-1 КБУА-2

Цветность, ед при 35 желтых: -красных ед -синих ед 8,5 0,6 7,8 0,0 8,2 0,2

Перекисное число, мг-экв 02/кг 2,35 1,79 1,82

Кислотное число, мг КОН/г 0,98 0,3 0,5

Остаточное содержание углеводородов, % 0,031 0,006 0,008

Таблица 6. Физико-химические показатели экстракционных хлопковых масел, отбеленных предлагаемыми трехкомпонентным композициями КБУА-1 и КБУА-2

Таким образом, наиболее максимальное удаление госсипола, каратиноидов и их производных (1,989) из хлопкового масла достигается на полиминеральной композиции адсорбентов КБА-2, которая состоит из Султан-Увайский каолин (30%) и и бентонит «Жахон» (70%). Эта же композиция способствует максимальному удалению хлорофилла и их производных из хлопкового масла.

Кроме того, введение в состав КБУА-1 третьего компонента углещелочного адсорбента марки 2БПК в количестве 30% от массы композиции позволило удалить остатки тяжелых углеводородов и канцерогенного 3,4-бензоперина из экстракционного хлопкового масла.

Использованная литература 1. Разработка технологии получения направленно-активированных глинистых адсорбентов с использованием СВЧ-излучения // Дисс на соискание канд техн. наук., Ташкент, 1999г, С.6-9.

2. Т.В. Пилипенко, Л.П. Нилова, Н.И. Пили-пенко Экологические проблемы биохимии и технологии // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии», 2014, №2,41-49.

3. Дубинин М.М., Плаченов Т.Г. Адсорбенты, их получение, свойства и применение-Л.: Наука, 1971, С.203-208.

4. Салиханова Д.С., Собиров Б.Т., Агзамходжаев А.А. Термоактивированные глинистые адсорбенты для отбелки хлопковых масел // Журнал «Химическая промышленность» Рос-сия.,2014, Т.91, №4. С.211-214.

5.Salihanova D.S, Eshmetov I.D, Ergashev S.A, Bukhorov S.B, Agzamhodjaev A.A. Carbon adsorbents for cleaning of cotton oil // Inter. Conf. «International Scientific Review of the Problems and Prospects of Modern Science and Education» - Boston (USA), 2016., - pp 127-130

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ В ПОСАДКАХ

КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ_

Сапожников Иван Иванович

доцент кафедры метрологии, стандартизации и управления качеством Российский государственный аграрный университет Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева

г. Москва

АННОТАЦИЯ.

В данной статье рассматриваются факторы, влияющие на обеспечение взаимозаменяемости в посадках колец подшипников качения, степень влияния каждого из них. Рассмотрены основные виды и причины поверхностных повреждений элементов подшипника, а также неустранимые дефекты, при наличии которых подшипники заменяют новыми.