CC BY
2
A UNIVERSUM:
Л
№12(117)_ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_декабрь. 2023 г.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ
DOI -10.32743/UniTech.2023.117.12.16448 ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕГКОЙ РАФИНАЦИИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА
Ахмедов Азимжон Нормуминович
д-р техн. наук,
проф. кафедры «Технология пищевых продуктов», Каршинского инженерно-экономического института, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: a. ahmedov80@mail.ru
Ишанкулова Гавхар Норкуловна
д-р филос. техн. наук (PhD), доц. кафедры «Технология хранения и первичной переработки
сельскохозяйственной продукции» Каршинского инженерно-экономического института, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: ishankulova. gavxar@mail. ru
TECHNOLOGY OF EASY REFINATION OF COTTON OIL
Azimjon Akhmedov
Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department "Technology of Digestion Products" of in Karshi engineering economics institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
Gavhar Ishankulova
Doctor of Philosophy of Technical Sciences (PhD), Associate Professor of the Department of "Technology of Storage and Primary
Processing of Agricultural Products " Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi
АННОТАЦИЯ
В данной научной статье представлены предварительные процессы очистки масел, полученных из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника, с использованием карбамидом модифицированных глинистых адсорбентов. В результате применения данной технологии расход бентонита на стадии отбеливания процесса рафинации снижен примерно в 2,0-2,2 раза и даёт положительные результаты по снижению цветности сырых масел, его кислотного числа на 2,1-2,3 мг КОН, содержания неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ и др. Технология предварительного осветления масло, полученного из низкосортных семян хлопчатника, позволяет получать масла, соответствующие требованиям стандартов.
ABSTRACT
This scientific article presents preliminary purification processes for oils obtained from low-grade and substandard cotton seeds using urea modified clay adsorbents. As a result of the use of this technology, the consumption of bentonite at the bleaching stage of the refining process is reduced by approximately 2.0-2.2 times. At the same time, the acid number of the oil decreased by 2.1-2.3 mg KOH. The technology of pre-clarification of oil obtained from low-grade cotton seeds allows us to obtain oils that meet the requirements of the standards. Therefore, this technology can be recommended for processing low-grade and non-standard cotton seeds in factory conditions.
Ключевые слова: низкорсортных семян хлопчатника, хлопковое масло, карбамид, глинистых адсорбентов, госсипол, кислотное число, щелочь, рафинация, предварительная осветления, прессование.
Keywords: low-grade cotton seeds, cottonseed oil, urea, clay adsorbents, gossypol, acid value, alkali, refining, pre-clarification, pressing.
Библиографическое описание: Ахмедов А.Н., Ишанкулова Г.Н. ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕГКОЙ РАФИНАЦИИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 12(117). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/16448
№ 12 (117)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Введение. Рафинированное масло, полученное из низкосортных семян хлопчатника в большинстве случаев имеет повышенную цветность, что не допускается требованиями стандарта. Поэтому после щелочной рафинации хлопковое масло подвергается традиционной отбелке с использованием активированных глин, угля и их композиций. После такой очистки рафинированное хлопковое масло направляется на дезодорацию для обезличивания запаха и привкуса, а также удаления канцерогенных жирных кислот и др. [1].
Щелочная рафинация растительных масел считается химическим процессом, где наряду с взаимодействием свободных жирных кислот со щелочью образуются сложные по составу соапстоки, которые содержат мыла, фосфолипиды, госсипол, хлорофилл и их производные, триацилглицериды, свободную щелочь, воду и др. Трудности рафинации масел, получаемых из низкосортных и нестандартных хлопковых семян требуют разработки более эффективных способов их осветления. Известно, что в хлопковом масле цветность обусловливают госсипол, хлорофилл и их производные, которые трудно реагируют со щелочью из-за присутствия мыла, фосфолипидов и др. [2].
Предложены различные варианты снижения цветности «черных» масел, получаемых из низкосортных и нестандартных хлопковых семян [3-4], которые не нашли своего практического применения. Причине состоит в том, что они значительно снижают выход масла, образуют, новые трудноудаляемые соединения и др.
Более экономичным и доступным для наших предприятий мы считаем предварительное осветление «черных» хлопковых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян с использованием активированных адсорбентов.
Переход определенного количества отработанного глинистого адсорбента в состав жмыха допустимо т.к. это предусмотрено требованиями на корма [1].
В последние годы количество низкосортных семян, поступающих на хлопкоперерабатывающие предприятия, составило 25-30%. Поэтому удельный вес труднорафинируемых масел с учетом качества семян и нарушений технологической режимов увеличился до 40-50% от общего объема перерабатываемых нерафинированных хлопковых масел [5].
Наличие сопутствующих веществ ограничивает применение хлопковых масел для различных целей и особенно для пищевых. Поэтому, стали принимать меры по их облагораживанию и рафинации наиболее доступными методами, в том числе и щелочной обработкой масел и мисцелл.
Сложность рафинации хлопковых масел, имеющих высокую цветность заключается в использовании
декабрь, 2023 г.
щелочных растворов с высокой концентрацией (более 250 г/л) в большом избытке (более 200%), что влечет за собой значительные потери ценного масла, щелочи и др.
Одним из способов решения данной проблемы считается предварительное осветление сырых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника, с использованием эффективного адсорбента. Анализ литературных источников по рафинации хлопковых масел показал, что необходимо совершенствовать существующую технологию рафинации масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника, так как имеется ряд недостатков: большие потери сырья, значительный расход щелочи и т.д., невысокий выход конечного продукта, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях масложировых предприятий [6].
Цель работы является совершенствование технологии получения предварительно осветленных форпрессовых масел из низкосортных семян хлопчатника и их рафинации.
Материалы и методы. Модифицированный карбамидом глинистый адсорбент был получен путем пропитки глинистого адсорбента 30%-ным раствором карбамида и сушки его при температуре 95-1000С до остаточной влажности 7-8%. Готовый МКГА хранится в закрытом эксикаторе [7].
Кислотное число масел определяли потенцио-метрическим и индикаторным методами с использованием в качестве индикатора 1%-го спиртового раствора тимолфталеина [8-9]:
• цветность хлопкового масла определяли на цветомере Ловибонда [8-9];
Результаты и обсуждение. Модифицированные адсорбенты были применены для предварительного осветление сырых хлопковых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника. Выбор места ввода МКГА в технологической схеме определяет эффективность предлагаемого способа предварительного осветления сырых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника.
По согласованию со специалистами ОА «Косон ёг-экстракция» была создана технологическая схема предварительного осветления сырого хлопкового масла глинистым адсорбентом, модифицированным карбамидом. Отличительной особенностью данной схемы от известных является то, что в начале линии сбора и подачи сырых масел в сборник - фузо-танк (гущеловушки) устанавливается бункер-дозатор, из которого МКГА поступает в сырое масло (в зависимости от цветности исходного масла).
Полученные результаты представлены в табл. 1.
№ 12 (117)
A UNI
/ш. те;
UNIVERSUM:
технические науки
декабрь, 2023 г.
Таблица 1.
Показатели сырых форпрессовых масел, полученных из высокосортных и низкосортных семян хлопчатника
Наименование показателей сырых форпрессовых масел Ед. изм. Из смеси хлопковых семян
I и II сортов III и IV сортов
Кислотное число мг КОН/г 4,25-5,18 5,31-6,15
Неомыляемых веществ % 2,1-2,3 2,5-2,8
цветность при 35 жел. Ед -кр.ед -син.ед. в 1 см слое 50-60,5 3,5-5,0 не просм.
Перекисное число м моль/кг 10-13 14-18
Из табл. 1 видно, что сырые форпрессовые масла, получаемые из смесей семян хлопчатника Ш, сильно отличаются по изученным показателям качества. Так, например, кислотное число масла, полученного из смеси Ш-^ сортов семян хлопчатника, имеет повышенное кислотное число на 1,0-1,3 мг КОН/г, содержание неомыляемых веществ - на 0,4-0,5%. Цветность масел, полученных из III и IV сортов семян хлопчатника, не просматривается на цветомере Ловибонда. Это, безусловно, связано с повышенным содержанием общего госсипола в сыром масле на 0,4-0,6%. По результатам анализа установлено, что в масле, полученном из смеси семян хлопчатника III и IV сортов, содержится больше на 4-5 ммол/кг продуктов окисления жирных кислот, что требует дополнительных мер по их удалению из состава масла.
С целью выбора необходимого количества МКГА для осветления сырых масел, полученных из низкосортных (III и IV сортов) и нестандартных семян хлопчатника, опыты проводили в производственных условиях, согласно действующего в технологического регламента. Результаты исследований показали, что увеличение количества МКГА от 2 до 6% от общей массы сырого масла позволяет снизить цветность, его кислотное число, содержание неомыляемых веществ,
влаги и летучих веществ примерно в 1,8-2,0 раза (табл. 2).
Предварительное осветление масел благоприятно влияет на последующий процесс рафинации. Учитывая, что увеличение количества МКГА приводит к снижению выхода осветленного масла, вводимое количество составляет 3-4% от общей массы сырого масла.
На практике в определенные периоды года приходится перерабатывать смеси (50:50) низкосортных (III и IV сорта) и нестандартных семян хлопчатника, что связано с зачисткой складов и хранилищ семян.
Нами изучена возможность предварительного осветления сырых масел, полученных из смеси (50:50) низкосортных и нестандартных семян хлопчатника. Исследования проводили согласно действующему технологическому регламенту форпрессового цеха АО «Косон ёг- экстракция». Ввод предлагаемого МКГА осуществляли после прессов (в начальном участке транспортировки сырого масла в фуза-танк). Перемешивание МКГА с маслом осуществлялось по ходу их транспортировки с помощью движущихся механизмов.
Результаты опытов представлены в табл. 2.
Таблица 2.
Показатели сырых масел, полученных из низкосортных семян и смеси их с нестандартными семенами хлопчатника до и после предварительного осветления с использованием МКГА
Количество Цветность сырого Кислотное Неомыляемые вещества в масле, % Влага и лету-
МКГА от масла, при 70 желтых число, мг чие вещества
Массы масла, % в кр.ед. в син.ед. КОН/г масла, %
Сырое масло, полученное из низкосортных (III и IV сортов) семян хлопчатника
Исходное (по имеющейся технологии) 75-80 6-9,5 5,25-5,85 2,5-2,9 1,2-1,8
2,0 69-73 4,8-5,6 3,64-4,83 2,2-2,4 1,0-1,1
4,0 46-53 2,8-3,1 3,15-3,55 1,9-2,1 0,8-0,9
5,0 45-50 2,8-3,0 2,95-3,10 1,7-1,8 0,7-0,75
Сырое масло, полученное из смеси (50:50) низкосортных и нестандартных семян хлопчатника
Исходное (по имеющейся технологии) 84-88 8,0-10,5 6,51-8,43 2,7-3,0 1,4-1,9
2,0 79-83 6,0-7,5 5,43-6,25 2,4-2,6 1,2-1,3
4,0 60-64 4,3-5,8 4,31-5,05 2,1-2,3 1,0-1,1
6,0 55-59 3,7-4,3 3,92-4,27 1,8-2,0 0,8-0,9
№ 12 (117)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2023 г.
Из табл. 2 видно, что с введением МКГА цветность сырого масла, его кислотное число, содержание неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ снижается. Наибольший эффект достигается при использовании МКГА в количестве от 4 до 6% от общей массы сырого масла. На практике можно ограничиться его количеством в пределах 4-5,0% от общей массы сырого масла, полученного из смеси низкосортных и нестандартных семян хлопчатника.
Известно, в настоящее время карбамид используется в животноводстве для обогащения кормов небелковым азотом. Бентониты и каолины также
используются при получении комбикормов различного назначения. Поэтому, выбор карбамида и природных глин при получении модифицированного адсорбента для предварительного осветления сырых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника становится обоснованным.
Для нормального осуществления разработанной технологии получения легкорафинируемого форпрес-сового масла из низкосортных семян хлопчатника необходимо соблюдать нормы технологических режимов, указанных в табл. 3.
Таблица 3.
Нормы предлагаемых технологических режимов получения легкорафинируемого форпрессового масла
из низкосортных семян хлопчатника
Наименование процессов и технологических показателей Значения
I. Шелушение и сепарирование семян хлопчатника • содержание целых семян, % • массовая доля посторонных примесей в шелухе, % не более 0,8 не более 0,2
II. Вальцевание ядра • проход лепестка через 1 мм сито, % не менее 60
III. Получение хлопковой мятки • содержание шелухи, % • содержание фузы в мятке, % не более 17,0 не более 7,5
IV. Влаготепловая обработка хлопковой мятки: • влажность мятки, % • температура 1-11 чанах жаровни, °С • температура III-IV чанах жаровни, °С • температура V-VI чанах жаровни, °С 7,0-9,0 95-100 85-95 75-85
V. Прессование и гранулирование: • температура мезги, °С • влажность мезги, % • размеры колосниковых решёток, мм: • первой • второй • третей • четвертой • размер матрицы для гранулирования, мм 95-100 5,0-6,0 0,75 0,50 0,45 0,35 10-14
VI. Предварительное осветление сырых прессовых масел: • температура масла, °С • количество МКГА , % • время, час 80-90 2-6 0,4-0,6
VII. Разделение фузы от масла: • температура масла, °С • скорость оборотов фуза-танка, об/мин до 70 50-60
VIII. Фильтрация масла: • температура масла, °С • давление пресса, МПа до 70 до 0,05
Естественно, по ходу переработки смеси Ш-1У сортов семян хлопчатника могут возникать определенные отклонения от вышеотмеченных норм, что следует решать путем индивидуального подхода. Так, например, отклонения по опушенности и засорённости семян хлопчатника могут быть причиной
изменения размеров ножей, используемых в шелушильно -сепараторном отделении или толщины получаемых лепестков на ВС-5. Таких изменений при переработке низкосортных семян хлопчатника наблюдается множество и поэтому прогнозировать их заранее практически нет возможностей.
№ 12 (117)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
декабрь, 2023 г.
Нами для подтверждения разработанной технологии получения легкорафинируемого форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника и режимов его осуществления проведены опытно-производственные испытания в АО «Косон ёг-экстракция», которые дали положительные результаты.
В табл. 4 представлены результаты предварительного осветления сырых масел, полученных из низкосортных семян хлопчатника на МКГА в АО «Косон ёг-экстракция».
Таблица 4.
Показатели сырого и предварительно осветленного масел, полученных из низкосортных семян хлопчатника
на МКГА-4 в количестве 4% от общей массы масла
Показатели сырого масла, по- Показатели сырого масла, предварительно
Наименование показателей лученного из низкосортных осветленного на МКГА-4 в количестве 4%
сырого хлопкового масла семян хлопчатника от массы масла
(по имеющейся технологии) (по предлагаемой технологии)
Цветность по Ловибонду
в кювете с толщиной в 10 мм
-красные ед. 75-80 46-53
-синие ед. 6-9,5 2,8-3,1
-желтые ед. 70 70
Кислотное число, мг КОН/г 5,25-5,85 3,15-3,55
Неомыляемых веществ, % 2,5-2,9 1,9-2,1
Влага и летучие вещества, % 1,2-1,8 0,8-0,9
Госсипол и его производные, % 1,2-1,3 0,8-0,85
Фосфолипиды, % в пересчете лецитин 0,81-0,96 0,64-0,69
Перекисное число, моль 16-18 12-13
Таким образом, проведенные в АО «Косон ёг-экстракция» опытно-производственные исследования показали, что предлагаемая технология предварительного осветления сырых масел, полученных из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника с использованием МКГА, даёт положительные результаты по снижению цветности сырых масел, его кислотного числа, содержания неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ и др.
Выводы. Таким образом, использование МКГА-4 в процессе предварительного осветления сырых масел позволило примерно в 2,0-2,2 раза снизить их цветность и содержание отстоя. При этом также (на 2,1-2,3 мг КОН) снижаются их кислотные числа. Разработанная технология предварительного осветления сырых масел, получаемых из низкосортных семян хлопчатника позволяет получать масла, отвечающие требованием стандарта. Поэтому данную технологию можно рекомендовать к использованию при переработке на заводе низкосортных и нестандартных семян хлопчатника.
Список литературы:
1. Ильясов А.Т., Вахабова Д.З., Ураков Р.М. Форрафинация хлопкового масла карбамидом. Тезисы докл. научно-теорт. и тех. конф. проф. преподав., аспир., науч. раб. истудент. ТашХТИ, Ташкент, 1993, с. 58.
2. Глушенкова А.И., Назарова И.П. Госсипол, его производные и их использование. -Ташкент. Издательство «Фан». 1993. - 88 с.
3. Akhmedov A.N., Atakulova D.T., Kholmurodova Z.D., Shaymardonova G.X. Analysis of chlorophylls in low quality cottonseed oil., Karshi, Uzbekistan Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 9-10/2022. -р.18-21.
4. Тарасов В.Е. Совершенсвование подготовки масличных материалов к извлечению масла с применением поверхностно-активных веществ. Автореф.канд.техн.наук. Краснодар, КПИ, 1985-26 с.
5. Ахмедов А.Н., Ф.У. Суванова, С.А. Абдурахимов, ^.П. Серкаев. Композиции модифицированных адсорбентов для осветления хлопковых масел. Композицион материаллар. -Тошкент, 2011,- № 2. -Б.-52-56.
6. Копейковский В.М., Данильгук С.И., Гарбузова Г.И. и др. Технология производства растительных масел. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 416 с.
7. Руководства по методом исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности / Ред кол. В.П. Ржехин, А.Г. Сергеев-Л.:ВНИИЖ, 1964. -Т. 3. - 493 с.
8. Руководства по методом исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности / Под ред. В.П. Ржехина, А.Г. Сергеева-Л.:ВНИИЖ, 1967. -Т. 1. кн. I. - 585 с.
9. Кадыров Ю. Лабораторное обучение технологии переработки масел. Т:, Чулпан., 2005. -119 с.
