CC BY
17
УДК 665.335
DOI: 10.24411/0235-2486-2020-10060
технология получения рафинированного отбеленного форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника
А.Н. Ахмедов*, канд. техн. наук
Каршинский инженерно-экономический институт, г. Карши, Узбекистан С.А. Абдурахимов, д-р техн. наук, профессор ташкентский химико-технологический институт, г. ташкент, Узбекистан
Дата поступления в редакцию 08.04.2020 Дата принятия в печать 11.06.2020
* a.ahmedov80@mail.ru © Ахмедов А.Н., Абдурахимов С.А., 2020
Реферат
В данной статье рассматриваются технологии отбелки и рафинации хлопковых масел двухстадийным способом, которые имеют важное значение при переработке семян хлопчатника Ш-М сортов. На первой стадии щелочной рафинации используется раствор NaOH, а на второй - водный раствор силиката натрия, который по сравнению с первым менее активен. Внедрение двухстадийного способа щелочной рафинации масел, получаемых из низкосортных семян хлопчатника, и их отбелки активированными глинами способствует снижению потерь ценного масла, щелочи и др. Разработанная технология получения отбираемого форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника показывает повышение выхода масла на 3,8 % и улучшение его качества.
Ключевые слова
отбеленное рафинированное форпрессовое масло, полученное из низкосортных (Ш-№ сортов) семян хлопчатника, госсипол, хлорофилл и их производные
Для цитирования
Ахмедов А.Н., Абдурахимов С.А. (2020) Технология получения рафинированного отбеленного форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника // Пищевая промышленность. 2020. № 6. С. 23-26.
This article discusses the bleaching and refining technologies of cotton oils in a two-step way, which are important in the processing of cotton seeds of grades III—IV. A solution of NaOH is used for the first stages of alkaline refining, and a second-aqueous solution of sodium silicate, which is less active than the first one. Introduction of a two-stage method of alkaline refining of oils obtained from low-grade cotton seeds and their bleaching with activated clays helps to reduce losses of valuable oil, alkali and others. The developed technology for producing selected forpress oil from low-grade cotton seed shows an increase in oil yield of 3.8 % and an improvement in its quality.
Key words
bleached refined forpress oil derived from low grade (III—IV varieties) cotton seeds, gossypol, chlorophyll, and derivatives thereof
For citation
Akhmedov A.N., Abdurakhimov S.A. (2020) The technology for producing refined bleached forpress oil from low-grade cotton seeds // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2020. No. 6. P. 23-26.
The technology for producing refined bleached forpress oil from low-grade cotton seeds
A.N. Akhmedov*, Candidate of Technical Sciences Karshi Engineering and Economics Institute, Karshi, Uzbekistan S.A. Abdurakhimov, Doctor of Technical Sciences, Professor Tashkent Institute of Chemical Technology, Tashkent, Uzbekistan
Received: April 8, 2020 Accepted: June 11, 2020
* a.ahmedov80@mail.ru © Akhmedov A.N., Abdurakhimov S.A., 2020
Abstract
issn 0235-2486 пищевая промышленность 6/2020
23
Введение. В связи с сокращением площадей для возделывания хлопчатника, значительным изменением климатических условий в Узбекистане в худшую сторону и недостаточным поливом и орошением земель ежегодно увеличивается доля низкосортных семян, поступающих для переработки на масложировые предприятия страны. Низкая масличность, высокое содержание свободных жирных кислот и других сопутствующих и красящих масло веществ (госсипол, хлорофилл и их производные) относительно семян I и II сортов требуют пересмотра действующей технологии получения форпрессового хлопкового масла из семян Ш-^ сортов. Это продиктовано еще и тем, что семена хлопчатника низших сортов имеют значительное количество пустых ядер, твердую, практически не отделяемую от ядра лузгу семян, то есть шелуху, что отрицательно сказывается на шелушении и сепарировании рушанки, получении лепестка и мятки. Безусловно, это меняет условия влаготепловой обработки мятки и прессования полученной мезги [1].
несмотря на многолетний промышленный опыт получения форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника, большинство предложений по его совершенствованию ограничивается изменением некоторых технологических параметров или способов обработки маслосодержа-щего материала. Традиционно получаемое форпрессовое масло темного цвета рекомендуют рафинировать в мисцеллу, что, на наш взгляд, создает дополнительные проблемы по удалению из него остаточного углеводородного растворителя [2]. в противном случае данное масло следует направлять для технических целей.
В данной статье рассматриваются технологии отбелки и рафинации хлопковых масел двухстадийным способом, которые имеют важное значение при переработке семян хлопчатника Ш-^ сортов. На первой стадии щелочной рафинации используется раствор №ОН, а на второй - водный раствор силиката натрия, который по сравнению с первым менее активен. Внедрение двухстадийного способа щелочной рафинации масел, получаемых из низкосортных семян хлопчатника, и их отбелки активированными глинами способствует снижению потерь ценного масла, щелочи и др.
Цель исследования - разработка двух-стадийной технологии получения рафинированного отбеленного форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника.
Объекты и методы исследований.
Объектом исследования являются сырые
и отбеленные рафинированные форпрес-совые масла, получаемые из низкосортных семян хлопчатника, методы анализа показателей, утвержденные в соответствующих технических условиях, на сырье, масла и др.
Результаты и обсуждение. Традиционно получение отбеленного рафинированного форпрессового масла включает в себя следующие операции, которые показаны на рис. 1. Часть этих процессов на производствах осуществляется непре-
Влага
МКГА .
P-P NAON
Семена хлопчатника
I
Очистка семян
хлопчатника
\ г
Шелушение и сепарирование семян хлопчатника
V . ядро
Лепесткование ядер семян хлопчатника
\ лепесток
Получение мятки
из лепестка и шелухи
\ Мятка
Влаго-тепловая обработка мятки
I
Мезга
Прессование мезги _^Масло
Первичная очистка форпрессового масла
Фильтрация форпрессового масла
Масло
Щелочная рафинация масла
Сор, т. е. механические примеси
Шелуха
Шелуха
Фуза---■
Жмых
Фуза Фуза
Фуза
Адсорбент
Разделение соапстока от масла
X
Промывка масла от мыла
I
Сушка масла
Отбелка масла
- Соапсток
- Влага
Разделение адсорбента из масла
Отработанный адсорбент
Полировочная фильтрация масла
т
Остатки
адсорбента
Готовое масло
Функциональная схема получения рафинированного отбеленного форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника
н°
Таблица 1
Режимы работы в технологии получения отбеленного рафинированного форпрессового масла из 1-11 и МНУ сортов семян хлопчатника
Наименование технологических параметров и единицы их измерения Сорность семян хлопчатника
№ п/п I-II сорта (контроль) III-IV сорта
1 2 3 4
I. Получение рушанки из ядер семян хлопчатника
1.1 Частицы с размером до 40 мкм, % 25,0 8,0
1.2 Частицы с размером до 200 мкм, % 20,0 13,0
1.3 Частицы с размером более 250 мкм, % 55,0 79,0
II. Получение лепестка на ВС-5
2.1 Толщина лепестка 0,06 0,09
2.2 Степень измельчения (I-III вал), % 60,0 50,0
III. Получение мятки перед жаровней
3.1 Лузжистость, %, не более 15,0 10,0
3.2 6,0 9,0
IV. Получение мезги перед прессованием
4.1 Влажность, %, не более 6,0 8,0
4.2 Температура, °С, не более 85 90
V. Прессование масла и жмыха
5.1 Размер колосника I секции, мм 0,75 0,75
5.2 Размер колосника II секции, мм 0,45 0,75
5.3 Размер колосника III секции, мм 0,35 0,45
5.4 Размер колосника IV секции, мм 0,25 0,35
5.5 Диаметр гранулы жмыха, мм 10,0 12,0
5.6 Длина гранулы жмыха, мм 14,0 18,0
VI. Предварительная очистка сырых форпрессовых масел
6.1 Содержание осветляющего МКГА в масле, % - 4,0
6.2 Температура фильтрации, °С 75 85
VII. Щелочная рафинация форпрессового масла
7.1 Концентрация водного раствора №ОН, г/л 200-250 100-150
7.2 Избыток щелочи №ОН, % 100-200 50-75
7.3 Концентрация водного раствора силиката натрия,г/л - 75-125
7.4 Избыток силиката натрия, % - 75-100
VIII. Отделение соапстока из масла
8.1 Количество обессоленной воды, %, не более 1,0 1,5
8.2 Температура, °С, не более 60 75
IX. Отбелка масла адсорбентом
9.1 Количество вводимого адсорбента, %, не более 4,0 6,0
9.2 Температура, °С, не более 75 90
X. Отделение отработанного адсорбента из масла
10.1 Температура, °С, не более 65 75
10.2 Давление, атм. 1,5 2,5
Таблица 2
Наименование показателей отбеленного хлопкового масла Традиционная технология Разработанная технология для III-IV сортов
Для I-II сортов семян хлопчатника Для III-IV сортов семян хлопчатника
Цветность по Ловибонду
в 12,5 см слое кюветы;
кр. ед. 6,0 18,0 8,0
син. ед. 0,0 3,6 0,0
Кислотное число, млг КОН/г 0,3 0,5 0,4
Перекисное число, ммоль/кг 9,2 12,4 10,2
Влага и летучие вещества, % 0,1 0,3 0,1
Мыло (качественная проба) Отс. Прис. Отс.
Выход, % 94,5 88,4 92,2
рывным, а часть - периодическим способом. Масла, полученные периодическим способом, накапливаются в промежуточных резервуарах или емкостях и далее насосами направляются на последующие процессы их переработки.
В цеховом технологическом регламенте нормы основных процессов, машин и агрегатов указаны для переработки I-II сортов семян хлопчатника. Семена IIMV сортов не имеют отдельных технологических режимов переработки, что затрудняет последующие процессы щелочной рафинации и отбелки фор-прессовых масел. В качестве рекомендации отмечено, что темные трудно-рафинируемые форпрессовые масла, получаемые из семян хлопчатника III-IV сортов, целесообразно направлять на линию рафинации масла в мисцелле [3]. На наш взгляд, это нерационально, так как в форпрессовом масле будут содержаться остатки углеводородного растворителя (бензина) даже после его дезодорации.
на основе анализа технологии получения отбеленного рафинированного форпрессового масла, извлекаемого из низкосортных семян хлопчатника, выявлены некоторые изменения технологических параметров и способов получения масла [4].
В табл. 1 показаны изменения значений технологических факторов в зависимости от сорта перерабатываемых семян хлопчатника. В данном случае экспериментальным способом для переработки III и IV сортов семян хлопчатника определены рациональные параметры технологических процессов. Эти значения индивидуально опробованы в опытно-производственных условиях и получили подтверждение. Наряду с изменением значений переменных факторов, использованных в данной технологии, предварительно осветлены темные форпрес-совые масла с использованием модифицированного карбамидом глинистого адсорбента (МКГА). До фузатанка и двух-стадийный способ щелочной рафинации форпрессового масла, где на первой стадии использован водный раствор каустической соды (NaOH), а на второй - водный раствор силиката натрия с меньшей концентрацией и избытком. По сравнению с каустической содой силикат натрия менее активен, поэтому его применение снижает омыление триацилглицеридов хлопкового масла. Все вышеотмеченные изменения используются при переработке семян хлопчатника III-IV сортов. Для семян хлопчатника I-II сортов нет надобности в их применении.
Для сравнения в табл. 2 представлены основные физико-химические показатели отбеленных форпрессовых масел,
полученных по традиционной [5] и разработанной технологии из М1 и Ш-^ сортов семян хлопчатника. При этом дан-
issn 0235-2486 ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 6/2020
25
ные показатели анализировали согласно утвержденным техническим условиям на хлопковое масло, в частности на отбеленное для пищевых целей [6]. Эти сравнения позволяют оценить эффективность тех или иных изменений в технологии получения отбеленного форпрессового масла, получаемого из низкосортных семян хлопчатника.
Из табл. 2 видно, что качественные показатели отбеленного форпрессового масла, полученного из низкосортных семян хлопчатника по разработанной технологии (табл. 1), значительно выше, чем при использовании традиционной технологии. Это можно объяснить тем, что форпрессовое масло, предварительно осветленное МКГА, требует меньше расхода щелочи для ее нейтрализации. Осуществление данного процесса в две стадии, где на первой используется водный раствор каустической соды, а на второй - водный раствор силиката натрия, позволяет резко сократить омыление триацилглицеридов хлопкового масла, что положительно сказывается на повышении выхода целевого масла.
Конечно, определенное положительное влияние оказало и изменение параметров получения лепестка мятки и мезги, которые для III-IV сортов имеют свои оптимальные значения. Совершенствование технологии получения отбеленных форпрессовых масел, извлеченных из семян хлопчатника III-IV сортов, позволяет без особых капитальных затрат повысить эффективность производства хлопкового масла и его пищевую безопасность, что также важно сегодня для жировых продуктов питания.
Выводы. Качественные показатели отбеленного форпрессового масла, полученного из низкосортных семян хлопчатника по разработанной технологии, значительно выше, чем при традиционной. На первой стадии щелочной рафинации используется раствор NaOH, а на второй - водный раствор силиката
натрия, который по сравнению с первым менее активен. Внедрение двухста-дийного способа щелочной рафинации масел, получаемых из низкосортных семян хлопчатника, и их отбелки активированными глинами способствует снижению потерь ценного масла, щелочи и др. Опытно-производственное исследование разработанной технологии получения отбеленного форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника показывает повышение выхода масла на 3,8 % и улучшение его качества, согласно требованиям пищевой безопасности продуктов питания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сергеев, А.Г. Руководство по технологии и переработке растительных масел и жи-ров/А.Г. Сергеев [и др.]. - Л.: ВНИИЖ, 1975. -Т. 1. - Книга 1. - 727 с.
2. Арутюнян, Н.С. Технология переработки жиров/Н.С. Арутюнян [и др.]. - М.: Агром-промиздат, 1985. - 368 с.
3. Ржехин, В. П. Руководство по методам исследования, технологическому контролю и учету производства в масло-жировой промышленности/ В. П. Ржехин [и др.]. - Л.: ВНИИЖ, 1967. - Т. 2. - 423 с.
4. Салиханова, Д.С. Комплексная очистка хлопковых масел на угольных и глинистых адсорбентах/Д.С. Салиханова, Г.Э. Пардаев, И.Д. Эшметов, А.А. Агзамходжаев. - Ташкент: Нав-руз, 2016. - 160 с.
5. Ахмедов, А.Н. Совершенстовование технологии комплексной рафинации масел, полученных из низкосортных семян хлопчатника; дисс. ... канд. техн. наук. - Карши, 2012. - 110 с.
6. Ахмедов, А.Н. Эффективная технология переработки низкосортных семян хлопчат-ника/А.Н. Ахмедов, Ф.Э. Пардаев, Ф.У. Сува-
нова, С.А. Абдурахимов. - Ташкент: Навруз, 2019. - 129 с.
REFERENCES
1. Sergeev AG et al. Rukovodstvo po tekhnologii i prerabotke rastitelnikh masel i jirov [Guidelines for the technology and processing of vegetable oils and fats]. Leningrad: All-Union Research Institute of Fats. 1975. Vol. 1. Book. 1. 727 p. (In Russ.)
2. Arutyunyan NS et al. Tekhnologiya pererabotki jirov [Technology of processing fats]. Moscow: Agrompromizdat, 1985. 368 p. (In Russ.)
3. Rzhekhin VP et al. Rukovodstvo po metodam issledovaniya, tekhnologicheskomu kontrolyu i uchetu proizvodstva v maslo-zhirovoy promyshlennosti [Guide to research methods, technological control and accounting of production in the oil and fat industry]. Leningrad: All-Union Research Institute of Fats. 1967. Vol. 2. 423 p. (In Russ.)
4. Salikhanova DS, Pardayev GE, Eshmetov ID, Agzamkhodjayev AA. Kompleksnaya ochsitka khlopkovykh masel na ugolynykh i glinistykh adsorbentov [Comprehensive cleaning of cottonseed oils on corner and clay adsorbents]. Tashkent: Navruz, 2016. 160 p. (In Russ.)
5. Akhmedov AN. Sovershenstovovaniye tekhnologii kompleksnoy rafinatsii masel, poluchennykh iz nizkosortnykh semyan khlopchatnika [Improving the technology of complex refining of oils obtained from low-grade cotton seeds]. Tashkent, 2012. 110 p. (In Russ.)
6. Akhmedov AN, Pardayev FE, Suvanova FU, Abdurakhimov SA. Effektivnaya tekhnologiya pererabotki nizkosortnykh semyan khlopchatnika [An efficient technology for processing low-grade cotton seeds]. Tashkent: Navruz, 2019. 129 p. (In Russ.)
Авторы
Ахмедов Азимжон Нормуминович, канд. техн. наук Каршинский инженерно-экономический институт, 180100, Узбекистан, г. Карши, ул. Мустакиллик, д. 225, a.ahmedov80@mai1.ru Абдурахимов Саидакбар Абдурахмонович, д-р техн. наук, профессор Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, д. 32, saidakbar1953@yandex.ru
Authors
Azimzhon N. Akhmedov, Candidate of Technical Sciences
Karshi Engineering and Economic Institute, 225, Mustakillik str., Karshi,
Uzbekistan, a.ahmedov80@mai1.ru
Saidakbar A. Abdurakhimov, Doctor of Technical Sciences, Professor Tashkent Chemical and Technological Institute, 32, Navoiy str., Tashkent, Uzbekistan, saidakbar1953@yandex.ru
