СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАФИНИРОВАННОГО НЕДЕЗОДОРИРОВАННОГО ПОДСОЛНЕЧНОГО МАСЛА
METHOD OF PRODUCING REFINED NON-DEODORISED SUNFLOWER OIL

Изобретение относится к способам рафинации растительных масел реагентами и может быть использовано для очистки растительных масел на предприятиях масложировой промышленности.
Известен способ рафинации растительного масла (патент РФ на изобретение №2224786, «Способ рафинации растительного масла», опубл. 27.02.2004 г.), включающий последовательные этапы выведения фосфолипидов, свободных жирных кислот и воскоподобных веществ, осуществляемые путем смешения нерафинированного масла с водными растворами лимонной кислоты и хлорида натрия, экспозиции смеси, последующего ввода водных растворов лимонной кислоты и силиката натрия, экспозиции смеси, повторного ввода водного раствора силиката натрия и экспозиции смеси с последующим отделением рафинированного масла от осадка в поле гравитационных или центробежных сил.
Основным недостатком известного способа рафинации растительного масла является многоэтапность обработки масла реагентами, что увеличивает продолжительность цикла рафинации и соответственно уменьшает производительность периодической линии рафинации, а также обуславливает повышенные расходы реагентов.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ рафинации подсолнечного масла (патент РФ на изобретение №2377280, «Способ рафинации подсолнечного масла», опубл. 27.12.2009 г.). Известный способ предусматривает выведение фосфолипидов, восков и воскоподобных веществ, свободных жирных кислот и красящих соединений на стадии так называемой гелевой сорбции или сорбционной рафинации с последующими контрольными стадиями отбелки и вымораживания. Нерафинированное масло с температурой 16-20°C закачивают в нейтрализатор, перемешивают грабельной мешалкой и обрабатывают раствором лимонной кислоты. Затем масло обрабатывают водным раствором метасиликата натрия девятиводного. После ввода реагентов перемешивают масло в течение 45-60 минут, останавливают мешалку и производят отстаивание. Отстоявшееся масло, и выделенное масло из гелевого осадка, подают на контрольную отбелку и затем на вымораживание.
Основным недостатком известного способа являются достаточно продолжительные циклы закачки масла в аппарат, перемешивания и отстаивания масла на стадии сорбционной рафинации, что обусловлено совокупностью следующих причин. Во-первых, высокая вязкость масла при температуре ниже 20°C увеличивает продолжительность закачивания и перемешивания масла, но прежде всего, существенно увеличивается время его отстаивания после ввода реагентов. Во-вторых, предварительное применение раствора лимонной кислоты, т.к. ее ввод в масло при перемешивании приводит к гидратации фосфолипидов с образованием мелкодисперсной взвеси, что существенно увеличивает их время осаждения. Поэтому в дальнейшем при обработке масла водным раствором метасиликата натрия девятиводного (отношение метасиликата натрия девятиводного к воде 1:1,2-1,3) процесс осаждения достаточно длительный и, как показали производственные испытания, достигает до 15-18 часов для нейтрализатора с рабочим объемом масла 15-17 тонн.
Задачей изобретения является сокращение продолжительности стадии сорбционной рафинации.
Техническим результатом являются снижение энергетических затрат за счет уменьшения продолжительности циклов заполнения аппарата маслом, его перемешивания и отстаивания на стадии сорбционной рафинации и снижение энергетических затрат на охлаждение масла, а также исключение применения дорогостоящей лимонной кислоты.
Технический результат достигается тем, что в способе получения рафинированного недезодорированного подсолнечного масла, включающем стадию сорбционной рафинации, на которой обработку нерафинированного масла ведут раствором метасиликата натрия девятиводного, с отстаиванием и отделением осадка, контрольные стадии отбелки и вымораживания масла, а также фильтрацию масла, на стадии сорбционной рафинации обработку нерафинированного масла ведут водным раствором метасиликата натрия девятиводного концентрацией 50-60 мас.% при температуре масла 20-50°С.
В изобретении выведение свободных жирных кислот, фосфолипидов, восков и воскоподобных веществ и красящих соединений из масла при обработке водным раствором метасиликата натрия девятиводного концентрацией 50-60 мас.% обеспечивается за счет высокой хемосорбционной способности развитой межфазной поверхности неорганического мономера (полимеризованной группировки ионов) с коллоидной природой его водного раствора, что в большей степени проявляется при концентрации 50 мас.% и выше (в прототипе отношение метасиликата натрия девятиводного и воды 1 к 1,2-1,3, т.е. концентрация составляет 46,5-43,5 мас.%). Следует иметь ввиду, при температуре 30°С коэффициент динамической вязкости подсолнечного масла составляет 38,2 мПа·с, а при 18°С равен 64,8 мПа·с (прототип), т.е. больше, чем в 1,5 раза, что позволяет сократить продолжительность заполнения аппарата маслом, подаваемым насосом, перемешивание мешалкой масла в аппарате и существенно уменьшить продолжительность отстаивания, т.к. скорость осаждения частиц обратно пропорциональна динамической вязкости среды. Кроме этого, плотность раствора метасиликата натрия девятиводного больше, чем в прототипе. Совокупность вышеуказанных факторов позволяет сократить продолжительность заполнения аппарата маслом, подаваемым насосом, перемешивание мешалкой масла в аппарате и существенно уменьшить продолжительность отстаивания, т.к. скорость осаждения частиц обратно пропорциональна динамической вязкости сплошной среды и прямо пропорциональна разности плотностей частички и среды. Поэтому снижение продолжительности циклов на стадии сорбционной рафинации, а также уменьшение затрат на охлаждение масла позволяет в целом существенно снизить энергетические затраты.
Таким образом, совокупность указанных признаков в формуле изобретения позволяет достичь желаемый технический результат.
В производственных условиях прессовое нерафинированное масло с кислотным числом 1,24-2,72 мг КОН/г, цветным числом 16-18 мг йода, массовой долей фосфолипидов 0,51-0,65% и влажностью 0,2-0,3% закачивали в нейтрализатор в количестве 15,5 тонн (±20 кг) с температурой 20-50°C. Затем масло обрабатывали водным раствором метасиликата натрия девятиводного концентрацией 50-60 мас.% в количестве, обеспечивающем выведение свободных жирных кислот и других сопутствующих веществ с избытком 10-30%, перемешивали в течение 25-40 мин и отстаивали 5,5-10 ч. Увеличение температуры масла более 50°C нецелесообразно, т.к. многочасовое отстаивание может привести к увеличению перекисного числа, что особенно нежелательно, если исходное масло было с повышенным значением перекисного числа. После отстаивания масло фильтровали на пластинчатом фильтре с предварительной намывкой фильтрующего слоя суспензией, приготовленной из масла и фильтровального порошка (сорбента). При получении масла как готовой продукции его охлаждали до требуемой температуры.
Заявляемый способ поясняется примерами из условий производственной апробации, приведенными в таблице 1.
Таблица 1
Наименование показателей
Прототип
Заявляемый способ
1
2
3
4
Количество масла, кг
15500
15500
15500
15500
15500
Концентрация водного раствора метасиликата натрия девятиводного, %
43,5 (1:1,3)
60 (1:0,66)
50 (1:1)
60 (1:0,66)
50 (1:1)
Температура масла, °C
18
20
23
30
50
Вязкость масла, мПа·с
64,8
58,9
51,3
38,5
20,5
Продолжительность заполнения аппарата и ввода реагентов, мин
75
60
57
43
28
Продолжительность перемешивания масла после ввода реагентов, мин
45
40
40
30
25
Продолжительность отстаивания, ч
14
9,5
10
7,3
5,5
Кислотное число масла, мгКОН/г
0,16
0,09
0,14
0,08
0,11
Массовая доля фосфолипидов, %
отсутств.
отсутств.
отсутств.
отсутств.
отсутств.
Влажность масла, %
0,08
0,05
0,08
0,05
0,06
Цветное число, мг йода
9
6
8
5
6
Перекисное число, ммоль активного кислорода/кг
3,5
3,5
3,4
3,6
3,8
Как видно из таблицы 1, апробация в производственных условиях предлагаемого способа получения рафинированного недезодорированного подсолнечного масла по сравнению с прототипом позволяет, во-первых, сократить продолжительность циклов закачивания масла в аппарат, перемешивания и существенно продолжительность отстаивания, что обеспечивает снижение энергетических затрат, а также увеличить производительность периодической линии рафинации масла, во-вторых, уменьшить затраты на охлаждение масла почти в два раза (в прототипе масло охлаждают до температуры 16-20°C), так как полученное в прессовом цехе нерафинированное масло с температурой 80-90°C согласно требованиям технологии с целью снижения окислительных процессов его охлаждают до 40°C и далее откачивают на хранение или на рафинацию. С другой стороны, при меньших энергозатратах можно рафинировать масло, которое находилось на хранении или поступило от других производителей с температурой 20°C и выше. В-третьих, предлагаемый способ позволяет исключить применение дорогостоящей лимонной кислоты. При этом значения качественных показателей, получаемого масла, заметно меньше предельных значений для масла подсолнечного рафинированного недезодорированного по ГОСТ Р 52465-2005. Применение раствора метасиликата натрия девятиводного концентрацией более 60% не приводит к заметному изменению качественных показателей получаемого подсолнечного масла.