СПОСОБ ОЧИСТКИ МАСЛА РАСТИТЕЛЬНОГО
TREATMENT METHOD OF VEGETABLE OIL

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способу очистки сырого растительного масла механическими средствами.
Любые сырые растительные масла содержат некоторое количество примесей, жирорастворимых веществ, увлекаемых при разрыве жиросодержащих клеток в процессе получения масла-сырца. Некоторые из этих примесей оказывают негативное влияние на вкус, запах, внешний вид масла и его хранение.
Так, наличие фосфатидов в сырых маслах приводит к ряду неудобств. При наличии воды они гидратируются и образуют осадки, которые разлагаются с течением времени. Опыт показал, что масло, плохо очищенное от фосфатидов, окисляется и быстро приобретает неприятный вкус. Фосфатиды часто связаны с тяжелыми металлами (такими как кальций, магний, железо, медь), которые являются катализаторами окисления.
Фосфатиды также являются термически нестабильными веществами, которые при их разложении при высокотемпературном разложении приводят к потемнению масла. Наконец, фосфатиды являются поверхностно активными веществами, и их неполное удаление в начале рафинирования приводит к образованию пены и эмульсий и, следовательно, к потерям масла.
Масла, содержащие мало фосфатидов (например, пальмовое масло и лавровое масло), очищают сухой очисткой, т.е. путем добавления кислоты для их разложения и отбельной земли для их фиксации на ней (патент US 4698186).
Масла, полученные при давлении и/или экстракцией с помощью растворителя (например, соевое, рапсовое, подсолнечное масла), напротив, очень сильно обогащены фосфатидами, их обычно очищают химически. Этот тип очистки имеет несколько недостатков, одним из которых является образование "мыльных отходов", представляющих собой смесь масла и мыла.
«Мыльные отходы» требуют переработки, и это приводит к потерям масла и дополнительным затратам.
Общее содержание фосфатидов в этих сырых маслах может быть снижено с помощью водной очистки. Для этого масло перемешивают в присутствии воды при 80°С, вызывая гидратацию и флокуляцию фосфатидов, которые затем могут быть отделены декантацией или центрифугированием. Негидратирующиеся фосфатиды, которые являются комплексами фосфатидной кислоты и фосфатидилэтаноламина, ассоциированными с двухвалентными ионами (такими как кальций, железо, магний), удаляются с помощью специальной очистки различными путями.
Одним из путей является кислотная очистка, которая заключается в разрушении фосфатидного комплекса с помощью кислоты с последующей его гидратацией. Однако конечные результаты в значительной мере зависят от качества масла-сырца.
Для улучшения кислотной очистки она может быть дополнена вторым циклом охлаждения и добавлением воды или каустической соды. Кислотное рафинирование, при котором фосфатидные комплексы диссоциируют под действием кислоты, а затем превращаются в присутствии каустической соды в легко гидратирующиеся натриевые комплексы (патенты US 4698185 и ЕР 0349178).
Для получения масел с низким содержанием железа и фосфатидов в описанных способах требуется интенсивное перемешивание и трехкратная обработка центрифугированием. Это делает способ продолжительным, сложным и дорогостоящим.
Обзор предшествующего уровня техники показал, что для повышения эффективности удаления сопутствующих маслу веществ, в том числе фосфатидов, в процессе очистки используются кислоты, основания и адсорбенты. Они помимо усложнения технологического процесса, повышения себестоимости готового продукта, образования больших отходов и потери масла-сырца, также приводят к потери фосфатидов, являющихся ценным сопутствующим веществом.
Задачей изобретения является создание комплексного высокотехнологичного способа и технологического оборудования очистки масла-сырца без использования кислот, оснований и адсорбентов.
Технический результат - получение экологически чистого масла растительного высокого качества, увеличение его выхода и снижение себестоимости, упрощение процесса вывода фосфатидов, уменьшение количества потерь ценных биологических веществ и получение дополнительного продукта в виде фосфатидного концентрата.
Негидратируемые фосфатиды - фосфатидные кислоты и их соли с металлами - являются ингибиторами осаждения восков. После разрушения негидратируемых фосфатидов воски коагулируются, затем фосфатиды, воски и твердые частицы отделяются в поле центробежных сил.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки масла растительного в поточном режиме, предусматривающем последовательно осуществляемые стадии удаления из масла сопутствующих веществ, на первой стадии масло растительное подвергают вакуумной обработке для отделения влаги и ароматических веществ, на второй - механической обработке в вибродиспергаторе (виброактиваторе) путем воздействия на масло амплитудно-частотной энергией гидроударных волн и кавитации. Такое воздействие приводит к разрушению структуры негидратируемых фосфатидов, переводя их в разряд гидратируемых веществ. На третьей - вводят воду и подвергают механической обработке масляно-водную смесь, отделяя гидратированные вещества в виде фосфатидной эмульсии в поле центробежных сил, и на четвертой - подвергают вакуумной обработке, отделяя остатки влаги и ароматических веществ, при этом на второй и третьей стадиях для механической обработки используют средства вибродиспергирования, действующие на основе гидродинамического воздействия вибрирующим излучателем.
Для повышения эффективности очистки неочищенное масло растительное перед первым этапом может быть предварительно нагрето до температуры от 70 до 90°С.
Способ может быть осуществлен в линии, состоящей из двух систем удаления из масла ароматических веществ и влаги, действующих на основе вакуумирования, из которых одна соединена с трубопроводом очищаемого масла, другая с трубопроводом выдачи очищенного масла, и размещенных между ними по ходу подачи масла системы удаления из масла негидратируемых веществ, системы ввода воды и системы удаления из масляно-водной смеси гидратированных веществ в виде фосфатидной эмульсии, при этом системы удаления негидратируемых и гидратируемых веществ состоят из механических смесителей, которых в каждой системе один и более, предпочтительно два, и, у которых последний выходным трубопроводом соединен с соответствующим центробежным сепаратором, снабженными трубопроводами для выпуска удаляемых веществ, а выполнены механические смесители в виде виброакустических диспергаторов, которые действуют на основе гидродинамического воздействия вибрирующего излучателя и у которых со стороны входного и выходного трубопроводов размещены насосы, обеспечивающие заданную величину давления.
На чертеже схематично изображена линия для очистки масла растительного в соответствии с настоящим изобретением.
Линия содержит две системы удаления из масла ароматических веществ и влаги в виде вакуумных разделителей сред 1, 2. Вакуумный разделитель сред 1 входным трубопроводом соединен с трубопроводом подачи неочищенного масла. Вакуумный распределитель 2 выходным трубопроводом соединен с трубопроводом выдачи очищенного масла. В вакуумных разделителях 1, 2 осуществляются первая и четвертая стадии очистки, на которых отделяют влагу и ароматические вещества.
Между вакуумными разделителями сред 1, 2 в трубопроводной магистрали по ходу подачи очищаемого масла размещены:
- два механических смесителя 3, 4 и центробежный сепаратор 5, образующие систему, где осуществляется вторая стадии очистки - удаление из масла негидратируемых веществ - воски, стеарины, пигменты и др.;
- система дозированной подачи воды 6, которой перед проведением третьего этапа очистки в масло вводят воду в количестве от 0,5 до 3% к его массе;
- два механических смесителя 7, 8 и центробежный сепаратор 9, образующие систему, где осуществляется третья стадия очистки - удаление из масляно-водной смеси гидратированных веществ в виде фосфатидной эмульсии. Фосфатидная эмульсия из сепаратора 9 направляется на получение дополнительного продукта в виде фосфатидного концентрата.
Каждая пара механических смесителей 3, 4 и 7, 8 присоединены к трубопроводу магистрали подачи очищаемого масла параллельно и имеют общие входной и выходной трубопроводы.
Механические смесители 3, 4 и 7, 8 выполнены в виде виброакустических диспергаторов, каждый из которых действует на основе гидродинамического воздействия вибрирующего излучателя при заданной величине давления внутри камеры смешивания. Для этого со стороны входного и выходного трубопроводов смесителей 3, 4 и 7, 8 размещены насосы соответственно 10, 11 и 12, 13. Они обеспечивают заданную величину давления внутри камер диспергаторов. Вибрирующий излучатель (не показан), взаимодействующий с потоком очищаемого масла, может быть выполнен, например, в виде пластины, воздействующей на масло энергией гидроударных волн и кавитацией.
На второй стадии такое воздействие приводит к разрушению структуры негидратируемых фосфатидов, переводя их в разряд гидратируемых веществ. Негидратируемые фосфатиды - фосфатидные кислоты и их соли с металлами - являются ингибиторами восков. После разрушения негидратируемых фосфатидов воски коагулируются и отделяются в поле центробежных сил.
На третьей стадии такое механическое воздействие позволяет осуществлять процесс вибродиспергирования масла, отделяя гидратированные вещества в виде фосфатидной эмульсии в поле центробежных сил.
В качестве средств вибродиспергирования используются гидродинамические излучатели по патентам на полезную модель №77795, МПК B01F 11/02, 2006.01 и №25694, 7 B01F 11/02.
Конструкции таких виброакустических устройств приведены, например, в описании полезной модели RU 25427 U1, МПК В01F 11/02, 2002.10.10.
Использование в процессе осуществления способа очистки растительного масла вакуумного и механического методов воздействия в описанной выше последовательности и с помощью описанных выше средств позволяет удалять из неочищенного масла сопутствующие ему вещества, без использования химических реагентов, получая экологически чистое масло растительное высокого качества. При этом, по сравнению с известными аналогами, увеличивается выход и снижается себестоимость очищенного масла. Упрощается процесс вывода фосфатидов, уменьшается количество потерь ценного продукта в виде фосфатидного концентрата.