УСТАНОВКА ПО УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МАСЛОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ СЫРЬЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Полезная модель относится к оборудованию для эфиромасличной промышленности и может быть использована для переработки растительного сырья с целью получения фосфолипидов для разных отраслей промышленности.
Соапсток (отходы переработки растительных масел - подсолнечного, соевого, рапсового) содержит водный раствор мыл, масла, соединения фосфора, красящие вещества, минеральные и механические примеси и др. Примерный состав соапстока, получаемого при рафинировании подсолнечного, хлопкового масел и гидрированного жира, % по массе: жир 8-50%, в т.ч. мыльный жир 8-30%, нейтральный жир 1-20%, вода-до 70% и различные нежировые компоненты 50-92%, в том числе небольшие количества непрореагировавшего NaOH, NaCl, красящих веществ, фосфатидов, белков и углеводов. Наличие фосфолипидов в "сыром" нерафинированном масле в количестве 0,4-0,6% (в соответствии с ГОСТ, а в реальной практике - 0,8-1,2%) приводит к образованию на маслодобывающих заводах значительного количества баковых отстоев (фузистого масла), которое, практически, не имеет рентабельного сбыта, а при длительном хранении становится практически невостребованным и требует утилизации. Рафинация же масел с высоким содержанием фосфатидов на перерабатывающих предприятиях приводит к значительным потерям масла с гидратационным осадком (1,5 Ф-1,75 Ф), который, как правило, смешивается с соапстоками, что значительно снижает потребительскую ценность последних.
Общий принцип процесса утилизации соапстока заключается в последовательной обработке соапстока щелочами и неорганическими соединениями кальция. Образующийся в результате осадок отфильтровывается, отжимается и высушивается. Слабоокрашенный солевой водный раствор не представляет экологической опасности и может быть слит в канализацию. Соапсток относится к 5-му классу опасности отходов, в связи с чем его реализация, транспортировка, хранение, переработка и утилизация не требуют лицензии на работу с отходами. Его реализуют МЭЗ (маслоэкстракционные заводы), покупателями являются производители мыла, шампуней и других моющих средств. Если качество соапстока не позволяет его дальше перерабатывать в связи с низким содержанием жирных кислоты и полезных примесей, то МЭЗы оплачивают услуги по его утилизации.
Экономически целесообразным решением этой проблемы является оборудование заводов установками для гидратация отходов переработки масел с последующим получением фосфатидного концентрата. Установки для получения фосфатидного концентрата (в контрактах - "лецитин") в 80-ые годы были установлены на ряде маслодобывающих предприятий. В связи с невысоким качеством фосфатидных концентратов, которые получали на установках при маслоэкстракционных заводах, и падением спроса на фосфатидные концентраты в 90-е годы производство их практически прекратилось.
Фосфатидный концентрат получают по стандартной технологии выпаривания сухого остатка из соапстока.
Примеры таких технологий отражены ниже.
Известна установка для переработки растительного сырья, содержащая, установленный на двухколесном прицепе с возможностью углового поворота, контейнер с бартомерами для острого пара, расположенными под сеткой для размещения растительного сырья, и съемной крышкой, сообщенной паропроводом с холодильником, который через патрубок для отвода дистиллята, снабженный средством предотвращения пробкообразования масла в нем, сообщен с сепаратором. Бартомеры для острого пара расположены в двух перпендикулярных оси контейнера плоскостях, а в крышке установлен дополнительный бартомер (патент RU 208644).
Известна установка для переработки зелени пихты, выбранная в качестве прототипа, содержащая паровой котел, установленную на нем загрузочную емкость, охладитель и разделитель. Охладитель посредством трубопровода соединен с паровым котлом для подпитки последнего горячей водой и имеет обогреваемую емкость для размещения в ней пихтового экстракта (патент RU 2135556). Известна установка для переработки растительного сырья (патент RU 2236442), содержащая парообразователь, емкость для растительного сырья, охладитель, соединенный с парообразователем трубопроводом для подпитки последнего горячей водой, отличающаяся тем, что емкость для растительного сырья имеет общую стенку с парообразователем, содержащим установленную внутри топку, труба которой расположена в пароподогревателе, причем парообразователь соединен с парораспределителем, выполненным в виде равноудаленных паропроводящих штанг с равномерно расположенными по всей длине отверстиями, установленным в емкости для растительного сырья, содержащей кассеты для укладки растительного сырья. Наиболее близким решением является технология получения пищевого лецитина, технологическая схема которой показана на [http://www.apk-inform.com/ru/oilprocessing/59068#.UEdntKM1N8E]. Установка содержит емкость фосфатидного концентрата, центробежный насос, экстрактор, емкость изопропилового спирта, нутч-фильтр, емкость, аэровибросушилку, емкость раствора масла в изопропиловом спирте, шестеренчатый насос, куб колонны, ректификационная колонна, теплообменник, емкость, сборники изопропилового спирта, конденсатоотводник. Недостатками известных решений являются присутствие в технологической цепочке органических растворителей, что дает на выходе продукт не достаточно высокого качества (с остаточными растворителями) и высокой себестоимости. Также извлечение фосфолипидов производится с использование в качестве экстрагента воды, что также снижает качество конечного продукта и обеспечивает высокие эксплуатационные затраты. У нас экстрагент - вода, как раз подчеркиваем это как преимущество, поскольку в готовом продукте отсутствуют следы ацетона, в отличие технологии извлечения с помощью ацетона или других расворителей.
Технический результат полезной модели состоит в возможности получать продукт более высокого качества (без остаточных растворителей) и более низкой себестоимости.
Указанный технический результат достигается за счет того, что установка по утилизации отходов производства маслоперерабатывающего предприятия, содержащая модуль водоподготовки, накопительную емкость чистой воды, емкость хранения и подогрева установки по переработке углеводородного сырья, экстракционную колонну, отличающаяся тем, что содержит модули вакуумной фильтрации, ультрафильтрационный погружной насос, обратноосмотический погружной модуль, причем установка по переработке углеводородного сырья соединена трубопроводом с аппаратом абсолютного смешения в виде трубки Вентури, который соединен с накопительной емкостью чистой воды, а обратноосмотический погружной модуль соединен с вакуум-выпарным аппаратом, функцией которого является обезвоживание, при формировании твердого продукта.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показана блок-схема установки, где 1 - модуль водоподготовки, 2 - модуль вакуумной фильтрации, 3 - накопительная емкость чистой воды, 4 - аппарат идеального смешения (эжектор), 5 - емкость хранения и подогрева установки по переработке углеводородного сырья, 6 - экстракционная колонна, 7 - ультрафильтрационный погружной насос, 8 - модуль вакуумной фильтрации, 9 - обратноосмотический погружной модуль, 10 - вакуум-выпарной аппарат.
На начальном этапе подаваемую через водопровод воду в модуль водоподготовки (1) очищают через модуль вакуумной фильтрации (2), и далее в накопительную емкость чистой воды (3).
Соапсток представляет собой отходы производства растительных масел, образующийся при их рафинации, отстой, образующийся в результате щелочного рафинирования растительных масел и жиров в жироперерабатывающей промышленности; относится к категории возвратных отходов. Соапсток, находясь в емкости хранения (5) и подогрева установки по переработке углеводородного сырья, нагревается до 60°С для уменьшения вязкости и подается самотеком в аппарат идеального смешения (4) (эжектор), выполненный в виде трубки Вентури с оптимизированной геометрией сопла, где смешивается с предварительно нагретой до 60°С обессоленной водой из емкости (3). В результате смешения образуется эмульсия фосфатидного концентрата в воде. В качестве емкости хранения (5) и подогрева установки по переработке углеводородного сырья может использоваться установка по переработке углеводородного сырья типа ФУС [см. http://kulibinka.narod.ru/images/pasport.doc]. ФУС - фракционирующая установка может использоваться для отделения от масел фракций легких углеводородов с концом кипения 150°C и фракций тяжелых углеводородов с концом кипения 360°C, которые используются в качестве автомобильного бензина и дизтоплива. Оставшиеся фракции, используются в качестве топочного мазута. Технологическая схема фракционирования включает в себя установку для нагрева и отпарки легких и тяжелых углеводородов с одновременной их ректификацией и конденсацией, блок насосов, блок горизонтальных емкостей, насосы охлаждающей воды, раздаточные колонки. Соотношение воды подбирается в зависимости от содержания фосфолипидов в концентрате. Далее следует выдержка эмульсии при постоянной температуре в колонне отстойнике. В экстракционной колонне (6) происходит массообмен фосфолипидов, между масляной и водяной фракциями. При достижении концентрационного равновесия, выдержка прекращается и весь объем эмульсии подается посредством ультрафильтрационный погружной насоса (7), выполняющего роль мембранной очистки, на вакуумную ультрафильтрацию (8) с ограничением верхнего предела отсечения ММ. Масляная фракция, высоко-молекулярные соединения, механические примеси, волокна остаются в примембранном пространстве и сбрасываются на переработку или утилизацию. Отфильтрованная водная фракция остается содержит от 5 до 30% растворенных фосфолипидов и низкомолекулярной органики. На этом этапе происходит стерилизация продукта (в случае, если сырье содержит бактерии, дрожжи, плесени). Фильтрат после первой ступени подается на следующую ступень нанофильтрации, где из раствора убираются низкомолекулярные продукты, соли и происходит процесс концентрирования, за счет отвода воды из фильтрата. Процесс продолжается до нужной степени концентрирования фосфолипидов, а затем продукт из примембранного слоя сбрасывается в емкость усреднения, представляющую собой обратноосмотический погружной модуль (9). Фильтрат сбрасывается в канализацию. Из емкости усреднения (9) продукт поступает либо сразу на упаковку, в случае жидкого продукта, либо на вакуум-выпарной аппарат (10), где полностью обезвоживается, в случае твердой формы выпуска продукта (в виде гранул или порошка). Предложенная схема выгодно отличается от имеющихся на данный момент схем извлечения фосфолипидов, отсутствием в технологической цепочке органических растворителей, что позволяет получить продукт более высокого качества (без остаточных растворителей) и более низкой себестоимости. Главным преимуществом разработанного метода утилизации отходов маслоперерабатывающего производства является извлечение фосфолипидов с использование в качестве экстрагента воды (в отличие от используемого ацетона), а также применения процессов мембранного разделения и концентрирования, что позволяет получать товарные продукты высочайшего качества при низких эксплуатационных затратах.
Потребляемая мощность установки не более 1.3 КВт, необходимо наличие систем водоснабжения и канализации.
Предполагаемая степень извлечения фосфатидов из сырья (ФУСов) до 80%.
Все стандартное оборудование, используемое в установке, сертифицировано. Часть оборудования (фильтрационные модули) изготавливается в заводских условиях и имеет высокое качество. Система управления модулями построена на основе пневматического управления - максимально надежна и неприхотлива. Предлагаемая технология позволяет получить фосфатидный концентрат с кислотным числом 26-28 (мг КОН), перекисным числом (МэВ O2) 1,8, цветным числом по Гарднеру 9,7. Эти характеристики соответствуют лецитинам импортного производства и превосходят российские аналоги, получаемые в результате переработки сои.