Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла

Согласно машинно-аппаратурной схеме, очищенное зерно поступает на установку замочных чанов. Емкость чанов определяется в основном мощностью предприятия. Чан представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с конусным днищем, оснащенный паровыми подогревателями и циркуляционными насосами, а также ситовыми аппаратами для отделения гидротранспортерной воды от зерна. Процесс замачивания ведется по принципу противотока. Заключается этот метод в том, что свежая сернистая кислота подается в чан с уже замоченным зерном.

Затем замоченное зерно поступает на дробилки первого дробления зерна. Кашка из дробилки первого дробления самотеком направляется в сборник, с которого насосом подается для выделения зародыша на гидроциклоны первой ступени, откуда после сита отцеживания направляется на второе дробление. Из сборника кашка поступает на гидроциклоны второй ступени и на сито. Выделенный на гидроциклонах зародыш направляется в блочную станцию отцеживания и промывания ,которая стоит из дуговых сит, оснащенных колосниковообразной сеткой, промытый зародыш подается в барабанную сушилку для обезвоживания. Выделенные зародыши, пройдя вибрационный сепаратор для очистки сырья от примесей, поступает на вальцовый станок для измельчения зародышей. Откуда мятка непрерывно подается на маслопресс. Полученное масло фильтруется на фильтр-прессе.

Полученный жмых после форпрессования подвергается дальнейшей обработки - измельчения на молотковой дробилке и лепесткования на плющильном станке. Затем полученный материал подвергают влаготепловой обработки в трехчанной жаровне, после чего отправляется в экстрактор. Из мисцеллы и шрота, полученных в процессе экстрагирования, растворитель отгоняется в дистеляторе и шнековом испарителе соответственно.

Операторная модель производства кукурузного масла

Согласно технологической схеме рафинации масел и жиров была смоделирована операторная модель, которая отражает процессы, происходящие с сырьем в ходе каждой стадии технологического процесса.

Весь технологический процесс производства был разделен на 3 системы. Каждая система включает в себя ряд технологических операций.

Подготовка сырья к производству

1.1 – замачивание кукурузного зерна;

1.2 – предварительное дробление;

1.3 – окончательное дробление;

1.4 – промывание и сушка;

1.5 – хранение кукурузных зародышей.

2 – получение масла способом «холодный отжим»

2.1 – подготовка зародышей к прессованию;

2.2 – получение масла и его фильтрация.

Получение масла способом экстракции

3.1 – подготовка форпрессового жмыха к экстракции;

3.2 – экстракция;

3.3 – отгонка растворителя.

Каждую технологическую операцию иллюстрирует соответствующий оператор (например, повышение или понижение температуры, измельчение, смешивание и т. д.). Операторы в свою очередь соединены линиями (стрелками), направления которых указывают на направления материальных потоков (полуфабрикатов, сырья).

Расчет производительности технологического оборудования

Для расчета производительности принимаем необходимую производительность основного оборудования 4 тонны в сутки.

Таблица 4 Результаты расчетов основного технологического оборудования

Название оборудования Фактическая производительность А, т/цикл Коэффициент использования оборудования Число единиц оборудования
Маслопресс ПХП-200 4,8 0,83
Фильтр-пресс Ш4-ВФП-12/М 4,8 0,83
Экстрактор Типа Олье 0,08

Вопросы и задания для контроля знаний

1. Опишите двухпарную плющильную вальцовку

2. Опишите пятивальцовый станок ВС-5

3. Какие вы знаете жаровни?

4. Опишите устройство маслопресса МП – 68

5. Опишите экстрактор Олье

6. Опишите ленточный экстрактор МЭЗ

7. Какие этапы включает в себя технология производства кукурузного масла?

8. Назовите технические данные вибрационного сепаратора СПВ-01

9. Назовите технические данные вальцового станка Р6-ВС

10. Назовите технические данные маслопресс ПХП-200

11. Какие вы знаете машины для производства кукурузного масла?

12. Назовите технические характеристики фильтр-пресса Ш4-ВФП-12/М

13. Опишите Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла

14. Какие показатели нужны для расчета производительности технологического оборудования


Лабораторная работа № 12.

Тема: Схемы при получении масла и шрота из семян рапса

Цель –изучить схемы при получении масла и шрота из семян рапса

Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №1 - открытая онлайн библиотека Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №2 - открытая онлайн библиотека

Рис. 1 Схема получения масла и шрота из семян рапса:

1- очистка семян от инородных примесей; 2 - измельчение семян на вальцевых дробилках; 3 - пропаривание семян; 4 - выделение масла прессами (содержание масла в семенах снижается с 40 до 15-17%); 5 - центрифугирирование жмыха (содержание масла снижается с 15 до 1%); 6 - удаление растворителя; 7 - сушка шрота; 8 - получение дегуммированного масла; 9 - рафинирование

Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №3 - открытая онлайн библиотека Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №4 - открытая онлайн библиотека

Рис. 2 Технологическая схема переработки семян рапса:

1 - автомобилеподъемник; 2 - нория; 3 - семяочистительная машина; 4 - бункер активного вентилирования; 5 - магнитный блок; 6 - вальцовый стан; 7 - жаровня; 8 - пресс; 9 - бункер для жмыха; 10 - бак для масла; 11 - бак для отстоя масла; 12 - пресс-фильтр

Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №5 - открытая онлайн библиотека

Рис.3 Пресс-камера маслоотделяющая ПК-200:
1, 8, 10 - кольцо; 2, 5 - фланец; 3 - гайка; 4 - шайба концевая; 7,9 - шнек; 11 - корпус; 12 - кожух; 13,14 - прижимная планка;

15 - зеерная планка; 16 - лоток

Вопросы и задания для контроля знаний

1.Опишите схему получения масла и шрота из семян рапса

2.Что входит в технологическую схему переработки семян рапса?

3.Опишите устройство пресс-камеры маслоотделяющая ПК-200


Лабораторная работа № 13.

Тема: Технология получения соевого масла

Цель –изучить технологию получения соевого масла

При переработке соевых бобов необходимо использовать только тщательно очищенные, здоровые, зрелые, желтые семена, калиброванные по размеру.

Для масличных растений одним из основных биохимических критериев, связанных с качеством белкового комплекса семян, служит изменение кислотного числа масла семян (ядра). При возрастании его выше 1,5-2,0 мг КОН уменьшается общее содержание сырого протеина в семенах, усиливаются процессы гидролитического расщепления белков, что приводит к уменьшению содержания перевариваемого и усваиваемого протеина. Показатель влажности семян должен быть на уровне 10-13%. Этот показатель в определенной степени гарантирует сохранность качества белковой части семян при хранении, а также сравнительно низкий уровень развития микрофлоры, которая может быть причиной микробиологической порчи ценных компонентов семян и источником заражения пищевых белковых продуктов токсинами. Содержание посторонних примесей должно быть 1-2%, а битых семян 3-10 %, для того, чтобы снизить возможность заражения семян микрофлорой. Содержание протеина в зернах должно быть не менее 36%.

Основные характеристики хорошего качества семян сои представлены в таблице 1.

Показатель Число
Кислотное число масла семян (ядро), мг KOH 1,5 - 2
Влажность, % (не более) 10 - 13
Содержание посторонних примесей, % (не более) 1 - 3
Масличность на СВ (сухое вещество), % 18 - 20
Содержание протеина на СВ, % (не менее) 36 - 41
Содержание клетчатки на СВ, % (не более)
Содержание золы на СВ, % (не более)
Индекс растворимости NSI (не менее)
Плесени не допускаются  

В России существуют два основных способа переработки сои: на масло и шрот, и на соевые молочные продукты (рисунок 1). При этом как уже было сказано ранее, основная масса соевых бобов идет на переработку с целью получения масла и шрота. Соя может также перерабатываться на кормовые цели без выделения масла, с получением экструдированной и или тостированной сои.

Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №6 - открытая онлайн библиотека

Рис. 1. Направления переработки соевых бобов в России

Для получения соевого масла и шрота используют два наиболее распространенных способа переработки соевых бобов: химический (экстракция) и механический (прессование).

В настоящее время технология двойного прессования масличных семян переживает «второе рождение», так как в сравнении с экстракцией сохраняет натуральные свойства продукта, отличается экологической чистотой и безопасностью, а также меньшей энергоемкостью. В Швеции и некоторых других странах ЕС масло, получаемое в процессе экстракции растворителями, больше не используется для очистки и производства салатного масла или маргарина в целях реализации на внутреннем рынке, а экспортируется в другие страны с менее строгими правилами.

В России соевый шрот и масло на заводах получают в основном по схеме форпрессование-экстракция (рисунок 2), когда на прессах производят предварительный съем масла перед экстракцией. При этом образуется соевый жмых (на рисунке – жирный соевый лепесток) и масло. Сложность процесса прессования заключается в том, что необходимо выдерживать мягкие режимы подготовки материала к прессованию, иначе увеличивается масличность жмыха, ухудшается цветность масла.

Полученный жмых после прессов подвергается измельчению на дробилках и далее направляется на плющение для получения лепестка или в виде крупки поступает на экстракцию, которую проводят с помощью специальных растворителей (спирт и др.), при этом из жирного лепестка извлекаются остатки масла и получается соевый шрот. Далее проводят отгонку растворителя из шрота на тостерах-испарителях чанного типа.

Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №7 - открытая онлайн библиотека

Рис. 2. Схема переработки соевых бобов с использованием метода формпрессование-экстракция

По этой схеме на имеющемся оборудовании в России можно получают только тостированный соевый шрот и из него возможно получение тостированной соевой муки.

Эффективная отгонка растворителя из шрота после экстракции - достаточно сложный процесс. Технологию получения тестированного шрота для кормовых целей можно разделить на несколько стадий: удаление растворителя из шрота с доведением его в шроте не более 0,08 - 0,1%; инактивация ингибитора трипсина и снижение активности уреазы до значений менее 0,2 единиц рН. Возможна также дальнейшая переработка тостированного соевого шрота путем его размола и образование тостированной соевой муки. Для получения высококонцентрированных соевых белков, таких как изоляты и концентраты, необходимо специальное оборудование, которое позволяет получить полностью обезжиренный соевый лепесток. Обезжиренный соевый лепесток обладает высоким содержанием водорастворимого протеина. В нашей стране пока отсутствует промышленное производство белого лепестка, развитие направления переработки сои с получением пищевых белков базируется практически полностью на импортном сырье. Еще один способ обработки соевых бобов это – экструдирование, в результате которого получается полножирная экструдированная соя. Экструдирование - это сложный физико-химический процесс, который протекает под действием механических усилий при условии присутствия влаги и высокотемпературного воздействия. В процессе экструдирования сои уровень активности уреазы снижается до 0,1-0,2 ед pH , что позволяет инактивировать антипитательные свойства данного продукта до безопасного уровня. Основные технологические свойства полножирной экструдированной сои зависят от температуры обработки, времени пребывания продукта в камере пресса и предварительной подготовки семян сои. В результате экструдирования 1 кг сои получается дополнительная обменная энергия, эквивалентная 100 г растительного масла и высокодоступный белок. Это следствие деструкции крахмала на более простые сахара и кратковременного теплового воздействия на продукт, а также разрыва клеточных оболочек. Полножирная экструдированная соя является идеальным сырьем для производства концентратов, поскольку вносит в концентрат самое главное - дешевую энергию и полноценный протеин. Практически, добавив к сое витамины, минералы, аминокислоты и ферменты, можно получить высокоэффективный белково-витаминно-минеральный концентрат (представляет собой однородную смесь высокобелковых кормовых средств, минеральных и биологически активных веществ). Если в хозяйствах имеется свое дешевое сырье и возможность смешивать ингредиенты, то использование такого рода концентратов позволяет в условиях кормоцехов получить недорогой, но качественный комбикорм и достигнуть высоких показателей продуктивности. Возможна также термическая обработка сои с целью получения тостированной сои, при этом происходит коагуляция белка, в результате чего ферменты теряют свою биохимическую активность, нарушается структура клеточных стенок и облегчается доступ к содержимому клеток, что в свою очередь облегчает пищеварение. Если соя не пройдёт предварительной тепловой обработки, то питательность сои не будет представлять интереса. Протеин в сое тостированной полножирной - полноценный, содержит все незаменимые аминокислоты в оптимальных количествах. Соя тостированная полножирная также ценный компонент для всех видов сельскохозяйственных животных и особенно молодняка животных и сельскохозяйственной птицы.

Вопросы и задания для контроля знаний

1. Каков принцип работы шнекового пресса?

2. Чем различа­ются прессы для предварительного и окончательного прессования?

3. Назовите, основные узлы шнекового пресса.

3. Что собой представляет зеерная планка и как из зеерных планок собран зеерный барабан?

4. Как регулируется давление в шнековом прессе?

5. Как устроен и работает маслопресс МП-68?

6. Как устроен и работает маслопресс ЕТП-20?

7. Как устроен и работает вертикальный шнековый экстрактор?

8. Как устроен и работает ленточный экстрактор?

9. Как устро­ен и работает пленочный предварительный дистиллятор НД-1250?

10. Как устроен и работает окончательный дистиллятор НД-1250?

11. Какие технологические зада­чи решаются при обработке шрота? 30.

12. Как устроен и работает чанный тостер?

13. Как устроен и работает модернизированный шнековый испаритель НД-1250?

14. Как устроена и работает двойная гущеловушка?

15. Как устроена и работает центрифуга НОГШ-325?

Лабораторная работа № 14.

Тема: Оборудование для производства масла на предприятиях малой и средней мощности. Комплексные линии и отдельные виды агрегатов и машин для производства растительного масла

Цель –ознакомиться с линиями по производству растительного масла на малотоннажных предприятиях

Общие сведения

В последние годы в сельскохозяйственном производстве отме­чается интенсивный рост числа масложировых предприятий ма­лой мощности. Это прежде всего цехи по производству и очистке растительных масел из масличных семян, которые организуются непосредственно в местах производства подсолнечника и других масличных культур.

Малотоннажные предприятия (цехи, производства), перераба­тывающие маслосемена, по производственной мощности подраз­деляются на три группы: группа А - до 30 т/сут; группа Б - до 15; группа В - до 5 т/сут. Рафинированное и дезодорированное масла производят только предприятия групп А и Б. В табл. 1 приведены масличные культуры, используемые для производства растительного масла, а также комплекты техно­логического оборудования, необходимые для их переработки. Общим для отечественного малотоннажного производства под­солнечного масла является использование прессового способа производства. Рынок оборудования для малотоннажного производства рас­тительного масла в России довольно широк и представлен как комплектными линиями, так и отдельным набором агрегатов и машин.

1.Масличное сырьё и оборудование для производства растительного масла

Производительность малотоннажного предприятия, т/сут Масличная культура Комплект оборудования для осуществления технологических операций
Подсолнечник Хранение маслосемян, производство растительного масла и первичная очистка масла
Подсолнечник, рапс Хранение маслосемян, производство растительного масла, первичная очистка масла, хранение и рафинация масла, производство хозяйственного мыла, очистка сточных вод
Подсолнечник, рапс, соя, лён, горчица Хранение маслосемян, производство растительного масла, первичная очистка масла, хранение, рафинация и дезодорация масла, производство майонеза, белковой продукции и хозяйственного мыла, очистка сточных вод

На рис. 1 приведена технологическая схема безотходного малотоннажного производства масложировой продукции.

Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла - №8 - открытая онлайн библиотека

Рис.1. Технологическая схема производства масложировой продукции на малотоннажных предприятиях