Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время при переходе к рыночным
отношениям в экономике все возрастающее значение отводится
конкурентоспособности выпускаемой продукции, определяемой ее
качеством, себестоимостью и экологической безопасностью. Поэтому
существует необходимость использования высокоэффективных
экологически чистых технологий и производств.
В производстве растительных масел немаловажное значение имеют не только физико-химические показатели масел, но и их товарный вид, эпределяемый степенью их прозрачности, зависящей от присутствия в них зосковых веществ. Как известно, воски при хранении масел кристаллизуются, эбразуя так называемую "сетку", вызывающую помутнение, что іначительно ухудшает товарно-потребительские свойства масла. Применяемая за рубежом и на отечественных предприятиях технология зыведения восков из подсолнечного масла - технология "вымораживания"* характеризуется низкой эффективностью, связанной с длительностью іроцесса кристаллизации восков, низкой производительностью, большими жергозатратами, недостаточной степенью выведения восковых веществ и эбразованием значительных количеств жиросод^жащих отходов.
Поэтому проблема совершенствования технологии выведения восков івляется актуальной.
Работа представляет собой часть исследований проведенных во ЗНИИЖе и выполненных по программе Россельхозакацемии " Разработать іесурсосберегающие технологии и технические средства для создания іиологически полноценных продуктов питания " ( разделы 4.2.2; 4.2.3; 4.3 ).
"вымораживание" - термин условный , так как процесс проводится при ітносительно низких, но все же плюсовых температурах. Учитывая, что ермин общепринят и широко используется в промышленности , в іальнейшем он применяется без кавычек.
Цсль работы. Научно обосновать и разработат
усовершенствованную, малоотходную технологию выведения восков V рафинированного подсолнечного масла. Разработать рациональный спосо утилизации жиросодержащих осадков, образующихся при выведени восков.
Задачи исследований.
-
Установить основные закономерности кристаллизации восков рафинированном масле.
-
Выявить факторы, интенсифицирующие кристаллизацию восков параметры их действия.
-
Разработать ресурсосберегающую технологию выведения восков и масла.
-
Разработать способ утилизации отходов, образующихся при удалени восков.
-
Разработать оперативный метод контроля за содержанием восков > масле.
Научная новизна.
1. Методом рентгено-структурного анализа показано, что восковьп
вещества подсолнечного масла обладают кристаллической структурой, і
чем свидетельствует наличие четко выраженных отражений о
кристаллографических плоскостей. Кристаллическая структур;
характеризуется наличием большого интервала (расстояния межд плоскостями кристаллизации, 63,9 А) и совокупностью малых интервалої (расстояний между молекулами: 3,75 А; 4,15 А; 4,6 А). Установпено, что воскі подсолнечного масла полиморфизмом не обладают, о чел свидетельствует идентичность малых интервалов независимо от способої кристаллизации и времени хранения (6 месяцев) Исходя из близості
начения большого интервала, получанного экспериментально (63,9 А) и [Лины молекулы воска, полученного расчетном путем (63,2 А), установлено ерпендикулярное расположение углеводородных цепей к плоскостям іетильньїх групп, являющихся плоскостями кристаллизации.
2. Изучены условия равновесия системы рафинированное
одсолнечное масло - восковые вещества в интервале температур 0 г 60С
'становлено, что прирост растворимости на 1 С в среднем составляет при:
|+35С — 5 мг/кг; 35 + 45С — 30 - 35 мг/кг; 45 + 60Х — 165 мг/кг. Резкое
озрастание растворимости при температурах 45С и выше обусловлено
овмещением процессов растворения и фазового перехода восков Из
вердого состояния в жидкое.
-
Доказано существование корреляции между концентрацией восков п юдсолнечном Масле и периодом его помутнения. Получена эмпирическая формула, позволяющая прогнозировать сроки сохранения прозрачности іасла, обеспечивающую его товарные свойства. Установлена предельно іопустимая концентрация восков в масле (порог мутности) для реальных словий хранения, составляющая 90 мг/кг.
-
Установлено, что процесс выведения восков из подсолнечного масла юдчиняется общим закономерностям кристаллизации из растворов и состоит із стадии зародышеобразования и стадии роста кристаллов. Показано, что тадию зародышеобразования целесообразнее проводить в гетерогенной ;истеме с использованием затравочных материалов в качестве інициаторов кристаллизации.
-
Определена зависимость между скоростью зародышеобразования и емлературой процесса при вымораживании рафинированного масла в ірисутствии отработанного перлита. Оптимальная температура ародышеобразования 17"С. Установлены гидродинамические условия іроцесса кристаллизации восков: ззродышеобраэопаниэ в ламинарном режиме с Re-20-W; рост кристаллсв в турбулентном режиме с Ре -600-800.
Практическая ценность и реализация результатов исследования.
Разработана ресурсосберегающая технология выведения восковых веществ, позволяющая получать высококачественное подсолнечное масло с минимальным количеством жиросодержащих отходов. Эффективность технологии подтверждена опытно-промышленными испытаниями в условиях АО "МЖК Санкт-Петербурга";
Разработан способ безотходной утилизации отработанных фильтровальных порошков;
Разработан технологический регламент для проектирования производства вымороженного подсолнечного масла. Регламент согласован Гипропищепромом-3 и принят для проектирования участков вымораживания на вновь строящихся и реконструируемых предприятиях;
Разработан экспресс-метод определения восков в подсолнечном масле, рекомендованный как для исследовательских целей, так и для оперативного контроля процесса вымораживания в производстве.
Апробация работы. По материалам диссертации сделаны доклады и сообщения:
- на всесоюзной научно-технической конференции "Новые исследования
молодых ученых и специалистов в области масло-жировой
промышленности", г. Ленинград, НПО "Масложирпром", 1991 г;
-- на техническом совещании специалистов в Гипропищепроме-3, Москва, 1992 г;
на заседании технического совета АО "Масложировой комбинат г. Санкт-Петербурга", г. С-Петербург, 1993 г;
на совещании специалистов Чишминского межобластного воскоперерабатывающего завода, п Чишмы, Башкирия, 1994 г;
- на заседании №155 Всероссийского коллоквиума "Процессы и аппараты пищевых производств", г. Моаша, Российская экономическая академия, кафедра МАПОП, 1994 г.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано \ статьи, получено 2 авторских свидетельства СССР.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, іитературного обзора, экспериментальной части, изложения и обсуждения >езультатов исследований, выводов, библиографического указателя. Основная часть работы изложена на 41 ^ страница» машинописного екста, включает 29 таблиц, 20 рисунков. Библиографический указатель одержит 130 публикаций, из них 72 на русском и 58 на иностранных языках.
