МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

СПОСОБЫ ЭКСТРАКЦИИ

В промышленных условиях растительные масла извлекаются как методом настаивания, так и методом последовательного обезжиривания. Использование настаивания предопределяет применение периодически действующей аппаратуры маслоэкст- ракционного производства. Что же касается метода последова­тельного обезжиривания, то его можно осуществлять как в аппа­ратах периодического действия (батарейные установки), так и в непрерывно действующей аппаратуре.

Экстракция масел в аппаратах периодического действия, к которым относятся и батарейные установки, имеет ряд недостат­ков, из которых главнейшими являются: а) отсутствие непрерыв­ного потока экстрагируемого материала и трудоемкость опера­ций по загрузке его, в экстракторы и разгрузке шрота из аппа­ратов; б) невозможность автоматизации загрузки и выгрузки экстрагируемого материала; в) длительное воздействие острого перегретого пара на шрот при отгонке из него остатков раство­рителя. Такая операция понижает кормовое и техническое до­стоинство шрота вследствие сильной денатурации белковых ве­ществ перерабатываемых масличных семян; г) длительность про­цесса экстракции. Вследствие большого количества экстрагируе­мого материала, располагающегося в экстракторе в слое до 2 м высотой, затрудняется равномерная циркуляция растворителя и поэтому время экстракции длится от 2,'5 до 6 часов; д) обраще­ние в производстве большого количества растворителя и" его большие потери; е) металлоемкость аппаратуры и большой удель­ный расход электроэнергии. Батарейная экстракция в настоя­щее время применяется только на единичных заводах, а потому на ней останавливаться не будем.

Экстракция методом последовательного обезжиривания в ап­паратах непрерывного действия позволяет: а) ввести полную ме­ханизацию всех операций маслоэкстракционного производства и автоматизировать большинство из них; б) соблюдать принцип противотока и применять метод последовательного обезжирива­ния экстрагируемого материала в одном аппарате; в) заканчи­вать процесс экстракции за меньший промежуток времени, чем при периодической экстракции; г) обеспечивать безопасность работы установки путем автоблокирования работы таких, машин и аппаратов экстракционного цеха, как загрузочные транспорте­ры, экстракторы, испарители растворителя из шрота, шротовые транспортеры; д) значительно сократить количество оборотного растворителя в производстве; е) вести отгонку растворителя из шрота почти целиком с помощью глухого пара и в более ко­роткий срок, что позволяет значительно снизить денатурацию белковых веществ и этим повысить кормовое достоинство шрота.

В силу указанных преимуществ непрерывная экстракция в СССР и за рубежом нашла преобладающее применение.

В производстве растительных масел пользуются тремя спосо­бами непрерывной экстракции:

А) способом погружения экстрагируемого материала в про - тивоточно движущийся растворитель;

Б) способом многократного орошения растворителем обраба­тываемого материала, перемещающегося с помощью какого-ли­бо конвейера. При этом наиболее обезжиренный материал оро­шается чистым растворителем, а свежий материал — наиболее концентрированной мисцеллой;

В) смешанным способом, при котором свежий материал, тща­тельно смоченный концентрированной мисцеллой (стадия зама­чивания), окончательно обезжиривается на конвейере собствен­но экстрактора путем ступенчатой промывки (стадия орошения) мисцеллой и чистым" растворителем.

При экстракции способом погружения извлечение масла из масличного материала в процессе непрерывного прохождения его через поток растворителя (мисцеллы и чистого растворите­ля) протекает бесступенчато и в условиях абсолютного проти­вотока, т. е. в условиях, когда растворитель и экстрагируемый материал непрерывно передвигаются один относительно другого. При этом на всем пути экстракции происходит плавное и по­стоянное. падение концентраций мисцеллы каїк впитанной экс­трагируемым материалом, так и свободно циркулирующей в ап­парате. При заданных времени экстракции и масличности шрота в аппаратах, работающих по способу погружения, важными яв­ляются фактор протяженности пути, на котором экстрагируемый материал соприкасается с растворителем, и их количественное соотношение. В бесступенчатом 'процессе, каким является экс­тракция способом погружения, некоторая часть концентриро­ванной мисцеллы увлекается противотоком в ближайшее сече­ние экстрактора и там вытесняется потоком мисцеллы более низкой концентрации. Для большинства экстракторов этого типа предельными являются соотношение растворителя и сырья 2: 1, время 45—50 минут и длина, или высота, экстрактора 10—17 м.

Экстракция способом погружения имеет как положитель­ные стороны, так и отрицательные.

К положительным сторонам можно отнести:

А) широкие возможности использования для экстракции ма­териалов различной структуры (лепесток, крупка) и влажности;

Б) простота конструктивного оформления экстракционных ап­паратов и малые площади, занимаемые ими;

В) высокий коэффициент полезного использования геометри­ческого объема (до 95,5%) аппарата, предотвращающий воз­можность образования в нем взрывоопасных смесей воздуха и растворителя.

К недостаткам способа относятся:

А) значительные габариты экстракторов вследствие необходи­мости иметь протяженную трассу для соприкосновения раство­рителя с экстрагируемым материалом;

Б) низкие концентрации конечных мисцелл ввиду необходи­мости обеспечить требуемый градиент концентрации;

В) значительное нарушение структуры экстрагируемого ма­териала, обмутнение мисцелл и связанное с этим усложнение системы фильтрации мутных мисцелл;

Г) возможность всплывания экстрагируемого материала в ап­парате в тех случаях, когда плотность материала ниже плотно­сти конечной мисцеллы.

В практике зарубежного маслоэкстракционного производст­ва считается, что экстракторы, работающие по способу погруже­ния, наиболее пригодны для экстрагирования низкомасличных семян и форпрессовых жмыхов с масличностыо от 8 до 15%.

При экстракции способом орошения, протекающем ступенча­то, процесс извлечения масла может протекать преимуществен­но в условиях относительного противотока, так как здесь не­прерывно продвигается только растворитель, в то вредоя как экс­трагируемый материал от начала до конца остается в одном и том же сосуде (в ковшовых экстракторах) или пребывает в по­кое (в ленточных экстракторах).

Количество ступеней при экстракции орошением может ко­лебаться значительно (от 2 до 8) и выбор этого числа опреде­ляется заданной концентрацией конечной мисцеллы и маслич­ностыо шрота. Считается, что при экстракции масличных семян 'Средняя концентрация мисцеллы составляет 30%- Эффект извле­чения масла при способе экстракции орошением зависит как от четкости разделения ступеней, так и от степени стекания мис­целлы на отдельных ступенях. Поэтому в настоящее время для наиболее полного стекания мисцеллы по ступеням стре­мятся уменьшить высоту слоя экстрагируемого материала как за счет понижения высоты ковшей, так и за счет принудитель­ного отсоса мисцеллы.

Экстракция масла способом орошения по сравнению со спо­собом погружения имеет следующие преимущества:

А) возможность получения мисцелл с повышенными концент­рациями, что позволяет снизить соотношение количеств раство­рителя и' экстрагируемого материала цо 0,3:1;

Б) получение чистой мисцеллы за счет самофильтрации ее через слой экстрагируемого материала;

В) возможность экстрагирования высокомасличного материа­ла (семян, отходов, жмыхов).

К недостаткам способа относятся:

А) усложнение кинематической схемы аппаратов и их более сложное устройство;

Б) невысокий коэффициент использования геометрического объема (не свыше 25%) аппарата и возможность образования взрывоопасных концентраций смеси растворителя и воздуха внутри аппарата;

В) более сложная коммуникация циркуляционной системы растворителя и значительное (до 9 штук) количество насосов в этой системе.

При смешанном способе экстракции, представляющем собой наиболее современную экстракционную систему, процесс извле­чения масла протекает в две стадии. На первой стадии путем тщательного замачивания и перемешивания (стадия погруже­ния) экстрагируемого материала в прямоточно движущемся рас­творителе ускоряется переход в мисцеллу масла, выделивше­гося на внешних и внутренних поверхностях экстрагируемых ча­стиц. На второй стадии окончательное обезжиривание происхо­дит при ступенчатой промывке (стадия орошения) масличного материала мисцеллой и чистым растворителем в условиях при­нудительного отсасывания промежуточных мисцелл или в условиях их самопроизвольного стекания.

Комбинирование двух способов экстракции в одной экстрак­ционной установке позволяет использовать преимущество обоих, исключая основные недостатки, присущие как способу погруже­ния, так и способу орошения.

Для аппаратов, работающих по смешанному способу, харак­терны: а) малые габариты экстрактора; б) малые количества растворителя, циркулирующего в системе; в) незначительные количества экстрагируемого материала в аппарате; г) высокие концентрации мисцелл при их высокой чистоте, что связано с использованием явления самофильтрации.