ТЕХНОЛОГИЯ ЛЕГКОЙ РАФИНАЦИИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА

АННОТАЦИЯ

В данной научной статье представлены предварительные процессы очистки масел, полученных из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника, с использованием карбамидом модифицированных глинистых адсорбентов. В результате применения данной технологии расход бентонита на стадии отбеливания процесса рафинации снижен примерно в 2,0-2,2 раза и даёт положительные результаты по снижению цветности сырых масел, его кислотного числа на 2,1-2,3 мг КОН, содержания неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ и др. Технология предварительного осветления масло, полученного из низкосортных семян хлопчатника, позволяет получать масла, соответствующие требованиям стандартов.

ABSTRACT

This scientific article presents preliminary purification processes for oils obtained from low-grade and substandard cotton seeds using urea modified clay adsorbents. As a result of the use of this technology, the consumption of bentonite at the bleaching stage of the refining process is reduced by approximately 2.0-2.2 times. At the same time, the acid number of the oil decreased by 2.1-2.3 mg KOH. The technology of pre-clarification of oil obtained from low-grade cotton seeds allows us to obtain oils that meet the requirements of the standards. Therefore, this technology can be recommended for processing low-grade and non-standard cotton seeds in factory conditions.

Ключевые слова: Низкорсортных семян хлопчатника, хлопковое масло, карбамид, глинистых адсорбентов, госсипол, кислотное число, щелочь, рафинация, предварительная осветления, прессование.

Keywords: Low-grade cotton seeds, cottonseed oil, urea, clay adsorbents, gossypol, acid value, alkali, refining, pre-clarification, pressing.

Введение. Рафинированное масло, полученное из низкосортных семян хлопчатника в большинстве случаев имеет повышенную цветность, что не допускается требованиями стандарта. Поэтому после щелочной рафинации хлопковое масло подвергается традиционной отбелке с использованием активированных глин, угля и их композиций. После такой очистки рафинированное хлопковое масло направляется на дезодорацию для обезличивания запаха и привкуса, а также удаления канцерогенных жирных кислот и др. [1].

Щелочная рафинация растительных масел считается химическим процессом, где наряду с взаимодействием свободных жирных кислот со щелочью образуются сложные по составу соапстоки, которые содержат мыла, фосфолипиды, госсипол, хлорофилл и их производные, триацилглицериды, свободную щелочь, воду и др. Трудности рафинации масел, получаемых из низкосортных и нестандартных хлопковых семян требуют разработки более эффективных способов их осветления. Известно, что в хлопковом масле цветность обусловливают госсипол, хлорофилл и их производные, которые трудно реагируют со щелочью из-за присутствия мыла, фосфолипидов и др. [2].

Предложены различные варианты снижения цветности «черных» масел, получаемых из низкосортных и нестандартных хлопковых семян [3-4], которые не нашли своего практического применения. Причине состоит в том, что они значительно снижают выход масла, образуют, новые трудноудаляемые соединения и др.

Более экономичным и доступным для наших предприятий мы считаем предварительное осветление «черных» хлопковых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян с использованием активированных адсорбентов.

Переход определенного количества отработанного глинистого адсорбента в состав жмыха допустимо т.к. это предусмотрено требованиями на корма [1].

В последние годы количество низкосортных семян, поступающих на хлопкоперерабатывающие предприятия, составило 25-30%. Поэтому удельный вес труднорафинируемых масел с учетом качества семян и нарушений технологической режимов увеличился до 40-50% от общего объема перерабатываемых нерафинированных хлопковых масел [5].

Наличие сопутствующих веществ ограничивает применение хлопковых масел для различных целей и особенно для пищевых. Поэтому, стали принимать меры по их облагораживанию и рафинации наиболее доступными методами, в том числе и щелочной обработкой масел и мисцелл.

Сложность рафинации хлопковых масел, имеющих высокую цветность заключается в использовании щелочных растворов с высокой концентрацией (более 250 г/л) в большом избытке (более 200%), что влечет за собой значительные потери ценного масла, щелочи и др.

Одним из способов решения данной проблемы считается предварительное осветление сырых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника, с использованием эффективного адсорбента. Анализ литературных источников по рафинации хлопковых масел показал, что необходимо совершенствовать существующую технологию рафинации масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника, так как имеется ряд недостатков: большие потери сырья, значительный расход щелочи и т.д., невысокий выход конечного продукта, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях масложировых предприятий [6].

Цель работы является совершенствование технологии получения предварительно осветленных форпрессовых масел из низкосортных семян хлопчатника и их рафинации.

Материалы и методы. Модифицированный карбамидом глинистый адсорбент был получен путем пропитки глинистого адсорбента 30%-ным раствором карбамида и сушки его при температуре 95-100⁰С до остаточной влажности 7-8%. Готовый МКГА хранится в закрытом эксикаторе [7].

Кислотное число масел определяли потенциометрическим и индикаторным методами с использованием в качестве индикатора 1%-го спиртового раствора тимолфталеина [8-9]:

- цветность хлопкового масла определяли на цветомере Ловибонда [8-9];

Результаты и обсуждение. Модифицированные адсорбенты были применены для предварительного осветление сырых хлопковых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника. Выбор места ввода МКГА в технологической схеме определяет эффективность предлагаемого способа предварительного осветления сырых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника.

По согласованию со специалистами ОА «Косон ёғ-экстракция» была создана технологическая схема предварительного осветления сырого хлопкового масла глинистым адсорбентом, модифицированным карбамидом. Отличительной особенностью данной схемы от известных является то, что в начале линии сбора и подачи сырых масел в сборник – фузо-танк (гущеловушки) устанавливается бункер-дозатор, из которого МКГА поступает в сырое масло (в зависимости от цветности исходного масла).

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Показатели сырых форпрессовых масел, полученных из высокосортных и низкосортных семян хлопчатника

Из табл. 1 видно, что сырые форпрессовые масла, получаемые из смесей семян хлопчатника I-II, сильно отличаются по изученным показателям качества. Так, например, кислотное число масла, полученного из смеси III-IV сортов семян хлопчатника, имеет повышенное кислотное число на 1,0-1,3 мг КОН/г, содержание неомыляемых веществ – на 0,4-0,5%. Цветность масел, полученных из III и IV сортов семян хлопчатника, не просматривается на цветомере Ловибонда. Это, безусловно, связано с повышенным содержанием общего госсипола в сыром масле на 0,4-0,6%. По результатам анализа установлено, что в масле, полученном из смеси семян хлопчатника III и IV сортов, содержится больше на 4-5 ммол/кг продуктов окисления жирных кислот, что требует дополнительных мер по их удалению из состава масла.

С целью выбора необходимого количества МКГА для осветления сырых масел, полученных из низкосортных (III и IV сортов) и нестандартных семян хлопчатника, опыты проводили в производственных условиях, согласно действующего в технологического регламента. Результаты исследований показали, что увеличение количества МКГА от 2 до 6% от общей массы сырого масла позволяет снизить цветность, его кислотное число, содержание неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ примерно в 1,8-2,0 раза (табл.2).

Предварительное осветление масел благоприятно влияет на последующий процесс рафинации. Учитывая, что увеличение количества МКГА приводит к снижению выхода осветленного масла, вводимое количество составляет 3-4% от общей массы сырого масла.

На практике в определенные периоды года приходится перерабатывать смеси (50:50) низкосортных (III и IV сорта) и нестандартных семян хлопчатника, что связано с зачисткой складов и хранилищ семян.

Нами изучена возможность предварительного осветления сырых масел, полученных из смеси (50:50) низкосортных и нестандартных семян хлопчатника. Исследования проводили согласно действующему технологическому регламенту форпрессового цеха АО «Косон ёғ- экстракция». Ввод предлагаемого МКГА осуществляли после прессов (в начальном участке транспортировки сырого масла в фуза-танк). Перемешивание МКГА с маслом осуществлялось по ходу их транспортировки с помощью движущихся механизмов.

Результаты опытов представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Показатели сырых масел, полученных из низкосортных семян и смеси их с нестандартными семенами хлопчатника до и после предварительного осветления с использованием МКГА

Из табл. 2 видно, что с введением МКГА цветность сырого масла, его кислотное число, содержание неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ снижается. Наибольший эффект достигается при использовании МКГА в количестве от 4 до 6% от общей массы сырого масла. На практике можно ограничиться его количеством в пределах 4-5,0% от общей массы сырого масла, полученного из смеси низкосортных и нестандартных семян хлопчатника.

Известно, в настоящее время карбамид используется в животноводстве для обогащения кормов небелковым азотом. Бентониты и каолины также используются при получении комбикормов различного назначения. Поэтому, выбор карбамида и природных глин при получении модифицированного адсорбента для предварительного осветления сырых масел, получаемых из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника становится обоснованным.

Для нормального осуществления разработанной технологии получения легкорафинируемого форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника необходимо соблюдать нормы технологических режимов, указанных в табл. 3.

Таблица 3.

Нормы предлагаемых технологических режимов получения легкорафинируемого форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника

Естественно, по ходу переработки смеси III-IV сортов семян хлопчатника могут возникать определенные отклонения от вышеотмеченных норм, что следует решать путем индивидуального подхода. Так, например, отклонения по опушенности и засорённости семян хлопчатника могут быть причиной изменения размеров ножей, используемых в шелушильно-сепараторном отделении или толщины получаемых лепестков на ВС-5. Таких изменений при переработке низкосортных семян хлопчатника наблюдается множество и поэтому прогнозировать их заранее практически нет возможностей.

Нами для подтверждения разработанной технологии получения легкорафинируемого форпрессового масла из низкосортных семян хлопчатника и режимов его осуществления проведены опытно-производственные испытания в АО «Косон ёг-экстракция», которые дали положительные результаты.

В табл. 4 представлены результаты предварительного осветления сырых масел, полученных из низкосортных семян хлопчатника на МКГА в АО «Косон ёг-экстракция».

Таблица 4.

Показатели сырого и предварительно осветленного масел, полученных из низкосортных семян хлопчатника на МКГА-4 в количестве 4% от общей массы масла

Таким образом, проведенные в АО «Косон ёг-экстракция» опытно-производственные исследования показали, что предлагаемая технология предварительного осветления сырых масел, полученных из низкосортных и нестандартных семян хлопчатника с использованием МКГА, даёт положительные результаты по снижению цветности сырых масел, его кислотного числа, содержания неомыляемых веществ, влаги и летучих веществ и др.

Выводы. Таким образом, использование МКГА-4 в процессе предварительного осветления сырых масел позволило примерно в 2,0-2,2 раза снизить их цветность и содержание отстоя. При этом также (на 2,1-2,3 мг КОН) снижаются их кислотные числа. Разработанная технология предварительного осветления сырых масел, получаемых из низкосортных семян хлопчатника позволяет получать масла, отвечающие требованием стандарта. Поэтому данную технологию можно рекомендовать к использованию при переработке на заводе низкосортных и нестандартных семян хлопчатника.

Список литературы:

1. Ильясов А.Т., Вахабова Д.З., Ураков Р.М. Форрафинация хлопкового масла карбамидом. Тезисы докл. научно-теорт. и тех. конф. проф. преподав., аспир., науч. раб. истудент. ТашХТИ, Ташкент, 1993, с. 58.
2. Глушенкова А.И., Назарова И.П. Госсипол, его производные и их использование. –Ташкент. Издательство «Фан». 1993. - 88 с.
3. Akhmedov A.N.,  Atakulova D.T., Kholmurodova Z.D.,  Shaymardonova G.X. Analysis of chlorophylls in low quality cottonseed oil., Karshi, Uzbekistan Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. 9-10/2022. -р.18-21.
4. Тарасов В.Е. Совершенсвование подготовки масличных материалов к извлечению масла с применением поверхностно-активных веществ.  Автореф.канд.техн.наук. Краснодар, КПИ, 1985-26 с.
5. Ахмедов А.Н., Ф.У.Суванова, С.А.Абдурахимов, Қ.П.Серкаев. Композиции модифицированных адсорбентов для осветления хлопковых масел. Композицион материаллар. -Тошкент, 2011,- №2. –Б.-52-56.
6. Копейковский В.М., Данильгук С.И., Гарбузова Г.И. и др. Технология производства растительных масел. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 416 с.
7. Руководства по методом исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности/Ред кол. В.П.Ржехин, А.Г.Сергеев-Л.:ВНИИЖ, 1964. –Т.3. - 493 с.
8. Руководства по методом исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности/Под ред. В.П.Ржехина, А.Г.Сергеева-Л.:ВНИИЖ, 1967. –Т.1. кн.I. - 585 с.
9. Кадыров Ю. Лабораторное обучение технологии переработки масел. Т:, Чулпан., 2005. -119 с.