ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ АДСОРБЕНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

АННОТАЦИЯ

В работе представлены данные по исследованию адсорбционных свойств Тульсохского палыгорскита. Для адсорбционной рафинации хлопковых масел адсорбент подвергали кислотной активиции. В результате проведенных лабораторных испытаний установлены технологические режимы процесса отбелки.

ABSTRACT

The paper presents data on the study of the adsorption properties of Tulsokhsky palygorskite. For the adsorption refining of cottonseed oils, the adsorbent was subjected to acid activation. As a result of laboratory tests, the technological regimes of the bleaching process were established.

Ключевые слова: адсорбент, палыгорскит, хлопковое масло, цветность, эффективность процесса отбелки.

Keywords: adsorbent, palygorskite, cottonseed oil, color, efficiency of the bleaching process.

Растительные масла являются источниками полиненасыщенных жирных кислот, легче усваиваются организмом. Полиненасыщенные жирные кислоты участвуют в синтезе  мембран клеток. Кроме того, масла содержат ряд полезных и необходимых организму человека веществ. Поэтому их необходимо вводить в пищевой рацион.

Но кроме полезных веществ растительные масла содержат различные сопутствующие вещества и примеси, которые оказывают отрицательное действие на организм человека. Многие из этих веществ являются естественными и содержатся в самом сырье, но в ходе переработки претерпевают существенные изменения. Кроме того в масличном сырье могут содержаться пестициды и другие нежелательные вещества.

В процессе рафинации масел  большинство таких веществ удаляются, т.к. они влияют как на качество конечного продукта, так и на процессы его последующей переработки. Сам процесс рафинации сложный и многоступенчатый, что обусловлено разнообразием всех сопутствующих веществ, разнородностью их свойств и химического состава.

Одним из важных этапов рафинации масел является его отбеливание – адсорбционная рафинация, в процессе которой удаляются пигменты. Особенно это касается хлопкового масла, которое содержит токсичный госсипол [1, с.135, 2, с. 67].

На масложировых предприятиях республики хлопковое масло отбеливают адсорбентами, к которым относятся отбельные земли и активированные угли. Отбельные земли представляют собой минеральные вещества, обладающие способностью адсорбировать красящие вещества С целью улучшения технологических свойств, повышения активности и адсорбционной емкости адсорбенты модифицируют.  Как отмечалось ранее [ 3, с.664] большая часть этих адсорбентов не всегда отвечают технологическим требованиям.

В связи с этим, предпочтение отдаётся местным видам природных адсорбентов. К примеру, были исследованы химический состав и физические характеристики палыгорскита, крупные месторождения которых находятся в Узбекистане [4, с.53]. Анализ полученных данных показал, что палыгорскит является перспективным сырьём для получения адсорбентов, применяемых при адсорбционной рафинации растительных масел.

Методы исследования

Для исследования свойств адсорбентов в процессе отбелки использовались  прессовые и экстракционные хлопковые масла с исходными показателями, представленными в табл.1.

Активность адсорбентов определяли в процессе проведения адсорбционной рафинации хлопкового масла в лабораторных условиях на установке, представленной на рис.1. Данная установка позволяет проводить отбелку растительных масел при 70-90°С при перемешивании фаз со скоростью до 150 об/мин.

Рисунок 1. Лабораторная установка для адсорбционной очистки растительных масел:

 1-вакуумная система; 2- реактор; 3-мешалка; 4-терморегулятор

Опыты проводили в следующем порядке: в реактор загружали растительное масло, добавляли необходимое количество исследуемого порошкообразного адсорбента. Полученная суспензия (масло-адсорбент) перемешивается с помощью мешалки при температуре 90±5°С. Процесс отбеливания проводится под вакуумом в течение определенного времени. Температуру в адсорбере измеряют с помощью термометра. Затем адсорбент отделяют фильтрованием через бумажный фильтр.

Маслоёмкость  адсорбентов определяли по формуле [5, с.244

   ,                                                 (1)

где Р₁ - вес воронки с фильтром, сорбентом и поглощенным маслом, г;

Р₂ - вес воронки с фильтром, пропитанным маслом, г;

Р - навеска сорбента, г.

Таблица 1.

Исходные показатели рафинированного хлопкового масла, подвергаемого отбелке

Хлопковое масло получают прессовым и экстракционным способами. Полученные масла различаются и по составу. Использование органических растворителей при экстракции приводит к тому, что в состав экстракционного масла переходит большее количество сопутствующих веществ, особенно это касается токсичного госсипола.  Сырое экстракционное масло имеет более интенсивную окраску.

Для определения технологических режимов адсорбционной рафинации хлопковых масел использовали Тульсохский палыгорскит /ТП /, активированный 10%-ной серной кислотой в течение 3-х часов. Эффективность процесса зависит от его продолжительности,  температуры  и количества вводимого адсорбента.

Продолжительность процесса отбелки на практике составляет от 20 дл 30 мин. С увеличением времени контакта адсорбента и масла может происходить частичная изомеризация, окисление масел и снижение стойкости при хранении [1, с.92]. При этом варьировалось количество адсорбента и температура процесса.

Опыты проводили в лабораторных условиях (рис.1), количество адсорбента составляло от 0,5 до 6,0% к массе масла. Процесс проводили при интенсивном перемешивании в температурном интервале от 60 до 90 °С.

Эффективность (Э) отбелки определяли по формуле:

                                                           (2)

где  Цч_н – цветное число масла до отбелки;

Цч_к  - цветное число масла после отбелки.

Результаты экспериментов по изучению влияния температуры на цветность масла представлены на рис.2.

Рисунок 2. Зависимость эффективности процесса отбелки от температуры процесса:

1- прессовое хлопковое масло; 2-экстрактное хлопковое масло

Как видно из полученных данных (рис.2) при изменении температуры процесса отбелки хлопкового масла наблюдается понижение его цветности. Причем, эффективность  отбелки как прессового, так и экстракционного масел, достигает макисмальных значений при температуре от 85⁰С до 95⁰С. 

Были проведены исследования по влиянию количества адсорбента на изменение цветного числа прессового и экстракционного хлопкового масла. Полученные экспериментальные  данные представлены на рис.3.

Рисунок 3. Зависимость эффективности процесса отбелки от количества добавляемого адсорбента:

1- прессовое хлопковое масло; 2-экстрактное хлопковое масло

Как видно из представленных данных увеличение количества добавленного адсорбента от 1% до 3,5% способствует увеличению эффективности процесса, т.е. снижению цветности масел. Дальнейшее увеличение количества вводимого адсорбента существенно не влияет на эффективность процесса.

Таким образом, на основании проведенных экспериментов установлено. что активированный палыгорскит можно применять для отбелки растительных масел. Установлены следующие технологические режимы: температура процесса составляет 90⁰С, количество вводимого адсорбента 2…3,5%, продолжительность- 30 минут.

Список литературы:

1. Арутюнян Н.С., Корнена Е.П., Янова А.И. и др. Технология переработки жиров. Пищепромиздат, 1999. 452с.
2. Межидов В.Х. Химический состав и некоторые свойства бентонита месторождения Катаямя (Чеченская республика) [Текст] /В.Х. Межидов, С.С. Висханов, А.Л. Даубова //Известия вузов. Северо-кавказский регион. Технические науки - 2013. - № 4.- С. 67-70.
3. Суванова Ф.У., Эшанкулова  И.Х. Анализ физико-химических свойств адсорбентов VI Международная научно-практическая конференция “WORLD SCIENCE: PROBLEMS, PROSPECTS AND INNOVATIONS. 23-25 февраля 2021 г. Торонто, Канада. C.664-667.
4. Суванова Ф.У., Абдурахимов С.А., Алиматов С. Использование местных глин в процессе гидрогенизации хлопкового масла./ Узбекский химический журнал.-Ташкент.-№2. 2004.-С.53-56.
5. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров [Текст]/ Под ред. А.Г. Сергеева.- Л. :ВНИИЖ, 1973. -Т.2 – 585с.