Исследование кинетики и селективности экстракции хлопкового масла на основе модификации растворителя

АННОТАЦИЯ

Изучено влияние экстрагента и его природы на кинетику процесса экстракции. Определено структурное строение экстрагируемого продукта, т.е. кинетика в виде гранул или оболочек. Остаточное содержание бензина и критерии безопасности были изучены после очистки экстракционного масла.

ABSTRACT

The influence of the extracting and its nature on the kinetics of the extraction process has been studied. The structural of the extracted product has been determined, i.e. kinetics in the form of granules or shells. The residual gasoline content and safety criteria were studied after the extraction oil was refined.

Ключевые слова: экстракция, растворитель, хлопковое масло, влажность, госсипол, хлорофилл, Lovibond, фосфолипид, концентрация, мицелла.

Keywords: extraction, solvent, cottonseed oil, moisture, gossypol, chlorophyll, Lovibond, phospholipid, concentration, micelle.

Скорость процесса экстракции хлопкового масла является одним из основных показателей получения масла.

Природа растворителя, безусловно, влияет на кинетические законы процесса получения хлопкового масла, в частности на частоту увлажнения масляного материала растворителем, особенно на процесс экстракции (получение масла) и промывку экстракционного материала новым растворителем. Эти этапы все практически реализованы на промышленных производствах, и от эффективности их реализации зависит качество экстракционного процесса [1].

При получении хлопкового масла с помощью рекомендованного растворителя в лабораторных условиях изучены кинетические особенности процесса экстракции.

Вместе с тем была проведена экстракция хлопковой гранулы диаметром 10 мм, влажностью 6,5 %, доля коры – 21 % и жирного масла – 14,5 %.

Мы поместили 300 г гранул семян хлопка в цилиндрический экстрактор, который имеет решетчатую металлическую основу, удерживающую твердую фазу. Мы нагрели растворитель до 55–60 °C и прокачали его через слой маслоудерживающего материала с помощью насосов и инжекторов. При этом мы держали гидромодуль в близком к промышленному показателе, т.е. в соотношении 1:1.

Образцы отбирались каждые 10 минут, и после соответствующих анализов для поддержания баланса они возвращались в установку. В таблице 1 представлены результаты изучения кинетики процесса экстракции для выделения хлопкового масла на традиционных и предложенных растворителях [2].

Таблица 1.

Изменения концентрации мицелл хлопкового масла, полученных с использованием обычных и рекомендованных растворителей

Из данных таблицы 1 следует, что скорость экстракции хлопкового масла в предлагаемом растворителе выше обычной.

Исследование селективности при экстракции компонентов хлопкового масла

Изменение характера растворителя, безусловно, влияет на количество полученных компонентов хлопкового масла. Во-первых, это относится к окрашивающим компонентам (госсипол, хлорофилл и их производные).

К сожалению, изучить разделение компонентов хлопкового масла практически невозможно. Поэтому мы изучили изменение косвенного показателя – цвета хлопкового масла на приборе Lovibond. Этот показатель сложен, и (в некоторой степени) он отражает извлечение красящих компонентов. В этом случае важно определить кислотное число масла в мицелле [3].

Кроме того, при смене типа растворителя изменяются и другие параметры получаемого хлопкового масла (по составу фосфолипидов, гидроксикислот и др.).

Рисунок 1. Зависимость концентрации мицелл, полученной с использованием известных и предлагаемых растворителей, от времени экстракции

Рисунок 2. Зависимость кислотного числа масла, полученного с использованием известных и предлагаемых растворителей, от времени экстракции

Рисунок 3. Зависимость цвета масла, полученного с использованием известных и предлагаемых растворителей, от времени экстракции

Таким образом, повышая селективность экстракции хлопкового масла путем замены конкретного растворителя на рекомендуемый, можно повысить эффективность процесса экстракции на 10–12 %, что также положительно сказывается на его экономических показателях.

Список литературы:

1. Донскова Г.В. Повышение эффективности работы экстракционных линий НД-1250: Автореф. дис. … канд. техн. наук. –Л.: 1978 -30 с
2. Кодиров З.З., Кодирова З.А. Влияние влаги при хранении высококачественного рафинированного, дезодорированного хлопкового, подсолнечного и соевого масел // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 10 (79) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/10812 (дата обращения: 28.10.2020).
3. Подбор эффективного щелочного реагента для нейтрализации сафлорового масла // Б.С. Усманов [и др.]; гл. ред. д-р техн. наук С.М. Ахметов; зам. гл. ред. канд. техн. наук Р.М. Ахмеднабиев; члены редакц. коллегии. – 2019. – С. 10.