Преимущества местных адсорбентов при рафинации хлопкового масла

АННОТАЦИЯ

Производство экологически чистого хлопкового масла решает два важных вопроса: во-первых, продукт должен производиться в соответствии с международными и национальными стандартами; Сохранение натуральности масла должно быть главным критерием обеспечения высокого уровня качества. Во-вторых, состав воздуха в населенных пунктах вокруг завода не должен меняться в отрицательную сторону, что и обсуждается в статье.

ABSTRACT

The production of environmentally friendly cottonseed oil addresses two important issues: first, the product must be manufactured in accordance with international and national standards; Maintaining the naturalness of the oil should be the main criterion for ensuring a high level of quality. Secondly, the composition of the air in settlements around the plant should not change in a negative direction, which is discussed in the article.

Ключи слова: хлопковое масло, подсчет кислоты, дезодорация, адсорбент каолина, процесс отбеливания

Keywords: cottonseed oil, acid count, deodorization, kaolin adsorbent, bleaching process.

Первый масличный комбинат в Узбекистане был построен в 1884 году в Коканде. Сначала местные жители не любили хлопковое масло в массовом порядке, потому что большинство из них употребляли льняное масло. Но с годами наши соотечественники постепенно осознали ценность масла, получаемого из семян хлопчатника, и сегодня оно стало одним из самых жидких масел нашего народа. За период независимости нефтегазовая промышленность республики была отремонтирована современным оборудованием, модернизированы технологические процессы, расширился ассортимент масел на полках магазинов. Но почти 50 процентов потребления жиров составляет хлопковое масло.

Помимо того, что блюда из хлопкового масла очень вкусные, это масло содержит полезные для здоровья вещества. В частности, в качестве примера можно привести фосфолипиды, положительно влияющие на функцию печени. Есть несколько проблем, которые необходимо решить научно:

1. Цветовой индекс, который является одним из основных критериев определения качества масла. Улучшение эффективных, рентабельных методов.

2. Выбор метода, который не ухудшает качество продукта, из методов очистки, используемых в процессе стандартизации количества кислот.

3. Сохранение натуральности масла за счет смягчения условий дезодорации, в частности, за счет снижения температуры процесса..

4.Обеспечение не загрязнения атмосферного воздуха в населенных пунктах вокруг предприятия.

Пытаясь решить поднятые вопросы, мы провели несколько исследовательских экспериментов. В советское время из семян озимых культур получали только черное масло. Требовалось полное завершение процесса переработки рафинации этих масел. Качество большинства семян, поставляемых предприятиям в период независимости, высокое. Конечно, хлопковое масло почему-то нельзя расфасовывать и продавать после пресса, как подсолнечное. Однако, согласно навигации по указанным семенам, натуральность масла обеспечивается выбором физико-химических методов, а не химических методов очистки. В частности, мы провели эксперименты по проведению адсорбционного метода при температуре на 10-30°С ниже нормы, сложившейся на предприятиях. В результате удалось получить пищевое масло 1-го сорта не при 80-90^oС, а при 60-65^oС. Интересно, что как показатель цвета, так и кислотное число снизились в среднем на 1,5 единицы. В литературе есть сведения о том, что можно получить аналогичный результат [1].

Были испытаны активированный угольный порошок как адсорбент, глинистый грунт отдельно и их смеси в различных соотношениях. Хороший результат наблюдался в соотношение уголь:почва от 2:3 до 1:1. Ниже приводится анализ эффективности использования местных глиновых почвенных материалов.

Как было сказано выше, независимо от того, получают ли хлопковое масло прессованием или экстракцией, оно содержит дополнительные вредные для здоровья человека вещества помимо необходимых и полезных веществ. Однако госсипол и его производные, а также оставшиеся углеводородные растворители, используемые в процессе экстракции, остаются в масле. Хотя их количество невелико, оно отрицательно сказывается на качестве и безопасности хлопкового масла.

Учитывая вышесказанное, практически полностью избавиться от вредных веществ можно, если дополнительно очистить хлопковое масло с помощью эффективных адсорбентов. Как правило, полное разделение углеводородных растворителей в хлопковом масле происходит в процессе дезодорации, но температуру процесса следует снизить, насколько это возможно.

Чтобы привести хлопковое масло в соответствие с мировыми стандартами и обеспечить его безопасность, мы работаем над улучшением его технологии очистки с использованием активированных адсорбентов с использованием местных глины. В данном случае в процессе очистки хлопкового масла были активированы и исследованы 6  адсорбентов содержащих глину (каолин и его смеси).

Эти адсорбенты добавляли в процессе отбеливания рафинированного хлопкового масла при температуре 85-90°C, количество которого составляло 2% от общей массы масла. Значения до и после очистки хлопкового масла определяли стандартными методами. [2-4].

Как видно из таблицы 1, оптимальное значение температуры термообработки для адсорбентов каолина находится в пределах 500-550⁰С. Повышение температуры (600-650⁰С) отрицательно сказалось на цвете обесцвеченного масла. Наилучший результат экстракции и отбеливания масла достигается при использовании адсорбента образца 5, когда цвет масла падает до 7,2 красных единиц и исчезают синие красители (хлорофилл и его производные).

Таблица 1.

         Влияние температуры нагрева адсорбентов каолина на основные параметры отбеленного хлопкового масла

Высокое содержание Al₂O₃ в обогащенном каолине 5 образца месторождения Султан-Увайс положительно сказывается на селективном поглощении адсорбента.

При разработке технологии получения адсорбентов из локально обогащенных каолинов, необходимых для масло-жировой промышленности, необходимо определить их пористость до и после термической активации. Исследование пористости адсорбентов проводили на символическом порометре Модель-200 «Carlo Erba strumantazion» (Италия), в котором определяли размер их микро- и проводящих пор. Размер проводящих пор играет ключевую роль при адсорбционной очистке растительных масел. Их размещают с эффективным радиусом от 2 * 10 -9 до 20 * 10 -8 нм.

Таблица 2.

Пористость каолинов Ангрен и Султан-Увайс

Как видно из таблицы 2, общий объем пор обогащенного ангренского каолина после 3,5 часов термической активации (5500S) составляет от 0,1 до 0,19 см 3 / г, т.е. примерно в 2 раза, а пористость пор составляет от 0,06 до 0,15. см 3 / г, т.е. увеличилась примерно в 2,5 раза. После термической активации обогащенного каолина Sultan-Uwais переходный объем пор увеличился с 0,07 см 3 / г до 0,18 см 3 / г, т.е. примерно в 2,5 раза. Таким образом, при выборе сырья для получения эффективного адсорбента при очистке растительных масел общая и переходная пористость термоактивированных каолинов была замечена в каолине Султан-Увайс. Известно, что размер пор позволяет транспортному пути перемещать сорбенты к активному центру адсорбентов, а процесс адсорбции протекает в основном в небольших порах и на поверхности адсорбента. Качественный подбор адсорбентов для повышения селективности процесса очистки растительного масла и предотвращения потерь ценного масла, термореактивного типа ОСУК, которое имеет общую и переходную пористость 0,21 и 0,18 см 3 / г соответственно.

Традиционный метод термического нагрева глиняных адсорбентов осуществляется в конвективных печах при температуре 550⁰С в течение длительного времени (более 6 часов). За это время потребляется много электроэнергии, и качество адсорбента, полученного в результате активации, также невысокое. С учетом этого мы рассмотрели метод активации газовых адсорбентов нетрадиционными методами и выбрали метод СВЧ-облучения, при котором электромагнитные волны СВЧ-диапазона избирательно воздействуют на химические элементы и активные связи минералов. Также наблюдали увеличение удельной поверхности, формы и размера пор, а также положительное влияние на адсорбцию выбранных адсорбентов. Достоинством СВЧ-облучения является высокая скорость нагрева пленочных адсорбентов, низкая теплопроводность и термическая инерция грунтов, т.е. возможность мгновенного тушения при активации пленочных адсорбентов под действием тепла.

Термическую активацию адсорбентов каолина на месторождениях Ангрен и Султан-Увайс проводили на частоте 2450 МГц. Также измеряли пористость и общий объем активированных каолинов. Из табл.3 видно, что в каолинах, обогащенных СВЧ -облучением, наблюдается гораздо больший переход, чем при обычных конвективных методах обжига и в целом образование общих пор. В то же время обогащенный каол Sultan-Uwais (ОСУК) показал высокую пористость, его можно рекомендовать для рафинации растительных масел в виде активированного адсорбента. Одним из важнейших показателей в процессе термической активации адсорбентов при СВЧ -облучении является время.

Влияние полученных адсорбентов каолина при облучении на пористость растворителей, а также частоту и мощность облучения растворителем исследовали на частотах 2450 МГц и 600 Вт. Как видно из рисунка 1, увеличение общей пористости в обоих адсорбентах каолина до 0,22 см 3 / г в БАК и 0,27 см 3 / г в БСУК наблюдалось при увеличении времени облучения СВЧ до 30 мин. В дальнейшем в обоих образцах эти значения практически не меняются (сбоку) при увеличении времени на 45 минут. Переходный объем пор также увеличивается в первом случае до 0,18 см³/г, а во втором - до 0,22 см³/г.  Это означает, что достаточно обработать адсорбенты каолина в течение 30 минут, чтобы максимизировать проницаемость и общий объем пор. На изменение размера пор влияет не только термообработка, но и температура, при которой нагреваются адсорбенты. Как видно из рисунка 2, оба адсорбента, как из ОАК, так и из ОСУК, увеличивали общий объем пор на 0,22 см ³ / г и 0,25 см ³ / г, соответственно, при повышении температуры нагрева СВЧ до 350°C. Последующее повышение температуры до 550⁰С показало, что общий объем пор в обоих адсорбентах практически не изменился. Это подтвердило, что при изучении проницаемости пор возможно увеличение проницаемости пор до 0,19 см³/г, для ОСУК - до 0,22 см³/г при повышении температуры адсорбента (БАК) в теплообменнике до 350⁰С. Следовательно, достаточно термической активации процесса СВЧ-облучения адсорбентов каолина при температуре 350°C.

Несомненно, термоактивация изменяет гидроксильные группы в каолиновом слое и их сорбционные и селективные свойства. С повышением температуры во время активации увеличивается удельная поверхность каолинита. Увеличение удельной поверхности каолинита связано с истечением сорбированной воды, которая расширяет его поверхность до предела гидроксилирования. Возможно, уменьшение размера S связано с последующим повышением температуры из-за выделения воды из-за гидроксильной структуры.

В последующих исследованиях изучалось влияние температуры на процесс адсорбционной очистки хлопкового масла. 30-35 ° С для 1% адсорбента марки Ғ-160 для адсорбционной очистки хлопкового масла; 45-50° С; 60-65°С; Адсорбционное отбеливание проводилось при температуре 75-80° С.

Показатели хлопкового масла для исследования: масло цветности 6,5 красных единиц толщиной 1 см; кислотное число 0,25-0,30 мг КОН; Количество масла на 100 грамм, время отбеливания 30 минут.

Средние значения результатов, полученных в процессе отбеливания хлопкового масла, приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Влияние температуры на процесс отбеливания хлопкового масла

Анализ средних значений опытов, приведенных в таблице, показывает, что с повышением температуры адсорбционной очистки выход масла изменяется с 98,8% до 98,0%, цветность масла снижается с 8,8 красных единиц до 8,0 красных единиц, кислотное число масла практически не меняется.

Следует отметить, что когда отбеливающая способность адсорбента G-160 увеличивается с 30-35°C до 75-80°C, выход рафинированного масла, полученного при рафинировании масел хлопкового масла, частично снижается, а цвет частично уменьшается, хотя температура составляет 60-65°C и 75-80°C. при этом производительность рафинированного масла практически не изменилась. Во время кипячения наблюдали кипение мистселлы хлопчатника при температуре 75-80° С.

Результаты научных исследований показали, что, несмотря на использование технологий отделения вредных веществ из хлопкового масла, даже в очень небольших количествах они остаются. Процесс отбеливания - ответственный этап глубокой очистки от вредных веществ, который позволяет улучшить качество хлопкового масла за счет использования эффективных адсорбентов

Список литературы:

1. Маркман А.Л., Залесов Ю.П. об использовании бентонитов Средней Азии в процессе рафинации хлопкового масла //Труды ВНИИЖ. Вып. ХХI. 1961.с. 178-181.
2. Пўлатов. Ш. Ш., Турсунов М. Юқори кислотали пахта мойини рафинациялаш жараёнини такомиллаштириш. Труды н/т конф. мол. уч: докт., асп., науч. сорт., ст-тов бак. и маг, ТХТИ, 2009. Т. II-том, с.62
3. Хамрокулова М. Х., Кадыров Ю., Турсунова Р. М., Турсунов М. Совершенствование технологии получения растительных масел Ўзбекистон и Ўзбекистон ёғи. Узб. хим.ж. 2004, №2, с.49-53.
4. N.X.To`xtaboyev, I.R.Asqarov, A.A.Ibragimov. Tashqi iqtisodiy faoliyat Milliy tovarlar nomenklaturasida rafinlanmagan va qisman rafinlangan paxta moyi kod raqamlarini aniqlash va tadqiq etish. //O`zb. Kim. Jurn.-1999. №4. 63-67 betlar