Исследование влияния технологических факторов на процесс отбелки хлопковых масел с использованием разработанных активированных углей

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены влияния технологических факторов на процесс отбелки прессового и экстракционного хлопкового масла на разработанных активированных адсорбентах, полученных из рисовой и подсолнечной лузги методом пиролиза.

ABSTRACT

The article considers the factors of factors on the process of bleaching of pressed and extraction cottonseed oil on the developed activated adsorbents obtained from rice and sunflower husks by pyrolysis.

Ключевые слова: отбелка, пищевых масел, хлопкового масла, адсорбционной рафинация, алюмокальциевых квасци, адсорбент, рисовой лузга, подсолнечной лузга, экстракционного хлопкового масла, бензаперин.

Keywords: bleaching, edible oils, cottonseed oil, adsorption refining, alumino-calcium alum, adsorbent, rice husk, sunflower husk, extraction cottonseed oil, benzaperine.

Масла, полученные из семян хлопчатника, имеют темный цвет, высокий показатель кислотного числа, а также содержит некоторое количество канцерогенных веществ. Для повышения качества и пищевого достоинства масла подвергают рафинации [1].

Нерафинированное хлопковое масло, токсичное из-за присутствия госсипола и его производных, настолько улучшается по качественным показателям, что становится одним из лучших в ассортименте пищевых масел [2].

Цель рафинации – максимальное извлечение из масел сопутствующих веществ. Этот процесс представляет собой комплекс различных физических и химических процессов, посредством которых можно избирательно воздействовать на сопутствующие вещества и выводить из них масла [3].

Очистку хлопкового масла в производственных условиях осуществляют в несколько этапов: нейтрализация хлопкового масла раствором щелочи, её промывка и сушка, далее сорбционная отбелка с использованием адсорбентов. Поэтому, процесс адсорбционной рафинации является обязательной стадией в полном цикле рафинации.

Существующая технология адсорбционной рафинации хлопкового масла предусматривает обработку отбеливаемых масел различными адсорбентами после тщательной нейтрализации, промывки и сушки [4].

Для отбелки хлопковых масел чаще используют активированные угли, получаемые из различных видов целлюлозного сырья.

Эффективность адсорбционной рафинации зависит от химического состава и строения адсорбента. Одним из приоритетных направлений развития современной технологии производства рафинированных растительных масел является создание новых дешевых (лучше заменить на «доступные») и эффективных адсорбентов.

Расходы при адсорбционной рафинации увеличиваются из-за высокой стоимости адсорбентов, больших потерь масла с адсорбентом. Кроме того, на многих масложировых предприятиях использованные для отбелки масел адсорбенты не подвергают регенерации.

Разработанная технология получения адсорбента из рисовой лузги, отличается тем, что в целях высокоэффективного окисления составных частей рисовая лузга сначала обрабатывается перекисью водорода, далее обогащается раствором алюмокальциевых квасцов. Обогащенный квасцами адсорбент подвергается термической активации при температуре 500…700°С без доступа кислорода в течение двух часов [5].

Отбелку масла мы проводили на лабораторной установке для адсорбционной рафинации с использованием полученных угольных адсорбентов в количестве 1…6% от массы масла.

Данная установка позволяет проводить отбелку растительных масел при температуре 70-90°С и перемешивании фаз со скоростью 100-150 об/мин.

Эффективность адсорбционной рафинации растительных масел зависит от таких факторов как количество отбеливающего сорбента от массы масла, температуры, продолжительности процесса и давление в отбельном аппарате.

Количество адсорбента для отбеливания зависит от качества масла (количества пигментов), подаваемого на переработку и составляет от 2 до 5% от массы масла.

С целью изучения степени очистки хлопкового масла, полученного прессовым и экстракционным способами, в зависимости от количества адсорбента была проведена сравнительная отбелка на лабораторной установке для адсорбционной рафинации.

Количество добавляемых адсорбентов, полученных при различных температурах термической обработки меняли  от 1 до 6% от массы масла. Температура процесса поддерживалась около 70°С.

На рис. 1 представлено влияние изменения количества активированного угля на цветность прессового хлопкового масла.

Рисунок 1. Влияние изменения количества активированного угля (1,3-из рисовой лузги, 2,4-из подсолнечной лузги) на цветность прессового хлопкового масла (1,2-кр.ед., 3,4-син.ед.)

Из рис. 1 видно, что активированный уголь, полученный из рисовой лузги (кривая 1 и 3) имеет относительно лучшие показатели, чем уголь, полученный из подсолнечной лузги (кривая 2 и 4).

Далее, вместо прессового масла мы использовали экстракционное рафинированное хлопковое масло при отбелке активированными углями, полученными из рисовой и подсолнечной лузги.

Полученные результаты представлены на рис. 2.

Рисунок 2. Влияние изменения количества активированного угля (1,3-из рисовой лузги, 2,4-из подсолнечной лузги) на цветность экстракционного хлопкового масла (1,2-кр.ед., 3,4-син.ед.)

Из рис. 2 видно, что активированный уголь, полученный из подсолнечной лузги имеет худшие показатели (кривая 2 и 4), чем уголь, полученный из рисовой лузги (кривая 1 и 3).

Нами изучены изменения кислотных и перекисных чисел хлопковых масел, полученных прессовом и экстракционном способами в зависимости от количества вводимого активированного угля.

Полученные результаты представлены на рис. 3 и 4.

Рисунок 3. Влияние изменения количества активированного угля (1,3-из рисовой лузги, 2,4-из подсолнечной лузги) на кислотное (1,2) и перекисное (3,4) числа прессового хлопкового масла

Рисунок 4. Влияние изменения количества активированного угля (1,3-из рисовой лузги, 2,4-из подсолнечной лузги) на кислотное (1,2) и перекисное (3,4) числа экстракционного хлопкового масла

Из рис. 3 и 4 видно, что активированный уголь, полученный из рисовой лузги уменьшает кислотное и перекисное числа масел (кривая 1 и 3) больше, чем уголь, полученный из подсолнечной лузги (кривая 2 и 4). Это можно объяснить тем, что активированный уголь, полученный из рисовой лузги имеет относительно высокую пористость и избирательную активность больше, чем уголь, полученный из подсолнечной лузги.

Рисунок 5. Влияние изменения количества активированного угля (1,3-из рисовой лузги, 2,4-из подсолнечной лузги) на температуру вспышки (1,2) и количество 3,4-бензапирена (3,4) экстракционного хлопкового масла

Далее, мы изучили влияние количества активированного угля на температуру вспышки и изменения содержания 3,4-бензапирена в экстракционных хлопковых масел.

Полученные результаты представлены в рис. 5.

Из рис. 5 видно, что активированный уголь, полученный из рисовой лузги сорбирует остатки углеводородов и 3,4-бензапирена намного лучше, чем уголь, полученный из подсолнечной лузги.

Таким образом, разработанная технология отбелки растительных масел созданными адсорбентами из рисовой и подсолнечной лузги, позволяет получить стандартизованные хлопковые масла, соответствующие требованиям действующих стандартов.

Список литературы:

1. Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности.-Л.: ВНИИЖ, т.1, 1967,-585 с.
2. Арутюнян Н.С., Янова Л.И., Муламуд Н.Л., Аришева Е.А., Захарова И.И. Технология переработки жиров - М:. Агропромиздат, 1985 г. – 87 с.
3. Безденежных Л.А., Алексеева Т.Н., Шалугин В.С. Новые адсорбенты из растительных отходов для адсорб-ционной очистки растительных масел, Украина, 2007-122 стр,
4. Proctor A., Clark P.C. and Parcer C.A. Характеристики адсорбента золы рисовой шелухи в промышленных условиях отбеливания соевого масла USA, 1995 г. 459…462c.
5. O.A. Ikromov, F.U. Suvanova. Obtaining and research of sorbents for the vegetable oil purification, IEJRD - International Multidisciplinary Journal, 2020, vol. 5, no. 4, p. 6.