Вторинні продукти олійно-жирового виробництва, Стаття в журналі «Молодий ученый»
Рубрика: Технічні науки
Бібліографічний опис:
У виробництвах бавовняної олії та жирних кислот залежно від технологічної схеми та способів виділення основних продуктів утворюється безліч вторинних продуктів та відходів.
Рафінація є процес очищення жирів і масел від супутніх їм домішок. Обробка жирів розчинами – луги (хімічна рафінація) – один з найбільш поширених методів; в результаті утворюються нерозчинні в нейтральному жирі солі, мила, водні розчини яких внаслідок більшої густини легко відокремлюються від жиру. Таку мильну масу називають соапстоком. Мила, що утворюються, володіючи високою стабілізуючою і абсорбційною здатністю, захоплюють з жиру значну частину домішок: фосфатидів, білків, слизів, барвників і інших, причому розчини лугів руйнують барвники.
Таким чином, соапсток екстракційних бавовняних олій містить нейтральний жир, жирні кислоти, держсипол та продукти його перетворення (до 3,5 % усієї маси), зокрема продукти окислення киснем повітря, взаємодії з білками, фосфатидами та жирними кислотами. Відходи пресових масел мають до 0,6% держсиполу. Саме держсипол та продукти його перетворення ускладнюють використання співапстоку в миловарній промисловості.
Бавовняний соапсток (побічний продукт виробництва бавовняної олії) за ТУ-18-УзССР-38-79 повинен мати такі показники: колір від темно-коричневого до темно-жовтого з сіруватим відтінком, консистенція при 20°С від рідкої до мазеподібної; масова частка загального жиру в олії соапстоку не менше 35%, масова частка загальних жирних кислот та нежирних речовин у масі соапстоку не менше 30%.
Соапстоки, що утворюються при нейтралізації бавовняних масел і жирів, розрізняються за вмістом загального жиру, співвідношенням нейтрального та зв'язаного жиру, наявністю супутніх речовин. Зокрема, бавовняні соапстоки Ташкентського олійно-жирокомбінату містять 40,8. 61,2% загального жиру, 16,2. 22,4% нейтрального жиру, 3,6. 6,2% нежирових речовин, 9,0. 30,6% вологи. Середній склад жирних кислот соапстоку: 14-1,3%, 16-42,8%, 18-23,2%; середня молекулярна маса 276.
Нагріті у виносних секціях СЖК переганяються за допомогою барботажної пари. Після охолодження СЖК конденсуються та стікають до збірки. Легкокиплячі кислоти та частково сконденсовані водяні пари з пастки (системи ежекторів та конденсаторів) стікають до збірки, де після відстоювання від води жирні кислоти викачуються насосом у збірку дистильованих жирних кислот. Залишки з останньої секції куба збираються у спеціальний приймач і прямують на переробку. При періодичному способі дистиляції нагріті до 60. 70°С жирні кислоти передаються з ємності у вакуум-сушильний апарат, де нагріваються до 120°З висушуються. Потім їх подають у дистиляційний куб, де підтримується температура 220. 230°С (залишковий тиск не вище 10 мм рт. ст.) і вводиться перегріта пара під тиском 1,2. 1,3 атм. СЖК конденсують, відокремлюють від води та збирають у збірники. Непереганяючу частину (смоляна маса, або гудрон) з куба переводять до збірки. При такому способі переробки соапстока досягається високий рівень дистиляції. Отриманий гудрон містить менше жирних кислот, але має в'язку консистенцію. Вихід дистильованих жирних кислот - 82. 83%.
При безперервному способі дистиляції чорні жирні кислоти пропускають послідовно на двох типах установок: куб № 1 безперервної дії вони подаютьсяз підігрівача-осушувача, куб № 2 періодичної дії завантажується напівгудрон, що виходить з куба № 1. У всі секції куба № 1 при 130°С вводять насичену пару (1,2. 1,5 атм.).
Збірник дистильованих жирних кислот після заповнення відключають і відкачують вміст у спеціальну ємність. Гудрон видаляють, попередньо припинивши харчування куба №2 напівгудроном. При віджиму температура в апараті має бути 230...235°С. Гудрон прямує до збірки (гудронник), при цьому подача не відключається. Продуктивність збірки - 20. 22 т дистильованих жирних кислот на добу. Як вторинна сировина утворюється 4. 8 т гудрону - держсиполової смоли.
Держсистатові смоли, отримані при порушенні температурного режиму і нерозчинні в уайт-спіриті, не знаходять застосування, необхідно їх додатково додатково обробляти водою або вапняним молоком або отримувати на їх основі кальцієві та інші солі.
Дистильовані жирні кислоти, вільні від держсиполу, забарвлені у білий або світло-жовтий колір. До складу дистильованих жирних кислот із соапстоку входять 70. 75 % ненасичених кислот С10-С18 (переважно С16-С18) із середньою молекулярною масою 276. Суміш жирних кислот із кислотним числом 200. 210 мг КОН містить лауринову (0,43 (16,7%), пальмітинову (55,3%), стеаринову (10,4%), олеїнову (17,25%) кислоти. Щорічно виробляють приблизно 59 тис. т СЖК, 31 тис. т дистильованих жирних кислот (вихід 7,50 % із загальної кількості жирних кислот) та понад 11 тис. т держсиполової смоли.
Поділ жирних кислот на фракції ведуть кількома способами. Широко застосовується карбамідний метод, заснований на освіті комплексів. Чим менша ненасиченість жирних кислот, тим легше утворюються нерозчинні комплекси з сечовиною.
Більшість олійно-жирових підприємств Республіки Узбекистан, де переробляється бавовняний соапсток, не мають локального очищення термінових вод. Це веде до забруднення каналів, річок, водойм. Тому на Андижанському та Катта-Курганському масложирокомбінатах з 1980 р. ведуться роботи з локального очищення стоків цехів дистиляції жирних кислот за схемою: нейтралізація, знежирення, знебарвлення.
У рослинних олій забарвлення варіює від коричнево-червоного до бурого. Основну групу барвників рослинних олій складають хлорофіл і каротиноїди, в бавовняному маслі - також держсипол і його похідні. Фарбувальні речовини можна розділити на три групи: 1) які перебувають у жировмісних клітинах і переходять у олію у незміненому вигляді; 2) що змінюють склад та фарбування в процесі олійного добування; 3) що утворюються в процесі маслодобування під впливом нагрівання, вологи і т. д. Адсорбційна рафінація масел і жирів заснована на властивості активованих глин вибірково поглинати, утримуючи на поверхні деякі домішки, що знаходяться в оліях.
Для адсорбційної рафінації бавовняної олії, що йде на гідрування та приготування саломасу, на Ташкентському масло-жиркомбінаті використовують активовані відбільні глини-алюмосилікати та. природні бентонітові глини, що проходять попередню хімічну обробку кислотами. При взаємодії з кислотами розчиняється кілька кальцію, магнію, заліза, алюмінію та інших елементів. Як наслідок, зростає пористість адсорбентів. Перед використанням відбільну глину промивають водою, сушать і подрібнюють. Відбілююча здатність активованої глини перевищує вихідну вдвічі і більше. Бавовняна олія та активовану відбільну глину в кількості 0,5. л,5% маси олії поміщають в апарат з мішалкою,обігрівається глухою парою і ретельно перемішують (20. 30 хв., 30. 95°С).
Очищена бавовняна олія передається насосом на рамкові фільтрпреси. Тиск пресування трохи більше 2,5. 3 кг/см 2 температура 85. 90°С. Фільтрпреси періодично очищають і відбільні глини, що відпрацювали, збирають у піддонах. Для зменшення втрати олії з відбільними глинами фільтрпрес перед чищенням продують стисненим інертним газом. Олію збирають у приймач і повертають на повторну лужну рафінацію.
У відпрацьованих глинах відбільних залишається значна кількість жиру (до 30%), тому запропоновано кілька способів додаткового його вилучення.
Метод флотації.Відпрацьовані відбільні глини обробляються гарячим 5%-ним розчином соди протягом 3. 4 год. Потім додають 20%-ний розчин кухонної солі і перемішують 30 хв. Після відстоювання суміші (6. 8 год) утворюються три шари. Верхній шар, який складається з жиру, використовується для технічних цілей, середній у вигляді розчину використовується повторно, а нижній (знежирені відбільні глини) вивозиться на звалище.
Екстракційний метод.Глини обробляються бензином або іншим розчинником, а також гарячою водою.
Слід зазначити, що на масложирокомбінатах Республіки Узбекистан, як правило, відпрацьовані відбільні глини не знежирюють і досить цінний продукт вивозиться на звалище. Залежно від якості бавовняної олії та її призначення витрачаються різні кількості адсорбенту, в середньому його норма становить 1 % маси відбілюваних масел і жирів. Кількість відпрацьованих вибільних жирних глин в Узбекистані досягає 1,0 тис. т (у перерахунку на жири) на рік.
До відходів масложирового виробництва відноситься і відпрацьований каталізатор гідрування рослинних олій, тваринних жирівта жирних кислот. У виробництві застосовують каталізатор двох типів: нікелевий, обложений на кизельгурі, і нікель-мідний, без носія (невідновлений). На виробництво 1т гідрованих олій та жирів витрачається 0,2. 0,4 кг нікелевого каталізатора, причому це залежить від якості вихідної сировини та необхідних властивостей гідрованого продукту; з цієї кількості утворюється 30. 50% відпрацьованого каталізатора (в середньому 0,5 кг на 1 т саломасу), загальна кількість його досягає приблизно 100 т на рік; відпрацьований каталізатор частково використовують на підприємствах кольорової металургії.
Проведено аналіз науково-технічної та патентно-ліцензійної літератури з питань відходів олійно-жирової промисловості та визначено фізико-хімічні характеристики найбільш прийнятних відходів можливих для використання у складах мастильних матеріалів.
З різних видів мастильних матеріалів найбільш прийнятним за складом визначено солідоли та визначено можливість їх отримання з використанням відходів олійно-жирової промисловості.
Кулієв Р. Ш., Кулієв Ф. А., Муталібоєва А. А., Кулієва С. Р. Поліпшення антиокислювальних та антикорозійних властивостей рослинних олій. «Хімія та технологія палив та масел», 2005, 6, с. 41-43.
Гришин Н. Н., Шибряєв СБ., Прокопів І. А., Сайдахмедов І. М., Вікторова Ю. С. Хімотологія пластичних мастил. Москва 1994, 147 с.