Нерафинированное арахисовое масло обычно проходит такие процессы рафинации, как дегуммирование, нейтрализация (снижение кислотности), отбеливание и дезодорация, для снижения содержания фосфолипидов, свободных жирных кислот (СЖК), пигментов и веществ, придающих запах, что повышает стабильность и качество масла.
На практике не все проекты по переработке арахисового масла используют одинаковые технологические схемы. Конкретную схему рафинации необходимо подбирать с учетом качества нерафинированного масла, целевых стандартов продукции, масштаба производства и выбора химической или физической рафинации.
Рафинация арахисового масла отличается от этапов извлечения масла из ядер арахиса — прессования или экстракции растворителем. Нерафинированное масло содержит такие примеси, как фосфолипиды, свободные жирные кислоты, пигменты, влага и следовые количества металлов, которые необходимо поэтапно удалять с использованием различных механизмов.
Эффективность рафинации зависит от качества сырья, последовательности операций, эффективности разделения и согласованности оборудования. Ниже приведено описание типового участка химической рафинации:
| Этап рафинации | Цель обработки | Основной механизм | Типичное оборудование |
|---|---|---|---|
| Дегуммирование | Удаление гидратируемых и негидратируемых фосфолипидов | Агрегация при гидратации / Кислотное преобразование и центробежное разделение | Высокосдвиговые смесители, реакционные емкости для гидратации, тарельчатые центрифуги |
| Нейтрализация (снижение кислотности) | Снижение содержания свободных жирных кислот (СЖК) и контроль кислотного числа | Реакция щелочной нейтрализации с образованием соапстока и последующим разделением | Нейтрализаторы / Центрифуги непрерывного действия, сепараторы соапстока, промывочные и сушильные колонны |
| Отбеливание | Удаление пигментов и следовых полярных примесей | Физическая и химическая адсорбция с использованием активированной отбельной глины / активированного угля | Вакуумные отбельные колонны, листовые фильтры / рамные фильтр-прессы |
| Дезодорация | Удаление летучих веществ, придающих запах, перекисей и остаточных растворителей | Отгонка водяным паром при высокой температуре и глубоком вакууме | Дезодорационные колонны непрерывного / периодического действия, вакуумные системы, теплообменники |
Дегуммирование — важный этап предварительной обработки при рафинации арахисового масла. Его основная цель — удаление фосфолипидов и гуммистых веществ из нерафинированного арахисового масла для повышения эффективности последующих процессов нейтрализации, отбеливания и дезодорации.
Фосфолипиды подразделяются преимущественно на гидратируемые (HP) и негидратируемые (NHP). Различные типы фосфолипидов требуют разных методов обработки:
При водном дегуммировании добавляют воду для гидратации гидрофильных фосфолипидов, в результате чего они набухают и образуют коллоидные агрегаты, которые затем удаляются с помощью разделительного оборудования.
Для расщепления негидратируемых фосфолипидов (связанных фосфолипидов) и перевода их в гидратируемую форму перед отделением добавляют фосфорную или лимонную кислоту.
Эффективность дегуммирования главным образом зависит от содержания фосфора в нерафинированном масле, выбора реагента, эффективности смешивания, параметров реакции и качества разделения.
Особенно при физической рафинации тщательное дегуммирование имеет решающее значение, поскольку остаточные фосфолипиды могут отрицательно влиять на последующее снижение кислотности и качество готового масла.
Основная цель этапа снижения кислотности — контроль кислотного числа и предотвращение окислительного прогоркания масла.
Принцип: Вводится раствор гидроксида натрия (NaOH), который вступает в реакцию со свободными жирными кислотами с образованием соапстока, удаляемого затем центрифугированием. Последующая промывка водой удаляет остаточное мыло, а вакуумная сушка — влагу.
Принцип: Вместо применения растворов щелочи свободные жирные кислоты непосредственно отгоняют и удаляют водяным паром при высокой температуре и глубоком вакууме. Побочным продуктом является дистиллят жирных кислот.
Таким образом, физическая рафинация подходит не для всех проектов по переработке арахисового масла; выбор необходимо оценивать с учетом характеристик нерафинированного масла и целей проекта.
При отбеливании используется микропористая структура адсорбентов для адсорбции хлорофилла, каротиноидов, следовых количеств металлов и полярных примесей из нерафинированного масла, что улучшает прозрачность и цветовые показатели масла.
Эффективность отбеливания в первую очередь зависит от следующих факторов:
Дезодорация — заключительный ключевой этап рафинации арахисового масла. Ее основная задача — удаление из масла летучих веществ, придающих запах, для улучшения вкуса и стабильности.
Принцип: Дезодорация основана на различии летучести летучих соединений и триглицеридов. При высокой температуре и глубоком вакууме отгонка острым паром обеспечивает отделение от масла летучих веществ, придающих запах.
Типовая технологическая схема: Отбеленное масло ➔ Нагрев ➔ Дезодорационная колонна ➔ Отгонка паром ➔ Отделение летучих веществ ➔ Рафинированное арахисовое масло
На эффективность дезодорации совместно влияют температурный режим, уровень вакуума, расход барботажного пара, время пребывания и качество предварительной обработки.
Следует учитывать, что разное позиционирование конечного продукта требует различных подходов к дезодорации:
Поэтому процесс дезодорации необходимо адаптировать к требованиям к конечному продукту.
| Параметр сравнения | Химическая рафинация | Физическая рафинация |
|---|---|---|
| Механизм удаления СЖК | Реакция щелочной нейтрализации с образованием соапстока | Отгонка водяным паром при высокой температуре под вакуумом |
| Требования к предварительной обработке | Менее строгие требования к дегуммированию; допускается умеренное содержание фосфора | Крайне строгие требования к дегуммированию; необходимо тщательное удаление фосфора |
| Побочные продукты и воздействие на окружающую среду | Образуются соапсток и промывные сточные воды; более высокие затраты на обработку | Соапсток не образуется; получается дистиллят жирных кислот высокой чистоты; минимальный объем сточных вод |
| Потери нейтрального масла | Выше (из-за уноса нейтрального масла с соапстоком) | Ниже (нет потерь из-за уноса с соапстоком) |
| Применимые сценарии | Нерафинированное масло с высоким содержанием СЖК, нестабильное качество сырья, предприятия малой и средней мощности | Нерафинированное масло с низким содержанием фосфора, крупномасштабное производство, требования к низким потерям масла |
Основания для выбора процесса: Решение необходимо принимать на основе оценки кислотного числа нерафинированного масла, содержания фосфолипидов, производительности, экологических требований и позиционирования продукта. Например, для нерафинированного масла с высоким кислотным числом предпочтительна химическая рафинация, тогда как для масла с низкой кислотностью можно использовать физическую рафинацию, чтобы снизить потери масла и воздействие на окружающую среду.
Важно отметить, что потери при рафинации арахисового масла и выход масла при его извлечении — разные показатели. Выход масла зависит главным образом от масличности сырья, предварительной обработки и самого процесса извлечения, тогда как потери при рафинации возникают на этапе последующей обработки нерафинированного масла. Подробнее о факторах, влияющих на выход арахисового масла, можно узнать, ознакомившись со следующими темами: выход арахисового масла при извлечении и методы повышения степени извлечения масла.
| Типичное отклонение | Возможная причина | Меры по проверке и оптимизации |
|---|---|---|
| Высокое остаточное содержание фосфора после дегуммирования | Недостаточное смешивание, недостаточная дозировка реагента для дегуммирования, неправильная температура центробежного разделения | Повторно откалибровать дозирование кислоты/воды; увеличить частоту вращения центрифуги и скорость сдвига в смесителе. |
| Кислотное число после нейтрализации не соответствует целевому значению | Неправильная концентрация щелочи, колебания содержания СЖК в нерафинированном масле, недостаточное время реакции нейтрализации | Повторно определить содержание СЖК в нерафинированном масле; точно рассчитать концентрацию щелочи и коэффициент ее избытка. |
| Неудовлетворительный цвет после отбеливания | Влажный или отсыревший адсорбент, низкая температура отбеливания, недостаточный вакуум, вызывающий окисление масла | Заменить активированную отбельную глину; проверить вакуумную систему отбельной колонны и нагревательные змеевики. |
| Сохраняющийся посторонний запах после дезодорации | Неполное дегуммирование или снижение кислотности на этапе предварительной обработки, низкая температура дезодорации, недостаточная подача пара для отгонки | Проверить остаточное содержание фосфора и СЖК на предшествующих участках; повысить температуру дезодорации и увеличить подачу острого пара. |
Производительность оборудования должна соответствовать плану проекта и эксплуатационным требованиям. К основным факторам относятся суточный объем переработки (т/сут), продолжительность работы, планы будущего расширения и требования к автоматизации.
Различия в параметрах нерафинированного арахисового масла влияют на схему рафинации и комплектацию оборудования. Ключевые параметры включают содержание СЖК / кислотное число, содержание фосфолипидов / фосфора, содержание влаги и примесей, исходный цвет и целевые стандарты продукции.
Например: если нерафинированное масло содержит много гуммистых веществ, необходимо усилить дегуммирование; если планируется физическая рафинация, качество предварительной обработки должно строго контролироваться.
Комплектная установка рафинации арахисового масла обычно включает:
При разработке проекта по рафинации арахисового масла выбор оборудования зависит не только от характеристик отдельных установок, но и, что ещё важнее, от совместимости всей системы. Для комплексных проектов, включающих обработку сырья, извлечение масла и рафинацию, полная Линия по производству арахисового масла конфигурация оборудования может быть адаптирована к конкретным требованиям по производительности.
Различия в качестве нерафинированного масла, производительности и позиционировании продукта обусловливают существенные различия в технологических схемах рафинации и выборе оборудования.
Для оценки, строительства или модернизации установки рафинации арахисового масла предоставьте нашей инженерной команде следующие ключевые параметры:
Мы предоставим индивидуальные комплексные решения — от проектирования технологического процесса и изготовления оборудования до монтажа, пусконаладки и обучения операторов.