книги из ГПНТБ / Подготовительные процессы переработки масличных семян

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ

ПРОЦЕССЫ

ПЕРЕРАБОТКИ

'МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН

Под редакцией д-ра техн. наук проф. В. В. БЕЛОБОРОДОВА.

МОСКВА ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ1974

ОТ АВТОРОВ

Производство растительных масел состоит в основном из подготовительных процессов, прессования и экстракции. Если воп­ росы прессования и экстрагирования в отечественной й зарубеж­ ной литературе освещены достаточно полно, то фундаменталь­ ных работ по подготовительным процессам мало. Между, тем, подготовка масличных семян к извлечению из них масла имеет большое значение для эффективной работы основных цехов (прессовых и экстракционных). В частности, в ряде случаев по­ вышение производительности подготовительных машин оказы­ вает решающее влияние на наращивание мощностей маслоэкст­ ракционных заводов.

При работе над книгой авторы стремились представить вни­ манию читателя материал о закономерностях технологических, процессов и их аппаратурном оформлении. Приведены принци­ пиальные основы конструкции и способа работы машины или аппарата, дается их техническая характеристика без детального описания привода, станины, материалов и т. п.

■ В основу научного содержания книги положено, с одной сто­ роны, современное учение о процессах и аппаратах технологии, пищевых продуктов, в частности технологии растительных ма­ сел, и, с другой стороны, достижения науки о методах перера­ ботки масличных семян и зерна.

Инженерная часть книги основана на широко проводимых,, главным образом в СССР, работах по созданию машин и аппа­ ратов для подготовительных процессов, а также на богатом опы­ те отечественной промышленности в этой области.

Книга предназначена для инженерно-технических и научныхработников масло-жировой промышленности и может быть ис­ пользована студентами и преподавателями вузов, в которых ве­ дется подготовка инженеров по технологии жиров.

Введение, главы 3, 4 (кроме пятого раздела в порядке их расположения), 10 и 12 написаны В. В. Белобородовым, пятый раздел главы 4, глава 5 (кроме третьего раздела), глава 6 (кро­ ме третьего и четвертого разделов), главы 11 и 13 — Ю. П. Ма- цуком,-третий.раздел главы 1, главы 2, 7, 8 и 9 — Б. Н. Кириевским, глава 1 (кроме третьего раздела), третий раздел главы 5, третий и четвертый разделы главы 6 — А. Т. Кузнецовым.

Авторы признательны д-ру техн. наук проф. В. Г. Щербакову и канд. техн. наук доценту В. Е. Овчаренко за ценные рокомен- | дации, данные ими при рецензировании рукописи.

. 3 '

В массе масличных семян может содержаться значительное количество посторонних примесей органического и минерального происхождения, а также масличных примесей, которые приводят к ухудшению качества вырабатываемой про­ дукции, возрастанию безвозвратных потерь масла в производстве, ускорению износа обо­ рудования. Особенно заметно, влияние мас­ личных и сорных при­ месей на качество мас­

ла (рис. 1). Некоторые показа­

тели качества липидов, извлеченных из ядра семян подсолнечника, ядра масличных при­ месей и органического сора [174] приведены в табл. 1.

В процессе перера­ ботки масличных се­ мян с обрушиванием в ядро переходит при­

мерно 50% минерального и органического сора от содержания его в очищенных семенах и практически вся масличная примесь.

Бесспорно отрицательное влияние сорных примесей, особен­ но органического происхождения, на сохранность масличных се­ мян, что имеет непосредственное отношение к качеству выраба- , тываемой продукции.

Сорные и масличные примеси при фракционировании семен­ ной массы по ширине и толщине семянок сосредоточиваются в основном в фракции мелких семян [178]. Этот факт должен при-

6

>

ниматься во внимание при решении вопросов хранения и перера­ ботки масличных семян. В частности, из него вытекает целесо­ образность фракционирования семян перед хранением. Однако наиболее важным обоснованием целесообразности фракциони­ рования масличных семян является разнокачественное™ их свойств в зависимости от размеров и других факторов (призна­ ков фракционирования). Фракционированию семян подсолнеч­ ника в книге уделяется особое внимание.

Остановимся кратко на семенах хлопчатника и сои.

Опыты по фракционированию семян хлопчатника в зависимо­ сти от их аэродинамических свойств показали [286], что, напри­ мер, при масличности семян исходной пробы 18,8% и кислотно­ сти содержащегося в них масла 4,7% могут быть выделены фракции с масличностью 22,7 и 5,9% и кислотностью масла со­ ответственно 1,9 и 18,6%. Общеизвестно, что качество семян хлопчатника зависит также от их промышленного сорта.

В массе соевых семян можно различать семена незрелые, не­ дозрелые и зрелые [175]. С увеличением степени недозрелости сои заметно снижается качество получаемых из нее масла, шро­ та и фосфатидов [14, 70, 228, 229]. В этом отношении показа­ тельно фракционирование соевых семян по размерам, результа­ ты которого приведены в табл. 2.

В незрелых семенах сои содержится, в частности, в 20 раз больше хлорофиллов™ в 70 раз больше меланофосфатидов по сравнению с полноценными семенами, а в масле из недозрелых семян каротиноидов содержится на 30—35% больше, чем в мас­ ле из зрелых семян [70].

7

Общеизвестен факт быстрой порчи хранящихся масличных семян, если их влажность не доведена до оптимальной. В связи

веществ: сырого жира» сырого протеина, сырой клетчатки, сырой золы и безазотистых экстрактивных веществ. Все эти данные содержатся в известных работах [15, 52, 281].

Остановимся на локализации некоторых веществ, важных для качества продукции, в составных частях семян .(ядре и обо­ лочках), максимальное разделение которых, как было сказана выше, является одной из основных целей подготовительных про-

8

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН И ИХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

Г Л А В А I

СВОЙСТВА, ВАЖНЫЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ, АЭРО- И ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

При изучении семян их отдельные характеристики могут опре­ деляться или путем анализа тех или иных свойств единичных се­ мянок, например толщины, или путем определения грануломет­ рического состава навески или партии семян. В первом случае результаты определения свойств единичных семянок подверга­ ются математической обработке с целью получения величин, ха­ рактеризующих крайние и средние значения, вариацию признака, стандартное отклонение и т. д. Знание некоторых свойств единич­ ных семянок не раскрывает свойств совокупности семян как еди­ ного целого. Во втором случае получают среднюю величину и крайние значения непосредственно совокупности семян (на­ вески). Эти величины характеризуют свойства массы семян как сыпучего тела.

СОВОКУПНОСТЬ СЕМЯН КАК СЫПУЧЕЕ ТЕЛО

Совокупность семян можно отнести к сыпучим материалам, под.которыми подразумевают механическую смесь твердых тел различной формы и крупности, промежутки-между которыми за­ полнены воздушной средой. Если принять, что сыпучий материал имеет одинаковые механические свойства в разных направлени­ ях, что в толще сыпучего материала могут возникнуть напряже­ ния сжатия и касательные напряжения и что частицы, составля­ ющие сыпучий материал, обладают упругостью и прочностью, то этот сыпучий материал можно назвать сыпучей средой.

Если сыпучая среда ограничена замкнутой поверхностью (стенки сосуда, свободный наружный слой частиц), то ее назы­ вают сыпучим телом. Сыпучие тела, не имеющие связи между частицами, называются идеальными сыпучими телами, а имею­

10

щие связь (сцепление) называются связанными. К идеальным сыпучим телам в первом приближении можно отнести совокуп­ ность семян подсолнечника, льна, конопли, сои, клещевины, гор­ чицы, эдака и др. К связанным сыпучим телам относятся опушен­ ные семема хлопчатника. Подробнее приведенные определения рассматриваются в механике сыпучих сред [4, 97, 200].

Свойства сыпучих тел зависят от ряда факторов и характери­ зуются объемной массой, коэффициентами внутреннего и внеш­ него трения, грануломет­ рическим составом и т. п.

С точки зрения подгото­ вительных процессов про­ изводства растительных масел наибольший инте­ рес представляют объём­ ная масса и коэффициен­ ты внутреннего и внеш­ него трения.

Объемная масса необ­ ходима для расчета про­ изводительности машин, транспортных элементов и емкостей. Коэффициен­ том внутреннего трения характеризуется сыпу­ честь семян. Он необхо­ дим, кроме того, для рас­ чета емкостей. Коэффици­ ент внешнего трения ну­

жен для расчета самотечных труб, относительных скоростей се­ мян на дисках центробежных обрушивающих машин, ситовых по­ верхностях сепараторов и т. п.

Величина объемной массы масличных семян, как и других сыпучих тел, зависит от плотности семян и плотности их укладки.

Плотность семян изменяется в зависимости от их вида, сорта, влажности, масличности и других показателей.

Плотность укладки характеризуется коэффициентом плот­

Р

где Ро — объемная масса, кг/м3; р — плотность частиц, кг/м3.

Плотность укладки зависит от коэффициента внутреннего трения (величина которого в свою очередь обусловлена влажно­ стью семян), формы частиц и их гранулометрического состава, в том числе от содержания сорных примесей. На величину плот­

11