Операторная модель производства кукурузного масла

Согласно технологической схеме рафинации масел и жиров была смоделирована операторная модель, которая отражает процессы, происходящие с сырьем в ходе каждой стадии технологического процесса.

Весь технологический процесс производства был разделен на 3 системы. Каждая система включает в себя ряд технологических операций.

1 – подготовка сырья к производству

1.1  – замачивание кукурузного зерна;

1.2  – предварительное дробление;

1.3  – окончательное дробление;

1.4  – промывание и сушка;

1.5  – хранение кукурузных зародышей.

2  – получение масла способом «холодный отжим»

2.1  – подготовка зародышей к прессованию;

2.2  – получение масла и его фильтрация.

3  – получение масла способом экстракции

3.1  – подготовка форпрессового жмыха к экстракции;

3.2  – экстракция;

3.3  – отгонка растворителя.

Каждую технологическую операцию иллюстрирует соответствующий оператор (например, повышение или понижение температуры, измельчение, смешивание и т. д.). Операторы в свою очередь соединены линиями (стрелками), направления которых указывают на направления материальных потоков (полуфабрикатов, сырья).

Расчет производительности технологического оборудования

 Для расчета производительности принимаем необходимую производительность основного оборудования 4 тонны в сутки.

Таблица 4 Результаты расчетов основного технологического оборудования

Название оборудования	Фактическая производительность А, т/цикл	Коэффициент использования оборудования	Число единиц оборудования
Маслопресс ПХП-200	4,8	0,83	1
Фильтр-пресс Ш4-ВФП-12/М	4,8	0,83	1
Экстрактор Типа Олье	50	0,08	1

Вопросы и задания для контроля знаний

1. Опишите двухпарную плющильную вальцовку

2. Опишите пятивальцовый станок ВС-5

3. Какие вы знаете жаровни?

4. Опишите устройство маслопресса МП – 68

5. Опишите экстрактор Олье

6. Опишите ленточный экстрактор МЭЗ

7. Какие этапы включает в себя технология производства кукурузного масла?

8. Назовите технические данные вибрационного сепаратора СПВ-01

9. Назовите технические данные вальцового станка Р6-ВС

10. Назовите технические данные маслопресс ПХП-200

11. Какие вы знаете машины для производства кукурузного масла?

12. Назовите технические характеристики фильтр-пресса Ш4-ВФП-12/М

13. Опишите Устройство и принцип действия машинно-аппаратурной линии производства кукурузного масла

14. Какие показатели нужны для расчета производительности технологического оборудования

Лабораторная работа № 12. Тема: Схемы при получении масла и шрота из семян рапса

Цель – изучить схемы при получении масла и шрота из семян рапса

Рис. 1 Схема получения масла и шрота из семян рапса:

1- очистка семян от инородных примесей; 2 - измельчение семян на вальцевых дробилках; 3 - пропаривание семян; 4 - выделение масла прессами (содержание масла в семенах снижается с 40 до 15-17%); 5 - центрифугирирование жмыха (содержание масла снижается с 15 до 1%); 6 - удаление растворителя; 7 - сушка шрота; 8 - получение дегуммированного масла; 9 - рафинирование

Рис. 2 Технологическая схема переработки семян рапса:

1 - автомобилеподъемник; 2 - нория; 3 - семяочистительная машина; 4 - бункер активного вентилирования; 5 - магнитный блок; 6 - вальцовый стан; 7 - жаровня; 8 - пресс; 9 - бункер для жмыха; 10 - бак для масла; 11 - бак для отстоя масла; 12 - пресс-фильтр

Рис.3 Пресс-камера маслоотделяющая ПК-200: 1, 8, 10  - кольцо; 2, 5 - фланец; 3 - гайка; 4 - шайба концевая; 7,9 - шнек; 11 - корпус; 12 - кожух; 13,14 - прижимная планка;

15 - зеерная планка; 16 - лоток

Вопросы и задания для контроля знаний

1. Опишите схему получения масла и шрота из семян рапса

2. Что входит в технологическую схему переработки семян рапса?

3. Опишите устройство пресс-камеры маслоотделяющая ПК-200

Лабораторная работа № 13.

Тема: Технология получения соевого масла

Цель – изучить технологию получения соевого масла

При переработке соевых бобов необходимо использовать только тщательно очищенные, здоровые, зрелые, желтые семена, калиброванные по размеру.

Для масличных растений одним из основных биохимических критериев, связанных с качеством белкового комплекса семян, служит изменение кислотного числа масла семян (ядра). При возрастании его выше 1,5-2,0 мг КОН уменьшается общее содержание сырого протеина в семенах, усиливаются процессы гидролитического расщепления белков, что приводит к уменьшению содержания перевариваемого и усваиваемого протеина. Показатель влажности семян должен быть на уровне 10-13%. Этот показатель в определенной степени гарантирует сохранность качества белковой части семян при хранении, а также сравнительно низкий уровень развития микрофлоры, которая может быть причиной микробиологической порчи ценных компонентов семян и источником заражения пищевых белковых продуктов токсинами. Содержание посторонних примесей должно быть 1-2%, а  битых семян 3-10 %, для того, чтобы  снизить возможность заражения семян микрофлорой.  Содержание протеина в зернах должно быть не менее 36%.

Основные характеристики хорошего качества семян сои представлены в таблице 1.

Показатель	Число
Кислотное число масла семян (ядро), мг KOH	1,5 - 2
Влажность, % (не более)	10 - 13
Содержание посторонних примесей, % (не более)	1 - 3
Масличность на СВ (сухое вещество), %	18 - 20
Содержание протеина на СВ, % (не менее)	36 - 41
Содержание клетчатки на СВ, % (не более)	5
Содержание золы на СВ, % (не более)	5
Индекс растворимости NSI (не менее)	90
Плесени не допускаются

В России существуют два основных способа переработки сои: на масло и шрот, и на соевые молочные продукты (рисунок 1). При этом как уже было сказано ранее, основная масса соевых бобов идет на переработку с целью получения масла и шрота. Соя может также перерабатываться на кормовые цели без выделения масла, с получением экструдированной и или тостированной сои. 

Рис. 1. Направления переработки соевых бобов в России

Для получения соевого масла и шрота используют два наиболее распространенных способа переработки соевых бобов: химический (экстракция) и механический (прессование). 

В настоящее время технология двойного прессования масличных семян переживает «второе рождение», так как в сравнении с экстракцией сохраняет натуральные свойства продукта, отличается экологической чистотой и безопасностью, а также меньшей энергоемкостью. В Швеции и некоторых других странах ЕС масло, получаемое в процессе экстракции растворителями, больше не используется для очистки и производства салатного масла или маргарина в целях реализации на внутреннем рынке, а экспортируется в другие страны с менее строгими правилами.

В России соевый шрот и масло на заводах получают в основном по схеме форпрессование-экстракция (рисунок 2), когда на прессах производят предварительный съем масла перед экстракцией. При этом образуется соевый жмых (на рисунке – жирный соевый лепесток) и масло. Сложность процесса прессования заключается в том, что необходимо выдерживать мягкие режимы подготовки материала к прессованию, иначе увеличивается масличность жмыха, ухудшается цветность масла. 

Полученный жмых после прессов подвергается измельчению на дробилках и далее направляется на плющение для получения лепестка или в виде крупки поступает на экстракцию, которую проводят с помощью  специальных растворителей (спирт и др.), при этом из жирного лепестка извлекаются остатки масла и получается соевый шрот. Далее проводят отгонку растворителя из шрота на тостерах-испарителях чанного типа.

Рис. 2. Схема переработки соевых бобов с использованием метода формпрессование-экстракция

По этой схеме на имеющемся оборудовании в России можно получают только тостированный соевый шрот и из него возможно получение тостированной соевой муки.

Эффективная отгонка растворителя из шрота после экстракции - достаточно сложный процесс. Технологию получения тестированного шрота для кормовых целей можно разделить на несколько стадий:  удаление растворителя из шрота с доведением его в шроте не более 0,08 - 0,1%; инактивация ингибитора трипсина и снижение активности уреазы до значений менее 0,2 единиц рН. Возможна также дальнейшая переработка тостированного соевого шрота путем его размола и образование  тостированной соевой муки. Для получения высококонцентрированных соевых белков, таких как изоляты и концентраты, необходимо специальное оборудование, которое позволяет получить полностью обезжиренный соевый лепесток. Обезжиренный соевый лепесток обладает высоким содержанием водорастворимого протеина. В нашей стране пока отсутствует промышленное производство белого лепестка, развитие направления переработки сои с получением пищевых белков базируется практически полностью на импортном сырье. Еще один способ обработки соевых бобов это – экструдирование, в результате которого получается полножирная экструдированная соя. Экструдирование - это сложный физико-химический процесс, который протекает под действием механических усилий при условии присутствия влаги и высокотемпературного воздействия. В процессе экструдирования сои уровень активности уреазы снижается до 0,1-0,2 ед pH , что позволяет инактивировать антипитательные свойства данного продукта до безопасного уровня. Основные технологические свойства полножирной экструдированной сои зависят от температуры обработки, времени пребывания продукта в камере пресса и предварительной подготовки семян сои. В результате экструдирования 1 кг сои получается дополнительная обменная энергия, эквивалентная 100 г растительного масла и высокодоступный белок. Это следствие деструкции крахмала на более простые сахара и кратковременного теплового воздействия на продукт, а также разрыва клеточных оболочек. Полножирная экструдированная соя является идеальным сырьем для производства концентратов, поскольку вносит в концентрат самое главное - дешевую энергию и полноценный протеин. Практически, добавив к сое витамины, минералы, аминокислоты и ферменты, можно получить высокоэффективный белково-витаминно-минеральный концентрат (представляет собой однородную смесь высокобелковых кормовых средств, минеральных и биологически активных веществ). Если в хозяйствах имеется свое дешевое сырье и возможность смешивать ингредиенты, то использование такого рода концентратов позволяет в условиях кормоцехов получить недорогой, но качественный комбикорм и достигнуть высоких показателей продуктивности.      Возможна также термическая обработка сои с целью получения тостированной сои, при этом происходит коагуляция белка, в результате чего ферменты теряют свою биохимическую активность, нарушается структура клеточных стенок и облегчается доступ к содержимому клеток, что в свою очередь облегчает пищеварение. Если соя не пройдёт предварительной тепловой обработки, то питательность сои не будет представлять интереса. Протеин в сое тостированной полножирной - полноценный, содержит все незаменимые аминокислоты в оптимальных количествах. Соя тостированная полножирная также ценный компонент для всех видов сельскохозяйственных животных и особенно молодняка животных и сельскохозяйственной птицы.