Винахід відноситься до масложирової промисловості і стосується способів адсорбційної очищення переважно від фосфоровмісних сполук, а також пігментів, жирних кислот, білкових молекул, іонів важких металів та інших неполярних молекул. Спосіб очищення рослинних масел включає адсорбцію з додаванням розчину кислоти з подальшим відділенням масла від осаду домішок. При цьому адсорбцію проводять з використанням 5-7% розчину фосфорної кислоти в кількості 0,53-0,6% до маси олії і подальшим додаванням розчину силікату натрію щільністю 1,32-1,34 г / см 3 в кількості 0,7 0,8% до маси масла, причому після додавання кожного розчину масло перемішують до однорідної консистенції, потім обробляють ультразвуком при частоті 22-25 кГц, протягом 10-20 хвилин і проводять процес при 18-23 С. Винахід дозволяє підвищити якість очищеного масла , спростити і здешевити спосіб. 3 мул. 1 табл.
Малюнки до патенту РФ 2232801
Винахід відноситься до масложирової промисловості і стосується способів адсорбційної очищення переважно від фосфоровмісних сполук, а також пігментів, жирних кислот, білкових молекул, іонів важких металів, іонів неметалів і інших неполярних молекул.
Очищення масла проводять для видалення різноманітних небажаних для здоров'я, зовнішнього вигляду і т.д. домішок і забруднювачів.
Одну з проблем для очищення масла представляють фосфоровмісні з'єднання. Вони утворюють нестійку колоїдну систему, легко порушується при зберіганні масла. Масло мутніє, починає пахнути цвіллю, прогоркает. У випадаючому осаді розмножуються мікроби, виділяються токсини, масло стає непридатним для споживання в їжу.
Недоліком відомого способу є використання готового гідрогелю кремнієвої кислоти з певним розміром частинок від 3 до 250 мкм, що вимагає підготовки його до роботи, а це викликає додаткові витрати, ускладнює спосіб і не дозволяє підвищити ефективність очищення масла за рахунок зменшення розміру частинок адсорбенту, щоб не збільшувати опір дифузії через адсорбирующие шари до поверхні адсорбенту. Процес йде при температурі 70-100 С, що вимагає додаткових витрат, ускладнює спосіб і знижує якість очищеного масла. Використовуваний в способі кремнієвий гідрогель ефективний для видалення сірки, а для видалення інших домішок застосовують після спеціалізованої обробки, що вимагає додаткових витрат і ускладнює спосіб.
Недоліком даного способу є використання твердого адсорбенту з певним розміром частинок від 5 до 38 мкм, що вимагає спеціальної підготовки його до роботи, а це викликає додаткові витрати і не дозволяє підвищити ефективність очищення, а отже, якість очищеного масла за рахунок зменшення розміру частинок адсорбенту, щоб не збільшити опір дифузії через адсорбирующие шари до поверхні адсорбенту.
Тверді частинки адсорбенту при взаємодії з маслом розподіляються нерівномірно, що знижує ефективність процесу очищення. Процес йде при температурі 40-100 С, що вимагає додаткових витрат і знижує ефективність очищення, а отже, якість очищеного масла, тому що кінетична енергія домішок при температурі зростає, а швидкість адсорбції в адсорбенті падає. Якість масла знижується і за рахунок того, що при підвищеній температурі зростає активність освіти перекисних сполук, а це може викликати розкладання масла.
Завданням запропонованого способу є підвищення якості очищеного масла, спрощення і здешевлення способу.
Для досягнення цього технічного результату в способі очищення рослинних масел шляхом проведення адсорбції з додаванням розчину кислоти і з подальшим відділенням масла від осаду домішок адсорбцію проводять з використанням 5-7% розчину фосфорної кислоти в кількості 0,53-0,6% до маси олії і наступним додаванням розчину силікату натрію з щільністю 1,32-1,34 г / см 3 в кількості 0,7-0,8% до маси масла, причому після додавання кожного розчину масло перемішують до однорідної консистенції, потім обробляють ультразвуком при частоті 20 25 кг протягом 10-20 хв. а процес проводять при 18-23 С.
При додаванні в масло розчину фосфорної кислоти частина кислоти взаємодіє з фосфоровмісних домішками, перетворюючи їх в нерозчинні сполуки, які випадають в осад. Дія інших кислот в цьому випадку практично неефективно. Концентрацію кислоти беруть 5-7%, тому що при концентрації менше 5% знижується ефективність вилучення фосфоровмісних домішок з масла, а при концентрації більше 7% ефективність вилучення практично не змінюється, крім того, може збільшитися кислотне число олії.
При додаванні розчину фосфорної кислоти в масло його перемішують до однорідної консистенції, забезпечуючи тим рівномірний розподіл кислоти по всьому об'єму масла, що підвищує ефективність процесу очищення масла від фосфоровмісних домішок.
Додавання розчину силікату натрію щільністю 1,32-1,34 г / см 3 і перемішування його до однорідної консистенції забезпечує рівномірний розподіл силікату натрію по всьому об'єму масла. Непрореагировавшего частина фосфорної кислоти вступає в реакцію з ним, утворюючи гель кремнієвої кислоти, який є сильним адсорбентом. Процес гелеутворення обумовлений виникненням локальних зв'язків між окремими макромолекулами кремнієвої кислоти глобулярного будови по всьому об'єму з отриманням рівномірної сітчастої структури. Наявність кислого середовища, отриманої при додаванні фосфорної кислоти і органічного розчинника, тобто масла, сприяє формуванню скелета гелю кремнієвої кислоти, утвореного глобулами (колоїдними частинками кулястої форми) гранично малого розміру 0,8-1,5 нм. Це призводить до великої упаковці глобул з числом торкань, приблизно рівним 8. Такий механізм створює тонкопорістой структуру з високою питомою поверхнею. В результаті різниці питомих ваг масла і гелю кремнієвої кислоти гель починає осідати, ущільнюватися в обсязі більш ніж в 10 разів, захоплюючи за собою в осад молекули фосфоліпідів, пігментів, білкові молекули, іони важких металів, іони неметалів і інших неполярних молекул. В результаті чого очищене масло концентрується вгорі, а холодець осідає з домішками внизу. Завдяки такому механізму дії адсорбенту ефективність очищення масла зростає, спрощується, і здешевлюється процес очищення масла, тому що відпадає необхідність підготовки адсорбенту до роботи. Експериментально було встановлено, що тільки при використанні фосфорної кислоти в кількості 0,53-0,6% від маси масла і силікату натрію в кількості 0,7-0,8% від маси масла забезпечується досягнення необхідного технічного результату.
При обробці ультразвуком гель кремнієвої кислоти диспергується до найдрібніших частинок, що заповнюють весь обсяг очищуваного масла, що прискорює процес коагуляції домішок і випадання їх в осад, а це підвищує якість очищеного масла. Обробку ультразвуком проводять при частоті 20-25 кГц. Менше 20 кГц використовувати не можна, тому що цей діапазон не є ультразвуковим, а понад 25 кГц диспергування не покращується. Час обробки становить 10-20 хв, тому що менше 10 хв недостатньо для диспергування, а більше 20 хв воно не покращується.
Ведення процесу при 18-23 С дозволяє отримувати масло більш стабільного складу, тому що при цьому знижується утворення перекисних сполук, при цьому кінетична енергія домішок падає, а швидкість їх адсорбції в адсорбент зростає, що також підвищує якість масла.
Крім того, не потрібні додаткові витрати і операції на нагрів в порівнянні з прототипом, що спрощує і здешевлює спосіб.
Пропонований спосіб пояснюється кресленнями, представленими на фіг.1-3, на яких зображені графіки зміни вмісту фосфоліпідів від концентрації фосфорної кислоти для різних масел. Кількість кислоти становить 53 кг на 10 т масла.
Пропонований спосіб здійснюється наступним чином.
У сире рослинне масло додають 5-7% розчин фосфорної кислоти в кількості 0,53-0,9% до маси масла, перемішують масло до однорідної консистенції у відомому реакторі, обладнаному мішалкою. Потім туди ж додають розчин силікату натрію щільністю 1,34 г / см 3 в кількості 0,7-0,8% до маси масла, перемішують масло до однорідної консистенції, обробляють відомим ультразвуковим випромінювачем при частоті 20-25 кГц протягом 10-20 хв і відокремлюють масло від осаду домішок відомим способом. Процес проводять при 18-23 С.
Результати випробувань пропонованого і відомого способів з різними маслами представлені в таблиці.
Таким чином, пропонований спосіб дозволяє підвищити якість масла, спростити і здешевити процес.
1. Слінякова І.Б. Денисова Т.І. Кремнійорганічні органічні сполуки, адсорбенти, отримання, властивості, застосування. Київ, 1988, с.19-20.
2. Арутюнян Н.С. Коріння Є.П. Фосфоліпіди рослинних масел. - М. 1986, с.192-201.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб очищення рослинних масел шляхом адсорбції з додаванням розчину кислоти і наступним відділенням масла від осаду домішок, що відрізняється тим, що адсорбцію проводять з використанням 5-7% розчину фосфорної кислоти в кількості 0,53-0,6% до маси олії і подальшим додаванням розчину силікату натрію щільністю 1,34 г / см 3 в кількості 0,7-0,8% до маси масла, причому після додавання кожного розчину масло перемішують до однорідної консистенції, потім обробляють ультразвуком при частоті 20-25 кГц, а процес проводять при 18 -23 С.