ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА МЕТОДОМ ЭКСТРАКЦИИ

ЭКСТРАКТОРЫ

Прессовым способом невозможно добиться полного обезжиривания масличного материала, так как на поверхности жмыха остаются слои масла, удерживаемые значительными поверхностными силами.

Экстракционный способ обеспечивает практически полное извлечение масла. Экстракция — это,процесс массопереноса масла из маслосодержащего материала в растворитель, осуществляемый посредством молекулярной и конвективной диффузии. В настоящее время в качестве экстракционного растворителя применяют бензин (температура кипения при атмосферном давлении

65...68 ”С).

Эффективность экстракции масла органическими растворителями обусловлена качественной подготовкой экстракционного материала. Основное требование к экстрагируемому материалу — максимальное разрушение клеточных структур. Перед подачей на экстракцию форпрессовый жмых обрабатывают для придания ему структуры, обеспечивающей максимальное извлечение масла органическими растворителями. К такой структуре относятся крупка, форпрессовый лепесток и гранула.

Для получения крупки ракушку из форпрессового цеха направляют на дисковые или молотковые дробилки. В некоторых схемах масличный материал в виде крупки направляют непосредственно в экстрактор. Крупку подвергают влаготепловой обработке в жаровнях (увлажнению и подогреву), чтобы повысить проницаемость для растворителя, а затем она поступает на плющильные вальцы. В результате получаются частицы материала в виде лепестка (пластинки толщиной 0,25...0,50 мм).

После плющильных вальцов лепесток транспортерами направляется в экстрактор, предназначенный для извлечения масла растворителем при противоточном контактировании. Раствор масла в бензине называют мисцеллой, а обезжиренный материал — шротом. Остаточная масличность шрота около 1 %.

Экстракцию растительных масел в настоящее время выполняют двумя основными способами: погружением экстрагируемого материала в противоточно движущийся растворитель и ступенчатым орошением материала в противотоке с растворителем. Известны комбинации этих двух способов.

По способу погружения работает вертикальный шнековый экстрактор НД-1250.

Экстрактор вертикальный шнековый НД-1250 разработан еще в 20-е годы XX в. и в настоящее время эксплуатируется в промышленности в виде модернизированного экстрактора НД-1250 (рис. 10.18). Он состоит из загрузочной колонны 1 с шнековым валом 2, горизонтальной колонны с передаточным шнеком 3 и вертикальной экстракционной колонны 4 с шнековым валом 5. Горизонтальный шнек выполняет роль транспортного элемента, который подает экстрагируемый материал на шнековый вал 5. На загрузочной колонне расположен декантатор 6 — устройство, в котором отходящая из экстрактора мисцелла очищается путем отстаивания от основного количества крупных взвешенных в ней частиц. В верхней части экстракционной колонны на валу 5 расположен механизм сбрасывателя отходящего из экстрактора шрота. Шнеки всех трех колонн имеют индивидуальные приводы. В экстракционной колонне для предотвращения проворачивания материала вместе со шнеком предусмотрены направляющая планка 7 и система оросительных форсунок для ввода растворителя в экстрактор.

Экстрактор работает следующим образом. Экстрагируемый материал в виде лепестка, крупки или гранул поступает в загрузочную колонну. В верхней части колонны материал мешалками распределяется равномерно в колонне экстрактора. Масличный материал перемещается вниз при одновременной подаче бензина ему навстречу.

С последнего шнекового витка масличный материал опускается на витки горизонтального шнекового вала, которые транспортируют и проталкивают его в экстракционную колонну. Материал перемещается по плоскости шнекового витка вверх к выталкивателю, который через люк экстрактора удаляет шрот из экстрактора. Чистый растворитель, поступающий навстречу экстрагируемо-

Рис. 10.18. Шнековый экстрактор НД-1250:

1 — загрузочная колонна; 2, 5— шнековые валы; 3 — передаточный шнек; 4 — вертикальная экстракционная колонна; б — декантатор-отстойник; 7— направляющая планка; 8— мешалки; 9— люк; 10— верхний виток вала загрузочной колонны

му материалу, промывает шрот перед выходом его из экстрактора и стекает вниз. Содержание бензина в выходящем шроте 20...40 %. Проходя через горизонтальный цилиндр, бензин поднимается к декантатору-отстойнику, из которого по трубам в виде мисцеллы выводится из экстрактора.

Экстракция масличного материала в шнековом экстракторе происходит в противотоке. Растворитель центробежным насосом подается в верхнюю часть экстракционной колонны через форсунки и опускается вниз сплошным потоком, заполняя весь свободный объем колонны, включая пространство между частицами экстрагируемого материала. На всем пути по трем колоннам экстрактора жидкая фаза последовательно насыщается извлекаемым маслом. В результате наибольшая концентрация масла в мисцелле на выходе из экстрактора. Отвод мисцеллы из экстрактора производят ниже уровня форсунок, подающих растворитель в экстрактор. Разность уровней точек входа растворителя и выхода его из загрузочной колонны создает избыточный гидростатический напор, обеспечивающий течение жидкой фазы по экстракционной колонне, горизонтальному цилиндру и загрузочной колонне экстрактора.

Мисцелла, поступающая снизу в декантатор, самофильтруется через опускающийся слой жмыха, а затем отстаивается в расширенной части декантатора. В результате содержание частиц экстрагируемого материала в мисцелле, выходящей из экстрактора, 0,4... 1,0 %. Продолжительность экстракции масла из лепестка или крупки 45...60 мин.

Основные технические данные экстрактора НД-1250

Кроме описанного экстрактора НД-1250, работающего по способу погружения масличного материала в растворитель, на заводах России применяют также башенные экстракторы французской фирмы «Олье», технологические характеристики которых аналогичны характеристикам экстракторов НД-1250.

Ленточный экстрактор МЭЗ-350 (рис. 10.19) работает по способу ступенчатого орошения. Все рабочие органы экстрактора заключены в корпус 4, который выполнен из листовой стали и швеллеров в виде коробчатой конструкции. Внутри корпуса расположен горизонтальный сетчатый ленточный транспортер 5 — основ-

Рис. 10.19. Ленточный экстрактор МЭЗ-350:

1 — лопастной шнек; 2— выводной бункер; 3, 13 — ведущий и ведомый валы; 4 — корпус; 5 — ленточный транспортер; б—форсунка; 7 — рыхлители; 8— регулировочный шибер; 9— шлюзовой затвор; 10— загрузочный бункер; 11, 12 — ограничители загрузочного бункера; 14, 16 — четырехкорпусные насосы; 15 — опора

ной рабочий орган экстрактора. Он состоит из рамок, прикрепленных болтами к щекам двух цепей, которые образуют каркас горизонтального сетчатого транспортера. К рамам прикреплены стальные листы с перфорацией (отверстия размером 8x8 или 20 х 20 мм). Стальные листы, называемые подкладными, затянуты сверху плетеной металлической сеткой с ячейками 0,8 х 0,8 мм.

Цепи ленты надеты на звездочки ведущего 3 и ведомого 13 валов. Расстояние между их осями 15 м, поэтому длина верхней рабочей ветви транспортера 14,4 м. Лента приводится в движение от электродвигателя через редуктор и храповой механизм. Скорость ленты можно изменять в широком диапазоне (от 2,5 до 5 м/ч). Ленточный транспортер в экстракторе установлен не строго горизонтально. Ось ведущих звездочек расположена на 150 мм выше оси ведомых звездочек. Это препятствует стеканию бензина по поверхности слоя материала в выводной бункер 2.

Особенность экстрактора ленточного типа — использование в рабочем процессе (транспортирование слоя экстрагируемого материала) только верхней ветви ленточного транспортера. Вся верхняя часть транспортера условно разбита на восемь зон орошения, поэтому под верхней ветвью ленты расположены восемь сборников мисцеллы и один для сбора мисцеллы, промывающей ленту экстрактора. Сборники соединены с соответствующими насосами, которые объединены в два четырехкорпусных насоса 14, 16.

Каждый из восьми центробежных отдельных насосов питает мис- целлой соответствующую форсунку 6. Нижняя ветвь транспортера нерабочая, и в этой зоне лента подвергается вспомогательным операциям (очистке круглой щеткой и промывке частью мисцел- лы из дозировочного бачка).

Для обеспечения равномерного распределения орошающей мисцеллы по слою экстрагируемого материала, а также хорошей проницаемости слоя поверхность экстрагируемого материала рыхлится на глубину 100 мм грабельными рыхлителями 7, подвешенными на цепях к крышке экстрактора.

Мисцеллосборники разделены перегородками с отверстиями для перетока мисцеллы последовательно из сборника в хвостовой части экстрактора в головной.

В верхней части корпуса расположен загрузочный бункер 10, над которым смонтирован шлюзовой затвор 9 с индивидуальным электроприводом. Загрузочный бункер экстрактора снабжен двумя ограничителями 11 и 12 (верхний и нижний) флажкового типа с микропереключателями МП-1 для автоматического управления загрузкой аппарата экстрагируемым материалом. При этом также обеспечивается создание слоя материала, играющего роль затвора, который препятствует прорыву паров растворителя за пределы объема экстрактора. В нижней части загрузочного бункера расположен вертикальный регулировочный шибер 8, снабженный указателем, с помощью которого устанавливается определенная высота (0,8...1,4 м) слоя материала. В хвостовой части экстрактора снизу находится разгрузочный бункер, в самом низу которого расположен двусторонний лопастной шнек 1 и шлюзовой затвор.

Для предотвращения прорыва паров бензина из рабочего объема экстрактора в цех в месте стыковки корпуса и крышки в желоб наливают воду, т. е. создают гидравлический затвор. Корпус экстрактора установлен на опорах 15.

Экстрактор работает следующим образом. Экстрагируемый материал в виде лепестка или крупки подается транспортером и после прохождения электромагнита через шлюзовой затвор поступает в загрузочный бункер, откуда постепенно увлекается ленточным транспортером.

При движении ленты экстрагируемый материал орошается через форсунки сначала концентрированной мисцеллой, а затем мисцеллой все более слабой концентрации. Свежий материал орошается крепкой мисцеллой, а материал в конце пути на ленте — чистым растворителем. Мисцелла или растворитель, фильтруясь через слой материала, экстрагирует из него масло. Пройдя через слой материала и сетчатую ленту, мисцелла стекает в соответствующий мисцеллосборник, откуда откачивается и подается вновь на орошение.

В хвостовой части экстрактора прошедший экстрагирование материал после зоны стока разрыхляется разгрузочным разрыхлителем и сбрасывается в разгрузочный бункер. Здесь материал двусторонним лопастным шнеком подается на два шлюзовых затвора и выводится из экстрактора.

Мисцелла при фильтрации через высокий слой материала очищается от взвесей и не нуждается в специальной очистке на фильтрах после выхода из экстрактора.

Основные технические данные экстрактора МЭЗ-350

Экстракция способом орошения обеспечивает получение мис- целлы повышенной концентрации, что позволяет снизить количество растворителя в системах и выход чистой мисцеллы в результате самофильтрации ее через слой экстрагируемого материала. К недостаткам этого способа относятся: большая длительность экстракции, невысокий коэффициент использования геометрического объема (не более 45 %) аппарата и возможность образования взрывоопасных концентраций смеси паров растворителя и воздуха внутри аппарата, сложная система прокачки растворителя и большое число насосов в ней.