Технология дезодорации жиров

В основном дезодорируют жиры, предназначенные для про­изводства маргариновой продукции и майонеза.

Дезодорация представляет собой дистилляционный процесс, осуществляемый в конечной стадии рафинации.

Для эффективного ведения процесса дезодорации и полу­чения дезодората хорошего качества важное значение имеет глубина разрежения в системе, герметичность аппарата, тем­пература процесса, качество дезодорируемого жира и продол­жительность пребывания его в дезодораторе, а также коли­чество и качество пара. Последний должен быть сухим и нейт­ральным, не должен содержать солей жесткости, кислорода и других газов.

При дезодорации жиров применяются пар высокого давле­ния (3,0- 4,0 МПа), а также пар давлением около 0,8-1,0 и 0,2-0,3 МПа.

Дезодорация жиров непрерывным способом. Процесс дезодорации жиров состоит из нескольких основных операций: предварительный нагрев и деаэрация жира, окончательный на­грев до температуры дезодорации; собственно дезодорация; ох­лаждение и полировочное фильтрование.

На рис. 5.16 показана принципиальная технологическая схема непрерывной дезодорации жиров. Из бака 1 при помощи насоса 2 жир направляется через подогреватель 6 в деаэратор-теплообменник 9, где он нагревается до температуры 130-180°С и из него удаляется воздух. Процесс деаэрации про­исходит в результате распыления жира и образования при стенании сверху вниз тонкой пленки в условиях глубокого раз­режения. После деаэрации жир насосом 12 передается в по­догреватели 11, где нагревается до температуры 220-230°С. Давление пара, поступающего в межтрубное пространство по­догревателей, составляет 3-4 МПа. Пройдя фильтры 14, тон­кой очистки жир поступает в дезодоратор 17, где обрабатыва­ется перегретым острым паром. Затем жир направляется на распылитель, расположенный в верхней части дезодоратора, и стекает по вертикальным пластинам, образуя тонкую пленку, и поступает в нижнюю кубовую часть аппарата (в централь­ную секцию). Из центральной секции жир последовательно проходит шесть радиальных секций. При этом во все секции поступает острый пар и в условиях барботирования и глубо­кого разрежения происходит эффективная дезодорация жира. Остаточное давление в дезодораторе поддерживается в преде­лах 0,13-0,4 кПа. Разрежение создается с помощью пятисту­пенчатого пароэжекторного блока 10.

Отдезодорированный жир из дезодоратора насосом 16 пода­ется в холодильник 13, где охлаждается до температуры 40-55°С, затем фильтруется в фильтре 14 и поступает в бак 4 для дезодорированного жира. С целью улавливания капе­лек жира, уносимых отходящим паром из дезодоратора, в верх­ней части последнего устроен сепаратор-каплесборник 18. Из каплесборника жир направляется в емкость для использова­ния в технических целях.

Барометрическая вода из конденсаторов собирается в ко­лодце 8 и отправляется в систему для улавливания жиров.

Максимальная производительность дезодорационной линии 80 т/сут, а продолжительность пребывания жира в линии 45 мин. При дезодорации жиров в шестую радиальную секцию аппарата непрерывно из бачка 15 подается 20%-ный раствор лимонной кислоты из расчета 0,6 л на 1 т жира.

Подача указанного количества лимонной кислоты преду­сматривает повышение устойчивости жира, предотвращение окислительных процессов, происходящих в жирах за счет при­сутствующих в них металлов, которые дезактивируются под дей­ствием лимонной кислоты. В некоторых схемах лимонная ки­слота вводится в жир на входе в дезодоратор.

Для защиты жира от окисления на установке имеется си­стема непрерывной подачи инертного газа в баки 1 и 4, а вде­зодоратор, деаэратор и подогреватели инертный газ подается в случае аварийной или плановой остановки линии. В каче­стве инертного газа используется азот или углекислый газ.

Рис. 5.16. Типовая схема не­прерывной дезодорации жиров:

1 — бак для рафинированного жи­ра; 2, 3, 5. 12, 16, 20 — насосы, 4 — бак для дезодорированного жира; 6, 11 — подогреватели; 7 — сборник сливаемого жира при полном ос­вобождении аппаратов; 8 — баро­метрический колодец: 9 — деаэра­тор-теплообменник; 10 — пароэжекторный блок; 13 — холодильник: 14 — фильтры; 15 — бачок для раствора лимонной кислоты; 17 — дезодоратор: 18 — сепаратор-каплесборник; 19 — бак для моющего раствора; 1' — жир: 2' — пар низ­кого давления; 3' — вакуумная линия; 4 '— инертный газ; 5' —пода; 6' — пар перегретый: 7' — моющий раствор; 8' — пар высокого давле­ния; Т —термометр: В —вакуум­метр; М — манометр (мановакуум-метр)

По литературным данным известно, что при дезодорации разрушаются или удаляются некоторые природные антиоксиданты жиров. Так, токоферолы удаляются на 15-35%, стерины – на 7-10% частично разрушаются витамины. Кроме того, отмечается снижение кислотного числа жира за счет уда­ления свободных жирных кислот. В некоторых случаях в дезодорате обнаруживается реверсия вкуса и запаха, причиной которой может быть контакт жира с кислородом воздуха, не­достаточная полнота дезодорации и т. д.

На внутренних рабочих поверхностях аппаратов и масло­проводов образовывается пленка нагара из окислительного жира и загрязнений. По мере накопления нагара осуществля­ется периодическая промывка (выщелачивание) оборудования моющим раствором едкого натра, который готовится в баке 19. Промывка производится не реже одного раза в 1-3 мес в зависимости от степени загрязнения. Выщелачивание осуще­ствляется в несколько этапов моющим раствором каустической соды концентрацией 20 и 40-50 г/л путем перекачки его на­сосом 20 в аппараты и коммуникации. При температуре мою­щего раствора 80-90°С подается острый пар для перемеши­вания. Процесс продолжается около 2 ч и повторяется не­сколько раз. Затем все оборудование промывается чистой го­рячей водой до появления нейтральной реакции (по фенол­фталеину).

Дезодоратор производительностью 80 т/сут представляет собой вертикальный пленочный аппарат колонного типа объе­мом 8,13 м³. Он состоит из двух частей: верхней цилиндриче­ской объемом 4,10 м³ и нижней кубовой объемом 4,03 м³.

В цилиндрической части аппарата вертикально располо­жены пластины в количестве 38 шт., предназначенные для соз­дания тонкой пленки жира, поступающего в дезодоратор че­рез распылитель с давлением 0,1 МПа.

Нижняя кубовая часть, представляет собой цилиндрический корпус с коническим днищем. Корпус разделом на семь сек­ций: одну центральную и шесть радиальных.

Дезодорируемый жир стекает по пластинам в центральную
секцию, а затем последовательно проходит через шесть радиальных секций, где непрерывно барботируется паром. На последней секции жир вы­водится из дезодоратора через переливную трубу. Время пре­бывания жира в дезодораторе составляет около 25 мин.

Кубовая часть дезодора­тора снабжена тремя грею­щими змеевиками с общей по­верхностью 3 м².

Острый пар поступает че­рез инжекторы, расположен­ные в нижней части дезодора­тора, а жир сверху стекает по пластинам и, в условиях про­тивотока происходит соприкос­новение фаз жир – пар, в ре­зультате которого ароматиче­ские вещества испаряются и удаляются.

Дезодорация жиров периодическим способом. Для больших количеств жиров де­зодорация непрерывным спо­собом нецелесообразна с точки зрения экономических показателей. Известно большое коли­чество разнообразной аппара­туры для осуществления процесса дезодорации. На рис. 5.17показан дезодоратор, пред­ставляющий собой цилиндри­ческий аппарат вертикального типа, рабочей вместимостью 5,4 м³ и производительностью около 20 т/сут. Процесс дезодорации ведется в условиях разре­жения (остаточное давление 0,13-0,65 кПа) при температуре 210-230°С. Одновременно с жиром в дезодоратор подается 50%-ный раствор лимонной, кислоты из расчета 0,4 л на 1 т жира. При достижении температуры жира 100-150°С в дезо­доратор через барботер подается острый пар в количестве 250 кг/ч для интенсивного перемешивания жира. При этом дав­ление пара на входе в дезодоратор составляет 0,2-0,3 МПа, а его температура 200-300ºС. Средняя, продолжительность цикла дезодоратора равна 3 4 ч и зависимости от готовности жира по органолептическим показателям. Затем жир охлаж­дается в дезодораторе до температуры 100°С и направляется в маслоохладитель для охлаждения до 25-30°С, а для сало­масса – на 10°С выше его температуры плавления. После охлаж­дения дезодорат хранится в специальных жирохранилищах под разрежением, или в атмосфере инертного газа. При дезодорации строго контролируются такие важные параметры, как темпера­тура жира, остаточное давление в дезодораторе, количество и давление пара для дезодорации и обогрева оборудования и др. Один-два раза в течение суток каплесборник освобождается от погонов. Через каждые 4-5 мес эксплуатации реко­мендуется выщелачивать установку раствором NaOH концен­трацией 20-40 г/л по изложенному выше режиму.

Рис. 5.17. Дезодоратор периодического действия:

1 — корпус дезодоратора: 2 — смотров фонари; 3 — патрубок для присоединен к вакуумной системе; 4 — сухопар; 5 — каплеотражатель; 6 — крышка; 7 — люк; 8 — змеевик наружный: 9 — змеев внутренний; 10 — барботер; 11 — днище

Для обогрева и охлаждения жира внутри аппарата распо­ложены спиральные змеевики 9 поверхностью около 35 м³, а для обогрева верхней цилиндрической части дезодоратора и сухопарника 4 имеется наружный змеевик 8 с поверхностью нагрева 3 м². Барботер 10 служит для впрыскивания острого пара. Давление пара в барботере составляет 0,03 МПа, а в зме­евиках -3,0 МПа.

Дистилляционная рафинация. Благодарянепрерывному совершенствованию процессов ра­финации, дезодорации и гидрогенизации жиров в последние годы наблюдается тенденция к методам переработки жиров, исключающим отрицательное воздействие некоторых факторов на качество жиров.

Вчастности, рекомендуется совмещать несколько опера­ций в одном процессе дистилляционной бесщелочной рафина­ции.

По своим качественным показателям пищевой саломас с кислотным числом до 1 мг КОН, содержанием никеля не бо­лее 10 мг/кг, влаги и летучих веществ не более 0,2% может стать объектом для дистилляционной рафинации.

При дистилляционной рафинации предусматривается одно­временное удаление из жиров свободных жирных кислот и обеспечение дезодорируемости жира. Эта технология осущест­вляется на дезодорационных установках, причем предвари­тельно проводится подготовка саломаса путем обработки рас­твором лимонной кислоты. Реакция сопровождается образова­нием нерастворимого в саломасе лимоннокислого никеля, ос­новное количество которого удаляется при последующей про­мывке. Промытый саломас подвергается отбелке с последую­щей фильтрацией с целью удаления остатков никеля, никелевых мыл и лимоннокислого никеля. Указанные операции могут быть проведены на непрерывной сепарационной установке рафина­ции жиров.

Подготовленный жир поступает и деаэратор-теплообменник, где подогревается до 180°С и из пего удаляется воздух. За­тем жир нагревается в подогревателях до 220-240°С паром давлением 3,0-4,0 МПа и направляется в дезодоратор, где наряду с дезодорацией происходит дистилляция свободных жирных кислот. Процесс ведется в условиях глубокого разре­жения, барботирования перегретого пара. Остаточное давление в дезодораторе поддерживается 0,13-0,26 кПа, температура впрыскиваемого пара равна 280°С.

Кислотное число жира после дистилляционной нейтрализа­ции находится в пределах 0,15-0,25 мг КОН.

Улавливание жировых погонов, т. е. конденсация отгоняе­мых из жира веществ, происходит последовательно в сепараторе-каплесборнике и в специальном конденсаторе-уловителе, который устанавливается после эжекторов первой и второй сту­пеней. В противоточном конденсаторе-уловителе, в котором вос­ходящий поток парогазовой смеси непрерывно орошается ох­лажденным маслом, происходит конденсация жировых пого­нов, которые вместе с циркуляционным маслом стекают по трубе в сборник. Высота трубы должна быть не менее 14 м. Парогазовая смесь выходит из дезодоратора температурой 150°С и после прохождения сепаратора засасывается двумя последовательно работающими пароэжекторами, где сжимается до давления 4-8 кПа и поступает в конденсатор-уловитель, куда подается охлажденное до 60-65°С масло.