Спосіб лужної рафінації олій та жирів

Реферат: Спосіб лужної рафінації олій та жирів включає нейтралізацію в мильно-лужному середовищі, основою якого є вода. До складу основи нейтралізуючого розчину додатково введено етанол і гліцерин. UA 81222 U (54) СПОСІБ ЛУЖНОЇ РАФІНАЦІЇ ОЛІЙ ТА ЖИРІВ UA 81222 U UA 81222 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології очищення олій та жирів і може бути використана в оліє-жировій галузі при очищенні олій та жирів від жирних кислот. В промисловості відомі наступні способи спеціальної технологічної обробки олій та жирів з метою зниження вмісту в них вільних жирних кислот: • нейтралізація кислот лугом. Недолік цього способу полягає в тому, що при цьому утворюються водні розчини мил, які емульгують нейтральні триацилгліцерини олії чи жиру, утворюючи жировмісний відхід виробництва - соапсток, таким чином, спосіб є ресурсозатратним [1, 2, 3]; • видалення кислот при високій температурі під вакуумом. Недосконалістю способу є те, що в процесі утворюються речовини з темним кольором і неприємним запахом, а сам спосіб є високоенергозатратним [1]; • вилучення кислот з олій та жирів за допомогою селективних розчинників. Селективні розчинники в олієжировому виробництві не знайшли використання [1, 4]. Найбільш близьким до заявленого є спосіб рафінації олій та жирів в мильно-лужному середовищі. Суть способу-прототипу полягає в тому, що жир, що нейтралізується, в крапельнодиспергованому стані розподіляється у водно-лужному розчині; відбувається взаємодія жирних кислот з лугом і безпосередньо за цим протікає розчинення мила в лужному розчині, після чого звільнена від мила крапля олії або жиру спливає наверх; на межі розподілу з мильно-лужним розчином відбувається коалесценція олійних крапель в суцільний шар. Цей спосіб відрізняється максимальним зближенням, майже повним суміщенням, реакції нейтралізації вільних жирних кислот з подальшим процесом розчинення мил, що утворюються [1, 2]. Недоліками способу є: • низька концентрація соапстоків при нейтралізації порівняно з традиційними способами нейтралізації олій та жирів; • високий вміст нейтральних триацилгліцеринів у соапстоках порівняно з традиційними способами нейтралізації олій та жирів. Задача способу полягає в удосконаленні технології нейтралізації олій та жирів в мильнолужному середовищі. Поставлена задача вирішується тим, що на відміну від відомого способу нейтралізації олій чи жирів в мильно-лужному середовищі, основою нейтралізуючого розчину якого є вода, згідно з корисною моделлю, до складу основи нейтралізуючого розчину додатково введено етанол і гліцерин, причому у масовому співвідношенні вода:етанол:гліцерин (10-50) %: (20-50) %: (3080) % відповідно. Переваги способу, що заявляється, порівняно з найближчим аналогом, полягають в тому, що: • підвищується концентрація соапстоків при нейтралізації; • знижується вміст нейтральних триацилгліцеринів у соапстоках; • полегшується процес переробки соапстоків. Таким чином, в результаті реалізації даного способу рафінації олій та жирів на виробництві буде зменшено втрати вихідної олії чи жиру, а також підвищено якість соапстоків. Технічний рівень способу полягає в наступному. Функція етанолу у складі основи нейтралізуючого розчину полягає у зниженні величини поверхневого натягу водної фази. Від величини поверхневого натягу основи нейтралізуючого розчину залежать поверхнево-активні властивості нейтралізованих жирних кислот (мил). При низькому поверхневому натягу мила практично не виявляють поверхнево-активних властивостей. Завдяки цьому гідрофобна фаза (жир, олія) не переходить до соапстоку, і таким чином практично виключаються відходи жиру при його нейтралізації. В свою чергу, функція гліцерину полягає у збільшенні густини водної фази. Від величини густини основи залежить швидкість коалесценції крапель нейтралізованої олії. При високій густині нейтралізована олія (жир) швидше коалесціює на поверхні нейтралізуючого розчину, і таким чином зменшується час нейтралізації і енерговитрати на поділ фаз. Новизна способу полягає у тому, що в способі, який заявляється, в результаті нейтралізації олій та жирів за заявленим способом не відбувається втрата продукту (нейтралізованої олії) з соапстоком. Відповідно олії та жири нейтралізуються до якості, яка за кислотним числом відповідає ДСТУ 4492:2006 [5]. Як приклад, у складі основи нейтралізуючого розчину використовується гліцерин, який відповідає ГОСТ 6259, з такими показниками якості [6] (табл. 1). Як приклад, для у складі основи нейтралізуючого розчину використовується етанол, який відповідає ДСТУ 4221:2003, з такими показниками якості [7] (табл. 2). Приклад 1. 1 UA 81222 U 5 10 У лабораторний реактор-нейтралізатор завантажується 400 г нейтралізуючого розчину (вода - 30 %, етанол - 30 %, гліцерин - 40 %); концентрація розчину лугу становить 15 г/л; температура - 70-75 °C. Соняшникова олія, що нейтралізується, в крапельно-диспергованому стані розподіляється у водно-лужному розчині. Звільнені від мила краплі олії спливають наверх, де на межі розподілу з мильно-лужним розчином відбувається коалесценція олійних крапель в суцільний шар. Кислотне число олії до і після нейтралізації по прикладу 1 наведено у таблиці 3. Позитивним ефектом є мінімальний (значно менший нормованого показника) вміст мила (соапстоку) в нейтралізованій олії, це дає змогу не проводити промивку нейтралізованої олії на відміну від загальновживаної технології нейтралізації. Крім того, вміст компонентів нейтралізуючого розчину - гліцерину та етанолу в нейтралізованій олії також наближується до нуля і не перевищує нормовані показники для харчових продуктів. Таблиця 1 Фізико-хімічні показники гліцерину Найменування показника 2 Колірне число, мг J2/100 см , не більше Відносна густина при 20 °C відносно до води цієї ж температури, не менше 3 Густина при 20 ºС, г/см , не менше 3 Реакція гліцерину, 0,1 моль/дм розчину НСl або 3 КОН, см , не більше Масова частка чистого гліцерину, %, не менше Масова частка золи, %, не більше Коефіцієнт омилення (складні ефіри), мг КОН на 1 г гліцерину, не більше Хлориди Сірчанокислі сполуки (сульфати) Вуглеводи Норма 0-5 1,23-1,25 1,244-1,255 1,5 98 0,14 0,7 сліди сліди сліди Таблиця 2 Фізико-хімічні показники етанолу Найменування показника Об'ємна частка етилового спирту, % не менше Проба на чистоту сірчаною кислотою Проба на окислюваність, хв. при 20 °C, не менше Масова концентрація альдегідів у перерахунку на безводний 3 спирт, мг/дм , не більше Масова концентрація сивушних олій: - 1-пропанол, 2-пропанол, спирт ізобутиловий, 1-бутанол, 3 ізоаміловий спирт у перерахунку на безводний спирт, мг/дм , не більше - Ізоаміловий та ізобутиловий спирти (3:1) у перерахуванні на 3 безводний спирт, мг/дм , не більше Масова концентрація естерів в перерахунку на безводний 3 спирт, мг/дм , не більше Об'ємна частка метилового спирту в перерахунку на безводний спирт, % не більше Масова концентрація вільних кислот (без СО2) в перерахунку на безводний спирт, % не більше Масова концентрація сухого залишку у перерахунку на 3 безводний спирт, мг/дм , не більше Масова концентрація азотистих летючих підстав, в 3 перерахунку на азот, в 1 дм безводного спирту, мг, не більше 15 2 Норма для I-го сорту 96,0 Витримує 10 10 35 15 30 0,05 20 UA 81222 U Таблиця 3 Зміна кислотного числа олій після проведення нейтралізації в мильно-лужному середовищі з етанолом і гліцерином № п/п 10 15 20 Кінцеве КЧ, мг КОН/г 1 2 3 5 Вихідне КЧ, мг КОН/г 2,15 4,30 1,84 0,13 0,10 0,15 Загальний вміст жиру в соапстоці, % немає немає немає Джерела інформації: 1. Технология переработки жиров [Текст] / Н.С. Арутюнян, Е.П. Корнена, А.И. Янова и др. Под ред. проф. Н.С. Арутюняна.-2-е изд., перераб. и доп. - М.: Пищепромиздат, 1998.-452 с. 2. Пат. 2008330, РФ, МПК СПВ3/06. Способ нейтрализации масел и жиров [Текст] / Косачев B.C.; Арутюнян Н.С.; Корнена Е.П.; Тимофеенко Т.И.; Ильинова С.А.; Янова Л.И.; Артеменко И.П.; Бондарчук А.Ф.; Швец Т.В.; Аскинази А.И.; Калашева Н.А.; заявитель: Малое научноучебное внедренческое предприятие Краснодарского политехнического института; патентообладатель: Акционерное общество "Экотех". - заявл. 18.02.1992, опубл. 28.02.1994. 3. Пат. 2258734, РФ, МПК СПВ3/06. Способ рафинации растительного масла [Текст] / Шевченко В.М.; Худолей В.И.; Исаева В.В.; Популях Л.И.; Стрельникова Л.Г.; Свечникова Г.И.; Федотов А.Ю.; патентообладатель: Закрытое акционерное общество "РАБОЧИЙ". - заявл. 08.10.2004, опубл. 20.08.2005. 4. Калашева Н.А., Анисимова А.Г., Азнаурьян Е.М. Нормативы отходов и потерь при щелочной рафинации масел и жиров и причины, влияющие на их величину [Текст] // Масложировая промышленность. 1998. № 1. С. 10-13. 5. ДСТУ 4492:2005. Олія соняшникова. Технічні умови [Текст]. - Введ. 2007-01-01. - К.: ДП "УкрНДНЦ", 2007.-22 с. 6. ГОСТ 6259-75 Реактивы. Глицерин. Технические условия [Текст]. - Введ. 1975-11-28. - М.: ГКС Совета министров СССР, 1975.-8 с. 7. ДСТУ 4221:2003 Спирт етиловий ректифікований. Технічні умови [Текст]. - Введ. 2004-0101. - К.: ДП "УкрНДНЦ", 2004.-14 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб лужної рафінації олій та жирів, що включає нейтралізацію в мильно-лужному середовищі, основою якого є вода, який відрізняється тим, що до складу основи нейтралізуючого розчину додатково введено етанол і гліцерин, причому у масовому співвідношенні вода:етанол:гліцерин (10-50) %:(20-50) %:(30-80) %, відповідно. 30 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3