способ гидратации непищевых растительных масел и их смесей

Формула изобретения

Способ гидратации непищевых растительных масел и их смесей, включающий обработку водой путем интенсивного смешения фаз в реакционной емкости при 45

50^oС, выдержку увлажненного масла при перемешивании до формирования хлопьев гидрационного осадка и последующее разделение фаз, отличающийся тем, что обработку масла водой ведут в вихревом слое ферромагнитных частиц, причем количество подаваемой воды 3 4 мас. величина напряженности электромагнитного поля 100 120 кА/м² при коэффициенте заполнения ферромагнитными частицами реакционной емкости 0,08 0,14, а время обработки в вихревом слое составляет 3 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способам гидратации растительных масел не пригодных для переработки на пищевые продукты с целью удаления содержащихся в них фосфатидов и других гидрофильных примесей, затрудняющих их дальнейшую техническую переработку.

Известен способ гидратации растительных масел, том числе и непищевого назначения, при котором вода вводится в масло, нагретое до температуры 40-65^oС при перемешивании механической мешалкой, делающей 80 85 об/мин. Обработка ведется в течение 5 мин, затем число оборотов снижают до 35 и продолжают медленное перемешивание в течение 10 15 мин до образования хорошо отделяющихся от масла хлопьев фосфатидов, дальнейшего отстоя и разделение фаз декантацией. (Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету в масложировой промышленности, т.3, Л-д, 1966).

Недостатком данного способа является отсутствие развитой поверхности фаз и, как следствие, недостаточно глубокое выведение фосфатидов из непищевых растительных масел (низкосортные и хранившиеся масла) для которых характерна низкая степень гидратируемости фосфатидов в силу частичной или полной утери ими, за счет химических превращений в процессе маслодобывания и хранения, гидрофильных свойств способности взаимодействовать с водой, в результате чего происходит их гидратация, набухание и выпадение из масла в осадок.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ гидратации растительных масел водой при температуре 45 50^oС путем интенсивного смешения фаз (частота вращения механической мешалки 2000 мин^-1) в течение 15 мин с последующей выдержкой реакционной смеси при перемешивании (частота вращения механической мешалки порядка 100 мин^-1) до формирования хлопьев гидратационного осадка и разделения фаз отстоем и декантацией. (Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности, т.6, вып.П, Л-д, 1974).

Недостатком данного способа гидратации является то, что для непищевых масел, не смотря на многократное увеличение поверхности контакта масла с водой за счет интенсивного смешения фаз, не достигается степень активации процесса достаточная для гидратации фосфатидов, частично или полностью утерявших гидрофильные свойства. Оставшиеся в масле фосфатиды затрудняют процесс безреактивного расщепления масел и ухудшают качество конечных продуктов.

Целью предлагаемого изобретения является интенсификация процесса гидратации, повышение степени выведения фосфатидов и улучшение качества масла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу гидратации непищевых растительных масел и их смесей водой путем интенсивного смешения фаз при температуре 40 45^oC, выдержкой увлажненного масла при перемешивании до формирования хлопьев гидратационного осадка и последующего разделения фаз, обработку масла водой ведут в вихревом слое ферромагнитных частиц, причем количество подаваемой воды 3 4 мас. величина напряженности электромагнитного поля 100 120 кА/м² при коэффициенте заполнения ферромагнитными частицами реакционной емкости 0,08 0,14, а время обработки в вихревом слое составляет 3 с.

Движущиеся под воздействием вращающегося электромагнитного поля со скоростью 3000 об/мин ферромагнитные частицы в стесненных условиях рабочей камеры в сочетании с высокими (до сотен тысяч атмосфер) локальными давлениями в местах соударения частиц и возникающими при этом акустическими колебаниями на частоте 5 10 кГц обеспечивают интенсивное перемешивание и диспергирование реагентов в микро и макрообъемах, благодаря чему создаются условия интенсивного контактирования воды с фосфолипидами масла. Одновременно смешиваемые компоненты подвергаются воздействию быстропеременных по величине и направлению электромагнитных полей с частотой от 50 Гц до нескольких МГц, разности потенциалов для протекания электролитических процессов, что приводит к полеризации (активации) гидратирующего агента и фосфолипидов, растворенных в масле.

Таким образом комбинированное воздействие перечисленных факторов вихревого слоя на гидратируемое масло создает условия интенсивного контактирования смешиваемых реагентов с одной стороны и активацию собственно процесса гидратации с другой, благодаря чему возможно получение наибольшего эффекта выведения фосфолипидов и других сопутствующих веществ. На стадии выделения гидратационного осадка наблюдается быстрое и четкое образование и осаждение хлопьев гидратационного осадка в обработанном масле.

Пример 1. Рапсовое масло с кислотным числом 4,2 мг KOH, содержащем фосфатидов 0,854% неомыляемых веществ 0,892% золы 0,138% и соотношением гидрофильных фосфатидов к общему содержанию фосфоросодержащих веществ в масле (показатель гидратируемости фосфатидов) 0,315 обрабатывают водой в количестве 4 мас. при температуре 50^oC в вихревом слое ферромагнитных частиц при напряженности электромагнитного поля 110 кА/мФ2 и коэффициенте заполнения ферромагнитными частицами реакционной емкости 0,14 в течение 3 с. Далее увлажненное масло выдерживают при перемешивании до образования и четкого отделения хлопьев гидратационного осадка с последующим разделением фаз. Полученное гидратированное масло имеет следующие показатели качества: кислотное число 3,9 мг KOH/г; массовая доля фосфатидов 0,469% неомыляемых веществ 0,628% золы 0,097% степень извлечения фосфоросодержащих веществ 45,1%

Примеры предлагаемого способа и пример способа, принятого за прототип, приведены в таблице.

В таблице указаны характеристики исходных масел, параметры процесса гидратации и качественные показатели гидратированного масла.

Как следует из приведенных в таблице данных на ход процесса гидратации оказывают влияние все приведенные параметры, причем температурный интервал процесса выбран в соответствии с прототипом.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает получение положительного эффекта по сравнению с прототипом, поскольку сокращается время обработки масла водой при интенсивном смешении с 15 мин у прототипа (Пример 5) до 3 сек. (Пример 1-4), степень выведения фосфоросодержащих веществ повышается соответственно с 36,6% до 45,1% (Пример 1), улучшаются также показатели качества гидратированного масла, такие как массовая доля фосфатидов, неомыляемых и золы.

В примерах 8-11 даны запредельные значения величин параметров способа.

Повышение концентрации воды подаваемой на гидратацию, свыше 4% приводит к ее избытку по отношению к реагирующим фосфатидам, образованию коллоидных растворов, эмульгированию системы масло-фосфатиды и ухудшение условий разделения фаз (Пример 8).

Уменьшение количества воды, подаваемой на гидратацию менее 3% приводят к неполному связыванию и выведению фосфатидов коагуляция и выпадение осадка в этом случае затрудняется (Пример 9).

Увеличение напряженности электромагнитного поля сверх 120 кА/м² и уменьшение менее 100 кА/м² не приводит к улучшению результатов (Пример 10, 11), поскольку в первом случае вращательное движение ферромагнитных частиц переходит в колебательное, тем самым ухудшая условия перемешивания; а во втором случае напряженность электромагнитного поля недостаточна для активизации гидратирующего агента и фосфолипидов, растворенных в масле.

Коэффициент заполнения ферромагнитными частицами реакционной емкости находится в пределах 0,08 0,14.

Снижение количества частиц в объеме ниже 0,08 и увеличение сверх 0,14 приводит к снижению степени интенсивности контакта фаз из-за уменьшения количества соударений ферромагнитных частиц в первом случае за счет уменьшения их количества, а во втором за счет стесненного движения ферромагнитных частиц, их слипания и совместного движения, следствием чего является ухудшение показателей качества гидратированного масла (Пример 10 и 11).

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет:

интенсифицировать процесс за счет снижения времени интенсивного смения фаз с 15 мин до 3 с;

улучшить показатели качества гидратированного масла, такие как степень извлечения фосфорсодержащих веществ, содержание фосфатидов, неомыляемых и золы.