Подбор адсорбентов для очистки хлопковых масел | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №11 (58) ноябрь 2013 г.

Дата публикации: 31.10.2013

Статья просмотрена: 332 раза

Библиографическое описание:

Фармонов Ж. Б., Суванова Ф. У. Подбор адсорбентов для очистки хлопковых масел // Молодой ученый. — 2013. — №11. — С. 34-36. — URL https://moluch.ru/archive/58/8137/ (дата обращения: 14.12.2018).

Хлопковые масла характеризуются значительным содержанием свободных жирных кислот, фосфолипидов, неомыляемых липидов и окрашивающих и других веществ. Установлено также, что в состав триацилглицеридов хлопкового масла входят мальвовая и стеркулиновая циклопропеноидные кислоты в количестве от 0,8 до 2,8 %от массы масла, которые являются биологически активными и оказывают вредное действие на организм, при рафинации плохо удаляются из масел.

Отличительной особенностью хлопковых масел от других растительных жиров является наличие красящих пигментов: госсипола и его производных форм, которые локализуются в ядре семени в госсиполовых железках, пропитанных пектином, гемицеллюлозой и другими неидентифицированными веществами. Госсипол содержит следующие производные: связанный госсипол, госсипурпурин и госсивердурин. Эти вещества относятся к группе ядовитых веществ. При хранении маслосодержащих семян и извлечении масла под действием влаги и тепла госсипол частично связывается с белками, аминокислотами и фосфатидами, вследствие чего, теряет реакционную способность и токсичность и переходит в ряд производных, не содержащих свободных альдегидных групп и имеющих окраску от желтой до черной: госсифульвин, госсикаэрулин и др. Вероятно поэтому, экстракционное масло, содержащее продукты изменения и превращения госсипола, считают наиболее сложным сырьем для рафинационного производства. Наличие измененных и связанных форм госсипола затрудняет, а иногда делает невозможным получение щелочной рафинацией светлого масла с цветностью 8–10 кр.ед. при 35 желтых.

Комплексная переработка хлопкового масла обеспечивает получение высококачественных продуктов — салатного масла и пальмитина, способных заменить подсолнечное, оливковое и кокосовое масла. Салатное масло по качеству и жирнокислотному составу близко к рафинированному и дезодорированному подсолнечному маслу. Пальмитин используется в производстве маргариновой продукции и туалетного мыла, вместо кокосового масла [1].

Процесс рафинации растительных масел и жиров призван облагораживать содержащиеся в них триацилглицерины. Однако, при существующих схемах рафинации хлопкового масла не всегда достигается глубокое удаление сопутствующих веществ, влияющих не только на качество готового продукта, но и на процессы их переработки. К примеру, их присутствие в гидрируемой среде резко снижает активность и стабильность применяемого катализатора. Они также влияют на качество получаемого гидрогенизата.

В настоящее время вопросам рафинации хлопковых масел и мисцелл с целью селективного извлечения ценных сопутствующих веществ или их комплекса уделяется большое внимание и решение этой проблемы осуществляется в нескольких направлениях. Одним из них является подбор эффективных адсорбентов, способных адсорбировать окрашивающие примеси и другие сопутствующие вещества, содержащиеся в растительных маслах. На маслозаводах для очистки масел и жиров используются различные адсорбенты, например, отбельную и фуллеровую земли, активированный уголь, кизельгур и др. К примеру, для выведения госсипола из хлопково-масляных мисцелл рекомендуется использовать капроновый сорбент [2]. Наибольший эффект осветления обеспечили различные группы природных глин — коалиновые, геллуазитовые, опоковидные породы различных месторождений.

В последние годы в качестве адсорбентов стали чаще использовать цеолиты, которые обладают непревзойденной избирательной способностью поглощать различные газы и растворенные вещества [3].

Цеолиты — кристаллические алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных элементов — минералы с чрезвычайно широкой сферой применения. Их используют в качестве адсорбентов, катализаторов, ионообменников, компонентов моющих средств и др. Своему широкому применению цеолиты обязаны регулярной структуре, гетероионному характеру поверхности и наличию ионообменных катионов. Практическое использование цеолитов началось в 50-х годах и за большой срок, отделяющий появление синтетических цеолитов от настоящего времени, они были подвергнуты глубокому и пристальному изучению. Объектами его являлись состав и структура цеолитов, катионный состав и распределение катионов в полостях, состояние воды, адсорбционные, каталитические и ионообменные свойства [4,5].

В пищевой промышленности цеолиты нашли свое применение как адсорбенты и катализаторы. Использование цеолитовых туфов оказалось эффективным в сублимационной сушке пищевых продуктов, в осветлении спирта, вин, пива, соков [6]. Цеолиты могут быть использованы при очистке жиров разделением моно- и триолеинов. Цеолиты с диаметром пор от 3 до 15Å способны сорбировать свободные жирные кислоты, воду, слизи, фосфатиды, красящие, вкусовые и пахнущие вещества. Причем, наиболее удовлетворительные результаты получены при применении цеолитов ряда Х и У с диаметром пор 8–9Å, при этом они не проявляют изомеризующей способности триацилглицеринов [3]. Применение цеолитов в масложировой промышленности является перспективным направлением.

Мы изучили возможность применения синтетических цеолитов типа NaX и CaX с различными связующими для селективного облагораживания рафинированной мисцеллы и хлопкового масла. При этом методом ДТА выявили наилучшие режимы их термической сушки и активации. Полученные результаты показали, что температуру сушки и активации цеолитов целесообразно поддерживать при 350÷4000С, т. к. при этом полностью восстанавливаются его адсорбционные свойства. Синтетические цеолиты NaX и CaX сорбируют именно те вещества, критический диаметр которых меньше эффективного диаметра их пор. Для СаХ эффективный диаметр пор составляет 8÷10 Å, а для NаХ — 9÷13 Å.

Результаты и выводы

Процесс адсорбционной очистки хлопковой мисцеллы в стационарном слое цеолитов проводили в колонной установке при температуре 600С, отношении высоты слоя адсорбента к диаметру равном 8 и скорости подачи сырья 0,4 см/сек. Селективному облагораживанию подвергали рафинированную хлопковую мисцеллу (табл.1) и масло (табл.2).

Таблица 1

Изменение показателей рафинированной хлопковой мисцеллы до и после селективного облагораживания цеолитами

Вид мисцеллы

Показатели рафинированной хлопковой мисцеллы

Кислотное число, мг КОН

Цветность, кр.ед.

Содер. фосфатидов, %

Сод. общ*) госсипола, %

П.ч., % J2

Содер. мыла, %

олит СаХ (связующее вещество — каолинит)

До очистки

0,4

13,0

0,06

0,08

0,025

0,002

После очистки

0,2

8,0

0,00

0,00

0,010

отс

Цеолит NаХ (связующее вещество — каолинит)

До очистки

0,5

14,0

0,08

0,09

0,030

0,003

После очистки

0,3

6,0

0,00

0,00

0,010

отс

Цеолит NаХ (связующее вещество — цемент)

До очистки

0,4

13,0

0,08

0,09

0,088

0,002

После очистки

0,3

10,0

0,00

0,00

0,009

отс

*) Сумма нативного, измененного и связанного госсипола

Как видно из табл. 1, наибольший эффект наблюдается на NаХ со связующим веществом каолинитом, где кислотное число снизилось на 0,2 мг КОН, цветность на 8 кр.ед., перекисное число — до 0,01 %, а мыла, производных госсипола — практически до нуля.

Замена связующего каолинита цементом приводит к повышению цветности масла. Аналогичная картина наблюдается и при замене катиона цеолита Nа+ на Ca++.

Аналогичные результаты получены при облагораживании рафинированного хлопкового масла цеолитом NаХ (св.вещество-каолинит) в стационарных условиях (табл. 2.).

Таблица 2

Изменение показателей рафинированного хлопкового масла до и после облагораживания цеолитом NаХ (св.вещество-каолинит)

Физико-химические показатели хлопкового масла

Показатели рафинированного хлопкового масла

до очистки

после очистки

Цветность, кр.ед.при 35 жел.

14,0

8,0

Кислотное число, мг КОН

0,4

0,2

Содержание фосфатидов, %

0,05

0,02

Содержание мыла, %

0,006

ост

Содержание производных госсипола

0,03

ост

Содержание влаги, %

0,15

0,04

Перекисное число, % J2

0,03

0,01

Жирнокислотный состав, %:

—линолевая (С18:2)

54,5

53,9

-олеиновая (С18:1)

18,0

18,0

-стеариновая (С18: 0)

3,1

3,0

-пальмитиновая (С16:0)

23,5

24,3

-пальмитоолеиновая (С16:1)

0,9

0,8

Йодное число, J2/100 г

109,5

109,3

Как видно из табл. 3. облагораживание рафинированного хлопкового масла в слое гранулированного цеолита NаХ (св.вещество-каолинит) позволяет снизить содержание сопутствующих триацилглицеринам веществ, которые отрицательно влияют на стабильность последующих процессов его переработки. В жирнокислотном составе хлопкового масла наблюдаются изменения по отдельным видам жирных кислот, что указывает на их сродство данному цеолиту.

Исследования показали возможность многократного применения цеолитов NаХ или СаХ в колонных аппаратах при облагораживании хлопкового масла и мисцелл путем их повторной термической регенерации.

Поэтому, данный процесс можно внедрить как в рафининационном, так и в гидрогенизационном производстве. Предпочтение при этом следует отдавать цеолиту NаХ (св.веществ-каолинит).

Литература:

1.                               Тютюнников Б. Н., Науменко П. В., Товбин И. М., Фаниев Г. Г. Технология переработки жиров. М.: Пищевая промышленность, 1970.-652 с.

2.                               Аскинази А. И., Губман И. И., Паранян В. Х., Шмидт А. А., Махсон Р. С., Демаховский Л. В., Сидорина Л. С. Новое в технике и технологии адсорбционной очистки масел. М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1983, серия 6, вып.5, 20 с.

3.                               Цеолиты и их применение, Киев, 1971, 57 с. РИТБ

4.                               Жданов С. П., Хвощев С. С., Самулевич Н. Н. Синтетические цеолиты: кристаллизация, структурно-химическое модифицирование и адсорбционные свойства. Химия,- М., 1981. — 264 с.

5.                               M. S. A. Baksh, E. S. Kikkinides and R. T. Jang. Lithium Type X Zeolite as a Superior Sorbent for Air Separation // Separation Science and Technology, 1992,- 27(3), pp. 277294.

6.                               Самойлова Е. А. Цеолиты. эволюция знаний. Том I — Новосибирск: «ЭКОР-книга»; ЗАО НПФ «Новь», 2010 г. — 96 с.

Основные термины (генерируются автоматически): хлопковое масло, цеолит, связующее вещество, вещество, рафинированное хлопковое масло, очистка, селективное облагораживание, кислотное число, СаХа, кокосовое масло.


Похожие статьи

Использование местных адсорбентов при очистке хлопкового...

В традиционном процессе адсорбционной очистке растительных масел основными технологическими факторами являются: температура, интенсивность (число) перемешивания, давление...

Рафинация хлопкового масла непрерывного действия...

Фосфорная кислота при помощи насоса дозатора вводится в масло, нагретое до 85–95°С (при рафинации хлопкового масла до 65–75°С), при интенсивном перемешивании реагирующих веществ в лопастном смесителе.

Очистка и восстановление отработанных масел

масло, адсорбционная очистка, процесс, сернокислотная очистка, селективная очистка, отработанное масло, ионно-обменная очистка, вещество, центробежная очистка, контактный метод.

Вторичные продукты масложирового производства

кислота, хлопковое масло, Узбекистан, масло, жир, общий жир, глина, массовая доля, кислотное число, жировая масса.

Интенсификация технологии рафинации хлопкового масла...

Кислотное число рафинированного масла, мг КОН/г. Цветность кр.ед. при 35 желт. в 13,5 см.сл.

Основные термины (генерируются автоматически): сырое хлопковое масло, окончательная рафинация, рафинированное масло, гидроксид натрия, щелочной раствор...

Технология обработки семян хлопчатника и изучение качества...

Масло хлопковое рафинированное дезодорированное — натуральное хлопковое масло, изготовленное при помощи современной многоступенчатой технологии и очищенное от всех примесей.

Исследование закономерностей каталитической модификации...

Рафинация хлопкового масла непрерывного действия с сепараторами. Использование местных адсорбентов при очистке хлопкового масла. Исследование адсорбционной очистки турбинного масла Тп-30.

Развитие производства и контролируемые параметры качества...

Масла кукурузное и хлопковое используются незначительно и в основном, как шортенинги.

Таблица 2. Нежировые включения растительных масел до рафинирования.

Кислотное, перикисное, анизидиновые, цветные и фосфорные числа которых наиболее полно...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Использование местных адсорбентов при очистке хлопкового...

В традиционном процессе адсорбционной очистке растительных масел основными технологическими факторами являются: температура, интенсивность (число) перемешивания, давление...

Рафинация хлопкового масла непрерывного действия...

Фосфорная кислота при помощи насоса дозатора вводится в масло, нагретое до 85–95°С (при рафинации хлопкового масла до 65–75°С), при интенсивном перемешивании реагирующих веществ в лопастном смесителе.

Очистка и восстановление отработанных масел

масло, адсорбционная очистка, процесс, сернокислотная очистка, селективная очистка, отработанное масло, ионно-обменная очистка, вещество, центробежная очистка, контактный метод.

Вторичные продукты масложирового производства

кислота, хлопковое масло, Узбекистан, масло, жир, общий жир, глина, массовая доля, кислотное число, жировая масса.

Интенсификация технологии рафинации хлопкового масла...

Кислотное число рафинированного масла, мг КОН/г. Цветность кр.ед. при 35 желт. в 13,5 см.сл.

Основные термины (генерируются автоматически): сырое хлопковое масло, окончательная рафинация, рафинированное масло, гидроксид натрия, щелочной раствор...

Технология обработки семян хлопчатника и изучение качества...

Масло хлопковое рафинированное дезодорированное — натуральное хлопковое масло, изготовленное при помощи современной многоступенчатой технологии и очищенное от всех примесей.

Исследование закономерностей каталитической модификации...

Рафинация хлопкового масла непрерывного действия с сепараторами. Использование местных адсорбентов при очистке хлопкового масла. Исследование адсорбционной очистки турбинного масла Тп-30.

Развитие производства и контролируемые параметры качества...

Масла кукурузное и хлопковое используются незначительно и в основном, как шортенинги.

Таблица 2. Нежировые включения растительных масел до рафинирования.

Кислотное, перикисное, анизидиновые, цветные и фосфорные числа которых наиболее полно...

Задать вопрос