ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В технологии переработки растительных масел большое значение имеет удаление из них фосфорсодержащих веществ после гидратации. Классический способ фильтрования предусматривает разделение гидратированного масла, состоящего из масла и взвешенных частиц-хлопьев, а сам процесс осуществляется за счет разности * давления перегородок. Таким образом, для задержания небольших количеств частиц, масло необходимо пропус­кать через фильтрующую перегородку. Задержка частиц приводит к возрастанию сопротивления фильтровальной перегородки (фильтрование с закупориванием пор) или к повышению сопротивления, увеличивающегося в слое осадки (фильтрование с образованием осадка). Вследствие этого, появляется необходимость очистки фильтро­вальной перегородки, что технически осуществить сложно.

Применение новых физических методов обработки пищевых продуктов (ультразвука, электрического поля коронного разряда, электромагнитного поля сверхвысокой частоты и др.) позволяет улучшить качество продукта, значительно увеличить производительность установки.

Проведены исследования по электрофильтрованию подсолнечного масла от фосфорсодержащих веществ на электрофильтрах. При наложении электрического поля (ЭП) на дисперсные системы, происходило в межэлектродном пространстве (МЭП) агрегирование частиц дисперсной фазы и их организация в своеобразные, ориенти­рованные вдоль силовых линий полям, структуры. Такие явления наблюдаются как в тонкодисперсных системах, /так и в системах грубодисперсных - эмульсиях. После электрофильтрации достигли более глубокое выведение фосфорсодержащих веществ до 0,12 %. При этом все же производительность установки оставалась низкой вследствие того, что поры фильтра забивались очищаемыми примесями (воски, фосфатиды).

Для устранения вышеуказанного недостатка и более полного извлечения фосфорсодержащих веществ из ; подсолнечного масла, была собрана экспериментальная установка по специальной технологии гидратации, т.к. остаточное содержание фосфорсодержащих веществ в значительной мере зависит от интенсивности смешивания гидратирующего агента (воды) с маслом. При этом непрерывное дозирование и смешивание гидратирующего аген­та с маслом производили с помощью смесителя - турбулизатора - электродиспергатора.

Диспергирование воды в масле осуществлялось в резко неоднородном ЭП - «острие против двух плоско­стей» (см. рис.).

Высокопотенциальным электродом («острие») служила игла шприца, через которую подавалась вода. Низко­потенциальными электродами («плоскости») являлись пластинки из нержавеющей стали, расположенные друг к другу под углом. Межэлектродное расстояние - 10 мм. В МЭП электросепаратора размещались нити из гидро­фильного материала рядами.

Подсолнечное масло гидратировалось двумя процентами воды при температуре 55 °С, выдерживалась в эк­сикаторе 30 мин. После этого, масло поступало при температуре 33 °С по патрубку и заполняло все МЭП сепара­тора. К электроду подавалось высокое напряжение промышленной частоты 50 Гц, при этом напряженность состав­ляла 0,67 кВ/см. Далее в электрическом поле вдоль силовых линий начинают выстраиваться проводящие цепочки из капель воды вместе с фосфорсодержащими веществами, стремящимися занять наименьшее расстояние между электродами. Вследствие расположения рядов нитей под углом к поверхностям электродов, проводящие цепочки пересекают гидрофильные нити и фосфатидные комплексы с водой стекают по ним вниз.

Исследования показывают, что при количестве рядов нитей равном пяти, остаточное содержание фосфатидов составляет 0,028 %, а при 12 - 0,0281 %. Из чего следует, что увеличение рядов выше 5 не приводит к более глубокому выведению фосфатидов из-за того, что в масле остаются так называемые негидратируемые фосфати­ды. Расположение нитей в МЭП под углом к поверхностям электродам позволяет значительно снизить остаточное содержание фосфоросодержащих веществ в масле после электросепарации. При угле 25° и производительности 2 т/сутки, оно составляло 0,02 %. Однако, с увеличением производительности установки повышается остаточное со­держание фосфатидов вследствие того, что капли воды с фосфатидами не успевают оседать на нитях и осаждать­ся в зону отстоя. В начальный период создания электрического поля, токи увеличиваются, далее после упорядоче­ния структур и выпадения их в зону отстоя, токи уменьшаются и стабилизируются. Увеличение тока со временем объясняется тем, что находящиеся в МЭП капли воды с фосфатидами выстраиваются вдоль силовых линий ЭП и создают структуру с фосфорсодержащими комплексами, замыкающие электроды. Число таких структур со време­нем увеличивается, пока все капли в МЭП не окажутся в упорядоченном состоянии в виде структур - цепочек. Не­которые цепочки, в которых преобладают капли воды, соприкасаясь с гидрофильными вертикальными нитями, будут стекать также вниз в зону отстоя. Электропроводящие цепочки в таких ситуациях не успевают замыкать электроды, из-за чего токи будут небольшими, что предотвращает возникновению электроконвекции. Вследствие этого сепарация фосфорсодержащих веществ в растительных маслах будет проходить устойчиво, что важно для отводящего патрубка легкой фазы.

Электродиспергатор - смеситель - турбулизатор:

1,5 - входной и выходной патрубки; 2 - высокопотенциальный электрод;

3 - корпус; 4 - низкопотенциальные электроды