Технология дезодорации жиров и масел сравнительно несложна.
Подготовленный жир нагревается до 130-180° С и деаэрируется. После удаления растворенных газов и воздуха жир повторно нагревается до температуры дезодорации, которая зависит от конструкции применяемых аппаратов и давления пара в заводской котельной. В схемах с колонными аппаратами непрерывного действия дезодорацию ведут при температуре 210-230° С. Нагретый жир обрабатывается острым перегретым водяным паром при глубоком вакууме. Длительность пребывания жира в дезодораторе зависит от конструкции применяемого оборудования. В аппаратах непрерывного действия она составляет 20-40 минут.
Для повышения стойкости дезодорированный жир в дезодораторе обрабатывают раствором лимонной кислоты.
Затем жир охлаждают проточной водой до 40-50° С, пропускают через полировочный фильтр тонкой очистки и направляют в резервуар для готовой продукции. Ввиду того что в процессе рафинации жиров они теряют большинство своих естественных примесей, обладающих антиокислительными свойствами, весьма важно не допустить длительного контакта дезодорированного жира с воздухом. Поэтому рекомендуется дезодорированные жиры хранить в резервуарах, находящихся под вакуумом или под слоем инертного газа. При выработке салатных масел их сразу же после дезодорации фасуют в плотную герметичную тару.
Как правило, независимо от принятой аппаратурно-технологической схемы, качество дезодората зависит от тщательности подготовки жира и от трех параметров самого процесса дезодорации: температуры, остаточного давления, количества и качества впрыскиваемого водяного пара.
Дезодорация жиров в аппаратуре непрерывного действия
Аппаратурно-технологическая схема. Наиболее широко принята на наших предприятиях схема с колонными аппаратами. Жир, освобожденный от примесей, тщательно профильтрованный, поступает в резервуар, откуда насосом через расходомер и трубчатый подогреватель передается в деаэратор. Стекая вдоль двухрядного греющего змеевика, жир нагревается до 130-180° С, и из него интенсивно отсасываются растворенные газы и воздух.
Деаэрированный жир насосом подается через трубчатые подогреватели и фильтры тонкой очистки в верхнюю часть дезодорационной колонны. В дезодораторе жир нагревается до 210-230° С и обрабатывается перегретым острым водяным паром в условиях глубокого вакуума - остаточное давление в аппарате 0,13-0,4 кПа (1-3 мм рт. ст.). При этом происходит довольно полная отгонка почти всех веществ, придающих жиру специфический запах и вкус.
Дезодорированный жир насосом непрерывно откачивается из аппарата и быстро охлаждается. В схеме предусмотрено две ступени охлаждения. Сначала жир прокачивается через греющие змеевики деаэратора и отдает там часть тепла свежим порциям жира, проходящим через деаэратор. Таким образом, деаэратор одновременно работает и как теплообменник, благодаря чему сокращается расход пара на нагревание жира перед дезодорацией, и экономится охлаждающая вода на охлаждение готового жира. По выходе из трубчатого змеевика, расположенного в деаэраторе, дезодорированный жир прокачивается через охладитель, в котором температура жира снижается до 35-55° С. Охлажденный жир пропускают через полировочный фильтр в резервуар готового продукта. Отсюда насосом он передается в маргариновый или майонезный цех, на фасовку в мелкую тару или на склад.
В линии предусмотрено оборудование для обработки дезодорированных жиров раствором лимонной кислоты, который готовится в бачке и через расходомер непрерывно вводится в дезодорационную колонну.
Глубокий вакуум в системе создается при помощи многоступенчатого пароэжекторного вакуум-насоса. Он плотно соединяется с верхней частью дезодорационной колонки через сепаратор, назначение которого - отделять и улавливать капельки жировых веществ, уносимых отходящим из дезодоратора паром. Этот жир собирается в отдельную коробку и используется для технических целей.
Вода, отходящая из конденсаторов пароэжекторного вакуум-насоса, содержащая некоторое количество жировых веществ и имеющая довольно сильный запах, через барометрическую коробку и дворовую жироловушку направляется в очистную систему канализации.
Периодически систему надо промывать. При проведении этой операции сначала сливают в сборную коробку жиры, оставшиеся в аппаратуре и коммуникациях, и обрабатывают всю систему раствором едкой щелочи концентрацией 20-50 г/л. Раствор готовят в коробке и насосом прогоняют через все аппараты. По окончании обработки раствор сливают и промывают систему чистой теплой водой до нейтральной реакции.
Из резервуара слитый из аппаратов жир возвращают насосом на повторную рафинацию.
Для предупреждения окисления жиров на некоторых предприятиях в систему подается инертный газ. При внезапной (аварийной) остановке линии целесообразно инертный газ подать в деаэратор, дезодорационную колонну и охладитель.
Основное оборудование. В технологической схеме непрерывного действия предусмотрено следующее основное оборудование.
Деаэратор-теплообменник предназначен для удаления растворенных в жире газов и воздуха. Процесс ведется при повышенной температуре в условиях возможно глубокого разрежения. Отличительной особенностью этого аппарата является то, что в качестве греющего вещества используется не водяной пар, а горячий жир, выходящий из дезодоратора.
Аппарат имеет цилиндрический корпус с выпуклым дном и съемной крышкой. Внутри аппарата вдоль его цилиндрической поверхности помещен двухрядный змеевик поверхностью 55 м2.
По змеевику пропускается горячий дезодорированный жир, который поступает через патрубок и выходит частично охладившийся через патрубок. Свежий жир, направляемый на деаэрацию, поступает в аппарат сверху через патрубок, попадает на опрокинутую воронку, которая направляет его в кольцевой желоб. Последний расположен так, что выходящий из него жир в виде тонкой пленки стекает вниз вдоль поверхности греющего змеевика.
Благодаря теплообмену, происходящему между горячим жиром, протекающим по трубам змеевика, и менее нагретым жиром, проходящим вдоль его наружной поверхности, деаэрируемый жир в аппарате нагревается до температуры 130-180° С. Эта температура зависит от того, насколько был нагрет жир в дезодораторе. Чем выше температура поступающего дезодорированного жира, тем сильнее нагревается жир, проходящий через деаэратор. Так как процесс происходит в тонком слое пленки, стекающей вдоль поверхности змеевиков, и при относительно глубоком разрежении, создаваемом в аппарате, деаэрация проходит быстро и достаточно полно. Отсасываемые газы уходят из аппарата в вакуумную систему через патрубок.
Общий объем аппарата 4,5 м3. Практически масса жира, одновременно находящегося в аппарате, составляет около 1 т. Продолжительность пребывания жира в аппарате 15-20 минут.
Деаэрированный жир отводится из аппарата через патрубок. Уровень жира в деаэраторе контролируется по мерному стеклу. Для периодического осмотра и внутреннего ремонта аппарата служит люк. Наружную поверхность аппарата покрывают слоем тепловой изоляции.
Во время работы аппарата необходимо следить за равномерным и непрерывным питанием его жиром, за вакуумметром, показывающим остаточное давление в аппарате, и за температурой жира как проходящего через аппарат, так и проходящего через греющие змеевики. При остановке линии на более или менее длительный период, находящийся в аппарате жир необходимо выпустить, а при кратковременной остановке заполнить инертным газом. Аппарат должен быть снабжен автоматическим клапаном, предохраняющим повышение давления в аппарате в аварийных случаях.
Дезодорационный аппарат колонного типа является основным оборудованием в линии дезодорации жиров. Его назначение - удаление ароматических примесей, находящихся в жире, путем отгонки их с водяным паром в условиях высокой температуры и глубокого вакуума.
Дезодорационный аппарат непрерывного действия колонного типа. Проходящий через него жир обрабатывается острым перегретым водяным паром. Аппарат состоит из двух основных частей - секционного куба и вертикальной колонны с фигурной крышкой. Внутри колонны размещено 38 вертикальных пластин, вдоль которых в виде тонкой пленки стекает дезодорируемый жир. Распыление жира и распределение его по поверхности пластин производится при помощи форсунки.
Секционный куб разделен вертикальными перегородками на семь отсеков - центральный цилиндрический и шесть радиальных. Внутри отсеков помещены паровые эжекторы для обработки жира острым перегретым водяным паром. В первом, третьем и пятом радиальных отсеках помещены паровые змеевики для дополнительного нагревания жира при дезодорации. Для уменьшения тепловых потерь, что имеет значение не только для экономии пара, но и для улучшения условий дезодорации, на колонной части аппарата и крышке предусмотрена защитная рубашка, работающая под вакуумом. Кроме того, по их наружной поверхности проложен обогревающий змеевик. Вся поверхность аппарата покрыта слоем изоляции.
Для наблюдения за работой дезодорационного аппарата в разных местах - в верхней части колонны и в крышке секционного куба - помещены смотровые окна с электрическим подсветом. Люк служит для целей внутреннего осмотра аппарата.
Дезодорируемый жир подается в верхнюю часть колонны через патрубок и подводится к устройству, которое распределяет его по пластинам. В нижней части колонны стекающий жир попадает в сборный желоб, через который отводится в центральный отсек. Через перетечные отверстия в перегородках жир последовательно переходит из одного отсека в другой.
В каждом из них он обрабатывается острым паром, а в трех еще и подогревается. Через переливную трубу жир отводится из дезодоратора.
Острый водяной пар подается в инжекторы, поднимаясь, он проходит через колонну вдоль поверхности пластин. Постепенно насыщаясь испаряющимися ароматическими веществами, он уходит через боковой патрубок в вакуумную систему.
Пластины, помещенные в колонной части дезодоратора, создают большую поверхность, вдоль которой жир стекает вниз в тонком слое и ароматические вещества лучше испаряются.
Все части аппарата, соприкасающиеся с жиром и острым водяным паром, изготовлены из кислотостойкой нержавеющей стали. Полный объем дезодорационного аппарата 8,1 м3, примерно половина этого объема приходится на секционный куб. Производительность аппарата 3-3,5 т жира в час. Продолжительность пребывания жира в дезодораторе 25-30 минут.
Недостаток аппаратов - трудность равномерного распределения жира по поверхности пластин и образование трудно удаляемого слоя нагара на пластинах, что ухудшает условия дезодорации и снижает качество получаемого продукта. Тщательная предварительная очистка поступающего жира, точное соблюдение условий дезодорации, периодическая промывка всей системы позволяют устранить большую часть этих недостатков.
В мировой практике встречаются дезодорационные аппараты непрерывного действия других конструкций.
Сепаратор-каплесборник служит для отделения и улавливания капель жира, уносимых паром. Отходящий из дезодоратора пар при входе в сепаратор ударяется о стенки и меняет направление. За счет большого сечения каплесборника по сравнению с трубопроводом скорость пара уменьшается. Все это способствует тому, что уносимые паром капельки жира в большей своей части отделяются от него, стекают и собираются в каплесборнике.
Сепаратор-каплесборник представляет собой вертикальный, сварной аппарат объемом 3 м3 с цилиндрическим корпусом и выпуклыми крышкой и днищем. По высоте аппарат разделен вторым выпуклым днищем на две равные части. Верхняя работает как сепаратор капель, нижняя - как каплесборник. Отработавший пар из дезодоратора поступает в сепаратор через патрубок и покидает аппарат через другой патрубок. Отделившиеся капельки жира через переливную трубу и смотровой фонарь сливаются в каплесборник и из него через патрубок - в сборную коробку.
Вакуумная труба поддерживает в верхней и нижней части аппарата одинаковое давление, благодаря чему перелив отделившегося жира из верхней части аппарата в нижнюю может производиться на ходу. Во время слива жира из каплесборника вакуумная и переливная линии закрываются и открываются краны на патрубке и воздушнике. Для предупреждения застывания жира в каплесборнике помещен обогревающий змеевик.
Трубчатый охладитель служит для охлаждения дезодорированного жира перед полировочным фильтрованием или сливом его в приемный резервуар, если фильтрование почему-либо не проводится. Охлаждение производится обычно проточной водой. В схеме непрерывной дезодорации с колонными аппаратами используют охладители.
Охладитель представляет собой вертикальный сварной цилиндрический аппарат с выпуклой приваренной крышкой и плоским дном, соединяющимся с корпусом при помощи фланцев. К крышке аппарата приварены изогнутые трубы из нержавеющей стали, по которым проходит охлаждаемый жир. Он поступает в охладитель через несколько патрубков и уходит из него через патрубки. Охлаждающая вода поступает в аппарат через патрубок, а нагретая отводится через патрубок в переливную трубу, верхнее колено которой установлено несколько выше входного патрубка. Нагретая вода свободно переливается в воронку.
В момент пуска аппарата в работу из него выпускают воздух через патрубок. Если по недосмотру жир в змеевиках переохладился и застыл, то в аппарат через патрубок можно пустить острый водяной пар для его разогрева. Установив на линии, отводящей охлажденный жир, терморегулятор, можно регулировать количество поступающей воды.
Для очистки поверхности охлаждающих труб от оседающей накипи разъединяют фланцевое соединение днища, поднимают корпус, открывая таким образом доступ к поверхности труб.
Режим дезодорации. Перед включением линии в работу после более или менее длительной остановки проверяют герметичность всего оборудования, включая насосы, трубопроводы и арматуру. Проверку герметичности проводят по специальной инструкции, разрабатываемой для каждого предприятия в соответствии с местными условиями.
Общий принцип проверки заключается в том, что линию с закрытыми кранами на входе и выходе жира подключают к вакуумной системе и наблюдают по вакуумметру в течение 1 ч, как изменяется остаточное давление в системе в результате подсоса воздуха. Если в течение этого времени давление повышается (разрежение снижается) более, чем на 1,3-2 кПа (10-15 мм рт. ст.), установка считается неисправной; необходимо найти места и устранить источники подсоса воздуха.
При исправной по герметичности линии дезодорации жиров соблюдают определенную последовательность включения аппаратов. Включают в работу пароэжекторный вакуум-насос, пуская поочередно воду в барометрические конденсаторы и пар в пароэжекторы. Когда остаточное давление в дезодорационной колонне снижено до 0,2-0,4 кПа (1,5-3 мм рт. ст.), включают насос, подающий жир на дезодорацию, пропуская его последовательно через подогреватель и деаэратор. Когда в смотровом стекле деаэратора покажется некоторое количество жира, включают насос и перекачивают жир через подогреватели и фильтры тонкой очистки в верхнюю часть дезодорационной колонны.
В момент включения насоса 6 открывают воздушные краники у подогревателей и выпускают из них воздух. После того, как в форсунке дезодоратора покажется жир, включают греющий пар в подогреватели и в наружный обогревающий змеевик самого дезодоратора.
Жир стекает вдоль пластин колонны и постепенно заполняет куб дезодоратора. Когда его уровень закроет поверхность греющих змеевиков, расположенных в радиальных отсеках куба, включают пар высокого давления, поступающий в эти змеевики, обеспечивая повышение температуры жира до 210-230° С. Затем пускают в дезодоратор перегретый пар, для этого открывают вентиль на линии поступления водяного пара в электропароперегреватель и включают электрический ток в секции пароперегревателя. Температура пара повышается до 250-300°С. Его подают в дезодоратор через форсунки.
В первое время после пуска линии, пока она не выведена на установленный режим, жир, выходящий из дезодоратора, еще не соответствует установленным кондициям и его возвращают в систему на циркуляцию. При этом останавливают насос и включают насос, который по обводной линии возвращает жир, выходящий из дезодоратора через подогреватели, в верхнюю часть дезодорационной колонны.
Когда температура жира в кубе дезодоратора повышается до 180-200° С, а температура перегретого острого водяного пара, впрыскиваемого в дезодоратор, становится равной 250° С, можно переводить линию на нормальный режим. В этот момент снова включают питающий насос, отрегулировав по расходомеру подачу жира на дезодорацию. Одновременно подачу жира насосом переключают на деаэратор-теплообменник. Включают охлаждающую воду в трубчатый охладитель, наблюдая за тем, чтобы выходящий из него жир имел температуру не выше 25-40° С. Дезодорированный жир через полировочный фильтр перекачивают в приемный резервуар.
Работа дезодорационной линии на циркуляцию во избежание ухудшения качества жира под влиянием длительного температурного воздействия не должна продолжаться более 1 ч. Затяжка этого периода свидетельствует о неисправности линии. Ее следует остановить, выяснить, где нарушены условия нагревания, устранить неисправности, после чего можно снова включить линию в работу.
При переработке застывающих жиров (саломаса, животных топленых жиров, кокосового, пальмоядрового и др.) рекомендуется при выведении линии на режим пропускать через нее сначала жидкое масло и только после того, как линия выведена на установленный режим (температура, давление), переходят к подаче застывающих жиров. Так предупреждается опасность образования пробок из застывающих жиров в коммуникациях при кратковременных остановках для наладки отдельных аппаратов линии.
При остановке линии прекращают подачу греющего пара в нагреватели и в змеевики, установленные в кубе дезодоратора, а также на его наружной поверхности. Выключают электрическое питание нагревательных элементов злектропароперегревателя, не прекращая подачу через него острого пара в эжекторы дезодоратора.
Продолжают подавать насосом жир в систему; при выключенных нагревателях температура его постепенно снижается. Когда она снизится примерно до 100° С, насос выключают и сливают находящийся в аппаратуре и коммуникациях жир в промежуточный резервуар, из которого в зависимости от качества его возвращают либо на повторную дезодорацию, либо на полную рафинацию. Очень важно соблюдать это условие, так как, если слить из аппарата жир при более высокой температуре, на его горячих поверхностях при остатке тонкого слоя жира образуется трудноудаляемый нагар.
Когда уровень жира в кубе дезодоратора опустится ниже верхней кромки греющих змеевиков, прекращают подачу острого пара, пропускаемого через выключенный электропароперегреватель.
Если на линии перерабатывались застывающие жиры, рекомендуется промыть систему жидким маслом, что, как и при пуске линии, предупреждает возможность образования пробок застывшего жира.
Затем останавливают пароэжекторный вакуум-насос, выключая последовательно пар и воду на всех его ступенях. После того, как линия освобождена от находившегося в ней жира, одновременно с отключением от вакуумной системы целесообразно заполнить ее инертным газом. Это предохранит от попадания в систему воздуха, кислород которого оказывает неблагоприятное воздействие на перерабатываемые жиры.
Контроль за работой линии заключается в наблюдении за показаниями установленных контрольно-измерительных приборов, в первую очередь приборов, показывающих и регистрирующих температуру жира в кубе дезодорационного аппарата и за охладителем дезодорированного жира. В соответствии с показателями термометров регулируют подачу греющего пара в трубчатые подогреватели и охлаждающей воды в охладитель. Температурные параметры поддерживают на принятом на данном предприятии уровне, допуская колебания в пределах ± 5° С. Большие отклонения сопровождаются нарушением теплового режима, с одной стороны, и могут вызвать перерасход пара и охлаждающей воды, с другой.
Очень важно поддерживать остаточное давление в дезодораторе в пределах 0,13-0,40 кПа (1-3 мм рт. ст.), так как оно существенно влияет на эффект дезодорации. Поддержание постоянного разрежения в аппаратуре зависит от устойчивой работы пароэжекторного вакуум-насоса, которая в свою очередь требует устойчивого и равномерного питания его водяным паром и охлаждающей водой заданных параметров, т. е. пара заданного давления и воды расчетной температуры на входе в конденсаторы и на выходе из них.
Неустойчивое показание вакуумметра может быть следствием неплотностей в аппаратуре и коммуникациях и подсоса воздуха, что отражается на процессе дезодорации и качестве продукции.
Оператор, обслуживающий линию дезодорации жиров, периодически должен проверять по показаниям расходомера количество подаваемого жира и соответственно раствора лимонной кислоты, а также количество и температуру перегретого водяного пара, впрыскиваемого в дезодоратор. Через смотровые фонари проверяют работу распыливающей форсунки, установленной в верхней части колонны дезодорационного аппарата, следя за тем, чтобы жир хорошо распределялся по поверхности пластин.
Погоны, накапливающиеся в каплесборнике, сливают в отдельный резервуар не реже одного раза в сутки. Погоны используют как технический жир, так как не разработана технология более рационального использования содержащихся в погонах компонентов.
Периодически, примерно один раз в месяц, проверяют (с разборкой) состояние распыливающих сопл всех форсунок, осторожно очищая их от образующегося нагара.
При соблюдении всех установленных условий получается дезодорированный жир высокого качества. Периодическая проверка пробы готового жира на вкус и запах, примерно через каждый час работы, служит для дополнительного контроля эффективности работы линии.
При кратковременных остановках линии, не выпуская из оборудования находящийся в нем жир, целесообразно заполнить систему инертным газом, что предохранит жир от контакта с воздухом.
С течением времени на рабочих частях оборудования дезодорационной линии, особенно на ее горячих поверхностях, образуется пленка нагара, которая заметно ухудшает работу всей линии. Поэтому весьма важно периодически (через 1-2 месяца) производить промывку - выщелачивание - всего оборудования и коммуникаций. Промывают установку горячим раствором едкой щелочи концентрацией 20-50 г/л.
Промывку ведут в определенной последовательности. Отключают все контрольно-измерительные и регулирующие приборы, чтобы в них не попал моющий раствор. В резервуаре готовят раствор едкой щелочи для первой промывки концентрацией 20 г/л и насосом подают его в деаэратор, подогреватели и дезодоратор. Предварительно снимают в деаэраторе и дезодораторе форсунки и промывают их отдельно. Моющий раствор подогревают глухим паром в нагревателях примерно до 90-95° С и при этой температуре он стекает в дезодоратор, заполняя его до верхних смотровых стекол.
Осторожно периодически пускают в моющий раствор для перемешивания острый пар, при этом наблюдается довольно обильное пенообразование. Пуск острого пара возобновляют после того, как наблюдаемая через верхний смотровой фонарь дезодоратора пена несколько оседает.
Первое кипячение - выщелачивание - продолжается 2-3 ч. Затем моющий раствор полностью спускают из оборудования и промывают оборудование раствором щелочи концентрацией 40-50 г/л.
В зависимости от состояния поверхности оборудования выщелачивание проводят в третий раз. После последней промывки щелочью аппаратуру промывают чистой горячей водой. Промывка водой считается законченной тогда, когда на выходе устанавливается нейтральная реакция по фенолфталеину.
Таким же образом промывают внутренние поверхности змеевиков деаэратора и охладителя. Заполняют их моющим раствором и выдерживают его в змеевиках примерно в течение 1 ч.
Операцию повторяют 2-3 раза, затем также тщательно промывают змеевики чистой горячей водой.
Очень важно спускные краны для слива моющего раствора и промывной воды разместить в таких точках, чтобы обеспечить полное освобождение от них оборудования. Первые порции жира, которые пропускают через дезодорационную аппаратуру после промывки, целесообразно возвращать на повторную щелочную рафинацию.
В период остановки цеха на профилактический ремонт очищают поверхность подогревателей и охладителя от накипи и ржавчины.
По условиям техники безопасности на дезодорационной линии, как и на всех других линиях и аппаратах, работающих под вакуумом, необходимо предупреждать возможность повышения давления больше атмосферного. Такие линии и аппараты снабжаются манометрами и предохранительными клапанами, а иногда автоматической системой, гарантирующей сброс избыточного давления.
Другие методы дезодорации масла и жиров
Внедряются новые методы дезодорации жиров, среди которых довольно широкое применение находит дезодорация смесей саломаса с маслом и дезодорация низкокислотного саломаса без предварительной щелочной рафинации.
При дезодорации смесей заранее готовят стандартную смесь из 70-80% саломаса и 30-20% жидкого масла. Каждый из этих жиров предварительно подвергают (отдельно или в смеси) щелочной рафинации, отбеливанию и фильтрованию.
Режим дезодорации смесей саломаса с маслом в общем не отличается от режима, принятого при обработке саломаса. По практическим данным качество дезодорируемого жира получается более высоким, чем при раздельной дезодорации саломаса и масла.
Как указывалось выше, если дезодорация жиров ведется при температуре 220-230° С, то совместно с ароматическими веществами из жира отгоняются содержащиеся в нем свободные жирные кислоты. На этом основан метод совмещения дезодорации саломаса со снижением его кислотности. При работе по этому методу на дезодорацию поступает пищевой саломас с кислотным числом не выше 0,7-0,8 мг КОН. Его подвергают хорошей обработке отбеливающими глинами и после фильтрования направляют на дезодорацию. В этом случае обязательно обрабатывают саломас лимонной кислотой для связывания оставшегося в нем никеля.
В отработавшем водяном паре, отходящем из дезодоратора, кроме летучих ароматических веществ находятся отгоняемые жирные кислоты. Для их улавливания перед конденсатором смешения устанавливают трубчатый холодильник, охлаждаемый проточной водой. Сконденсировавшиеся жирные кислоты отводят в сборник.
Дезодорация жиров в аппаратуре периодического действия
Аппаратурно-технологическая схема. При рафинации небольших количеств специальных видов жиров, например кокосового масла или животного топленого жира, когда настройка линии непрерывного действия является неэкономичной, используют дезодорационные установки периодического действия.
Подготовленный жир из промежуточной коробки засасывается в дезодоратор, здесь он нагревается до 160-180° С, деаэрируется и обрабатывается острым водяным паром. Водяной пар, впрыскиваемый в дезодоратор, предварительно перегревается в локальном пароперегревателе до 250-300° С.
Отработавший водяной пар вместе с отгоняемыми ароматическими веществами жира пропускается через каплеотделитель и направляется в конденсатор, где он конденсируется. Несконденсировавшиеся газы и воздух откачиваются из конденсатора вакуум-насосом.
Вода из конденсатора стекает в барометрическую коробку, а из нее сбрасывается в очистную систему канализации. Капельки жира, отделившиеся в каплеотделителе, собираются в сборнике, из которого периодически сливаются в коробку для технического жира.
В дезодоратор при необходимости подается раствор лимонной кислоты, засасываемый из бачка.
Дезодорированный жир под вакуумом сливается в охладитель, в котором охлаждается проточной водой до 30-45° С. Охлажденный жир перекачивается насосом в коробку на весах для готового продукта. В необходимых случаях он подвергается полировочному фильтрованию.
Основное оборудование. В аппаратурно-технологической схеме периодического действия используют следующее основное оборудование.
Дезодоратор периодического действия выполняет несколько функций: в нем производится предварительное нагревание партии загруженного жира и его деаэрация, затем собственно дезодорация и предварительное охлаждение перед выпуском готового жира из аппарата.
Дезодоратор состоит из вертикального цилиндрического сварного корпуса со сферическим дном и крышкой, соединяющейся с корпусом при помощи фланцев. На крышке размещен сухопарник с патрубком для отвода отработавшего пара. Перед входом в сухопарник помещена тарелка, ударяясь о которую отражаются капли жира, поднимающиеся восходящими струями водяного пара.
Внутри аппарата размещено три двухрядных спиральных змеевика с поверхностью нагрева по 10-12 м2 каждый. Такая большая поверхность нагрева обеспечивает быстрый подъем температуры жира до 160-180° С. Через эти же змеевики, только в противоположном направлении, пропускается холодная вода во время охлаждения дезодорированного жира.
Во время дезодорации очень важно, чтобы поднимающиеся пары не охлаждались при соприкосновении со стенками аппарата, так как при этом ароматические вещества могут сконденсироваться и снова попасть в жир. Для уменьшения тепловых потерь (кроме хорошей изоляции) дезодоратор имеет наружный паровой змеевик, который обогревает верхнюю цилиндрическую часть аппарата и сухопарник.
Острый водяной пар, поступающий в дезодоратор через патрубок, распределяется в массе жира при помощи барботера.
Жир засасывается в дезодоратор через патрубок, а выпускается через другой патрубок. Для наблюдения за работой дезодоратора имеются смотровые фонари с электрическим подсветом. Для периодического осмотра и ремонта внутренней части аппарата имеется люк.
Барботер предусмотрен для хорошей работы дезодоратора, т. е. для равномерного распределения в массе жира впрыскиваемого водяного пара. Имеется несколько конструкций применяемых для этой цели барботеров.
Барботер состоит из распределительного кольца, соединенного с шестью радиально отходящими от него перфорированными секторами и шестью радиальными патрубками, на каждом из которых помещено по три форсунки. На поверхности каждого из секторов находится по 96 отверстий диаметром 2 мм.
Острый перегретый водяной пар, поступая через кольцо, распределяется по секторам и патрубкам и выходит в форме тончайших пузырьков в массу жира, пронизывает ее, интенсивно перемешивает и удаляется через сухопарник дезодоратора.
Змеевиковый охладитель периодического действия предназначен для охлаждения дезодорированного жира до температуры 30-45° С без доступа воздуха. Он представляет собой вертикальный сварной аппарат с цилиндрическим корпусом, приваренным сферическим днищем и съемной крышкой. Аппарат имеет две системы охлаждения: внутренний двухрядный спиральный змеевик с поверхностью 22 м3 и наружную водяную рубашку с поверхностью 9 м3. Для перемешивания служит многолопастная мешалка, получающая вращение от электродвигателя через редуктор.
Жир поступает в охладитель из дезодоратора через патрубок и выводится из него через другой патрубок. Для периодического внутреннего осмотра аппарата имеется люк.
Режим дезодорации. При работе на аппаратуре периодического действия необходимо придерживаться тех же условий, что и при работе на непрерывно действующей аппаратуре. Прежде всего необходимо проверить плотность соединения системы. Установив, что давление пара на коллекторе соответствует установленному инструкцией для данного предприятия и что в резервуаре, питающем конденсаторы и холодильники, имеется достаточное для работы количество холодной воды, можно включать линию.
Сначала включают вакуумную систему и всасывают в дезодоратор очередную подготовленную партию жира.
Когда уровень жира в дезодораторе достигнет установленной отметки (выше змеевиков), включают глухой пар в греющие змеевики и поднимают температуру до 100-105° С. Продолжая нагрев глухим паром, осторожно через барботер пускают небольшое количество острого водяного пара, который перемешивает жир и ускоряет нагрев. Если работа ведется с лимонной кислотой, то раствор ее подается непосредственно в дезодоратор.
При температуре 150-160° С, не прекращая подогрева глухим паром, пускают в дезодоратор острый водяной пар (до 250 кг/ч). Давление острого пара на входе в дезодоратор должно быть не ниже 0,2 МПа (2 кгс/см2). Температура перегретого пара на разных предприятиях колеблется в пределах 200-300° С.
С пуском острого пара нагревание жира не прекращается. Температура его в течение 20-30 минут повышается до 170-180° С в зависимости от давления насыщенного пара, поступающего из котельной.
Во время работы следят за показаниями вакуумметра. Остаточное давление в дезодораторе, обслуживаемом поршневыми вакуум-насосами, должно быть не более 2,7-4 кПа (20-30 мм рт. ст.). На предприятиях, где вакуум создается при помощи пароэжекторных вакуум-насосов, остаточное давление не превышает 0,65 кПа (5 мм рт. ст.).
Длительность собственно дезодорации зависит от условий ведения процесса. Она увеличивается, если дезодорация ведется при более низкой температуре жира, при более высоком остаточном давлении и при недостаточном количестве острого водяного пара.
Конкретные параметры режима дезодорации - начальная и конечная температура жира и впрыскиваемого водяного пара, остаточное давление в дезодораторе - устанавливает администрация цеха.
Момент окончания процесса дезодорации определяют органолептически. Через 2-3 ч после того, как температура жира в аппарате установилась на заданном уровне, не останавливая процесса, отбирают через пробный краник в специальный стаканчик пробу жира, быстро охлаждают ее и органолептически устанавливают готовность жира. При некоторых навыках опытный рабочий довольно точно устанавливает момент, когда процесс закончен и дальнейшая обработка жира, не улучшая его качества, ведет к удорожанию стоимости обработки, к перерасходу пара и воды и снижению производительности оборудования.
Жир охлаждают в дезодораторе до температуры 100-105° С, пропуская через змеевики холодную воду. Нужно при этом помнить, что перед началом следующего цикла нагревания перед пуском в змеевики пара необходимо полностью выпустить из них оставшуюся воду во избежание возможности гидравлического удара.
После снижения температуры жира подключают к вакуумной системе охладитель. Когда остаточное давление в нем выравнится с давлением, в дезодораторе включают холодную воду в змеевики и рубашку и открывают перепускной кран, по которому жир перетекает в охладитель. Охлаждение жира до 30-45° С в зависимости от температуры охлаждающей воды заканчивается через 30-40 минут.
После этого отключают охладитель от вакуумной системы, осторожно открывая воздушный краник. В тех случаях, когда на заводе имеется инертный газ, через воздушный краник пускают в охладитель азот или углекислый газ, после чего жир выкачивают из охладителя.
По ходу процесса в каплеотделителе, установленном на выходной линии для отработавшего пара, накапливаются летучие жирные погоны. При переработке большинства растительных масел и животных жиров количество таких погонов незначительно (не более 1-1,5 кг на тонну перерабатываемых жиров). При дезодорации кокосового и пальмоядрового масел, содержащих некоторое количество глицеридов низкомолекулярных жирных кислот, обладающих относительной летучестью, количество погонов значительно увеличивается. Повышается количество погонов и при дезодорации жиров, содержащих заметное количество свободных жирных кислот. В процессе дезодорации они испаряются и летят вместе с отходящим отработавшим паром. В каплеотделителе часть их конденсируется и оседает.
Не реже одного раза в сутки каплеотделитель освобождают от скопившихся погонов, перепуская их под вакуумом в приемник-каплесборник.
Периодически дезодораторы, охладители и коммуникации промывают раствором щелочи концентрацией 20-40 г/л для удаления осевшего нагара. После спуска раствора щелочи всю установку промывают чистой горячей водой до полного удаления даже следов щелочи. Промывная вода должна иметь нейтральную реакцию по фенолфталеину. Условия промывки примерно такие же, как и при работе на аппаратуре непрерывного действия.