Использование твёрдого биотоплива в технологии производства растительных масел

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТВЁРДОГО БИОТОПЛИВА В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
В. В. Слюсаренко, АО «Алиментармаш», г. Кишинёв
Аннотация: В работе рассмотрены вопросы создания на АО «Алиментармаш» в течение последних 20 лет технологического оборудования для производства растительных масел из семян масличных культур: от пресса для окончательного отжима масла до минимаслозаводов с использованием в качестве источника энергии для нагрева жидкого теплоносителя (термомасла «Ариан») твердого биологического топлива — лузги семян подсолнечника.
Ключевые слова: пресс, прессование, масло, подсолнечник, лузга, минимаслозавод, термомасло, теплоноситель, биотопливо, жаровня.
UTILIZAREA TEHNOLOGIEIDE PRODUCTIE A BIOCOMBUSTIBILULUI SOLID DE ULEIURI
VEGETALE
V. Sliusarenco, SA & quot-Alimentarmas", mun. Chisinau
Rezumat: Aceasta lucrare analizeaza problemele de creare la SA «Alimentarma§& quot-in ultimii 20 de ani a echipamentelor tehnologice pentru producerea de uleiuri vegetale din seminte oleaginoase: din presa pentru spin final de ulei de la minifabricile de producer a uleiurilor vegetale, folosind ca sursa de energie pentru incalzirea lichidului de racire (Thermo & quot-arian"-) a biocombustibilului solid — coji de seminte de floarea soarelui. Cuvinte-cheie: presa, presare, unt, coji de floarea soarelui, ulei termic, minifabrici, lichid de racire, biocombustibili, precum § i o tipsie.
SOLID BIOFUEL UTILIZATION IN VEGETABLE OIL PRODUCTION
V. Slusarenko, JSC & quot-Alimentarmash», Khisinau Abstract. The paper deals with questions of creating at JSC «Alimentarmash & quot-in the last 20 years the technological equipment for the production of vegetable oils from oilseeds: from the press for the final spin to mini oilfactory, using as an energy source for heating the liquid coolant (Thermal oil & quot-Arian"-) of solid biofuels -husk of sunflower seeds.
Key words: press, pressing, oil, husk of sunflower seeds, minioilfactory, thermal oil, coolant, biofuel, roaster. Введение.
Одним из направлений деятельности Кишинёвского завода пищевого оборудования (ныне АО «Алиментармаш») [1], является производство и реализация технологического оборудования для получения и переработки растительных масел из семян масличных культур: рапса, сои, подсолнечника, софлора, кунжута, хлопка, а также из косточек винограда и ядер грецких орехов.
До 1992 года предприятие из оборудования для получения растительных масел выпускало (небольшими сериями) только пресса для окончательного отжима масла марки М8-МШП (рис. 1) производительностью 10−12 т/сутки (по семенам подсолнечника) [2].
Техническая характеристика пресса М8-МШП (при переработке семян
рапса)
Производительность техническая, тонн/сутки — не менее 7-
Остаточная масличность жмыха (при однократном прессовании), % - не более 12- Установленная мощность электродвигателя, кВт — 11-
Габаритные размеры, мм, не более — 3380×1150×1370- Масса, кг, не более — 2250.
Рис. 1. Пресс для окончательного отжима масла М8-МШП Материалы и методы
В 1992 голу руководством завода было принято решение освоить весь спектр оборудования для получения растительных масел, т. е. на базе вышеуказанного пресса разработать и изготовить технологическую линию, включающую в себя необходимое оборудование для выполнения следующих технологических операций: очистка и и обрушивание семян подсолнечника, измельчение ядра, влаго-тепловая обработка мятки, прессование мезги и фильтрование растительного масла. Первая такая линия, получившая название М8-МКА, смонтирована и запущена в с. Дороцкая р-на Дубэсарь республики Молдова в 1993. Она состояла из приёмного бункера, элеватора-нории, магнитного сепаратора, семенорушки, вальцевого станка, каскада из четырёх огневых жаровен (которые отапливались лузгой, получаемой после обрушивания семян), прессов (2) для окончательного отжима масла М8-МШП, рамного фильтра для фильтрации полученного масла. Технологическая схема работы линии приведена на рис. 2.
Рис. 2. Технологическая схема работы линии производства растительных масел М8-
МКА
С тех пор было выпущено несколько десятков таких линий, многие из которых эксплуатируются и по сей день. На одной из линий вместо огневых жаровен были установлены жаровни с электроподогревом. Техническая характеристика линии приведена в таблице 1.
Таблица 1
Техническая характеристика комплекта оборудования для производства растительного
масла М8-МКА [2]
Наименование показателя Единица измерения Значение величины
Производительность кг/ч (т/сутки) 416−625 (10−15)
Установленная мощность кВт 55−70
Расход воды (Р=0,2−0,3 МПа) м3/ч 0,3
Потребление электроэнергии кВт/ч Не более 50
Остаточная масличность жмыха % До 7
Занимаемая площадь 2 м Не более 180
Масса кг 27 000
Недостатком огневых жаровен, как было установлено в процессе эксплуатации, является необходимость тщательного контроля над процессом нагрева (горения лузги), необходимость постоянного заполнения топок лузгой, что предполагает большие затраты ручного труда. Качество получаемого масла в основном зависит от квалификации истопника (зачастую получаемое масло имеет тёмный цвет с характерным привкусом горелых семян, что свидетельствует о чрезмерном нагреве жаровен).
В 1993 году параллельно с линией М8-МКА начался выпуск принципиально новых линий (ныне она называется комплект М8-МКИ, рис. 3, [2]), в которых исключалось обрушивание семян подсолнечника, а семена после очистки на магнитном и барабанном сепараторах поступали в пресс предварительного отжима масла ПШМ-250 (ныне они заменены прессами М8-МПБ, [2]), где измельчались и нагревались до температуры +80−90°С. Затем нагретая измельчённая масса поступала в пресс окончательного отжима масла М8-МШП.
Отжатое на линии масло (приближенное по качеству к маслам «холодного отжима») фильтровалось на рамных фильтр-прессах. На рис. 4 приведена технологическая схема линии М8-МКИ, а в таблице 2 — её техническая характеристика.
В этом же году был изготовлен опытный образец барабанного вакуум-фильтра для фильтрования растительных масел через слой фильтровального перлитного порошка при помощи вакуумного водокольцевого насоса типа ВВН. В дальнейшем начался серийный выпуск фильтров, получивших название — комплекс вакуумной фильтрации М8-КФМ (рис. 5). Хотя линии М8-МКИ в начале их выпуска пользовались большим спросом благодаря простоте конструкции и высокой монтажной готовности (ввод в эксплуатацию производился практически в день доставки на место эксплуатации), в последние годы спрос на них резко упал.
Рис. 3. Комплект оборудования для производства растительных масел М8-МКИ
Рис. 4. Технологическая схема работы линии производства растительных масел
М8-МКИ
Основным недостатком линий М8-МКИ является сравнительно невысокий процент выхода масла (остаточная масличность жмыха в пределах 11−12%). Это вызвано тем, что переработка семян подсолнечника велась без их обрушивания, а лузга, как известно, является пористым материалом (впитывает в себя масло) и, кроме того, увеличивает содержание восков в масле.
К негативным сторонам переработки семян подсолнечника без отделения лузги также можно отнести:
1) снижение производительности оборудования-
2) более быстрый износ рабочих органов оборудования (за счёт абразивности
лузги) —
3) снижение массовой доли протеинов в жмыхе, т. е. снижение его ценности как белкосодержащего ингредиента при производстве кормов-
4) переход вместе с восками в масло переходят пестицидов, красителей, продуктов окисления масла и т. д.
Таблица 2
Техническая характеристика комплекта оборудования для производства растительного _________________________________________________________________масла М8-МКИ [2]
Наименование показателя Единица измерения Значение
Производительность (по подсолнечнику) кг/ч (т/сутки) Не менее 300 (не менее 7)
Количество оставшегося в жмыхе масла (в перерасчёте на абсолютно сухой продукт) % 10−15
Установленная мощность кВт 32,8
Занимаемая площадь 2 м 10
Габаритные размеры мм 3300×3000×2800
Масса кг 5400
Рис. 5. Комплекс вакуумной фильтрации растительных масел М8-КФМ
В 2004 году АО «Алиментармаш» получило заказ от совместного молдо-германского предприятия «Bio Componj Raps» SRL на разработку проекта комбината по переработке масличных культур в г. Липкань р-на Бричень, предполагающего разработку технологии переработки семян рапса с целью использования получаемого рапсового масла в качестве биотоплива. Также, согласно разработанному проекту, была произведена поставка необходимого технологического оборудования — линии по переработке семян рапса методом «холодного» прессования с подогревом мятки и его монтаж.
В 2006 году данное производство (I очередь — 50 т/сутки по семенам) было сдано в эксплуатацию. Линия получила название М8-МКИ (рапс), переработка семян велась по следующей технологической схеме (рис. 6):
Рис. б. Технологическая схема работы линии производства рапсового масла М8-МКИ
(рапс)
Общий вид линии двукратного «холодного» прессования семян рапса М8-МКИ (рапс) с подогревом мятки приведён на рис. 7, техническая характеристика — в таблице 3.
Таблица 3
Техническая характеристика линии двукратного «холодного» прессования рапса __________________________________________М8-МКИ (рапс) с подогревом мятки
Наименование показателей Единица измерения Значение величины
Производительность (по т/сутки 10−12
семенам рапса)
Количество оставшегося в
жмыхе масла: 12−13
после первого прессования % 9−11
после второго прессования
Установленная мощность, кВт (макс) До 80
в т. ч. ТЭНов кВт (24)
Занимаемая площадь кв. м 28
Масса, не более кг 18 000
Были попытки в 2007 году данную схему применить для переработки семян подсолнечника (Херсонская обл., пгт. Нововоронцовка, Украина), но, как показала эксплуатация входящих в линию транспортёров с подогревом М8−3ВТМЗ, поддерживать требуемую температуру нагрева (+85−90°С) не удавалось: происходило подгорание мятки, а при снижении температуры не удавалось получить должный отжим (масличность жмыха оставалась на уровне 11−12%).
Рис. 7. Линия производства рапсового масла М8-МКИ (рапс)
Результаты
В 2008 году, вследствие проведенных маркетинговых исследований, посещения ряда промышленных предприятий, производящих оборудование для масложировой промышленности, а также маслоцехов, где это оборудование эксплуатируется, было установлено, что в качестве аппарата для проведения влаго-термической обработки возможно использовать чанные жаровни, работающие на жидком теплоносителе -термомасле «Ариан».
В качестве термогенератора для нагрева масла возможно применить специальные печи, использующие в качестве горючего отходы переработки семян подсолнечника — подсолнечную лузгу.
В этом же году специалистами АО была разработана конструкторская документация на жаровни чанные марок М8−3ЖЧ и М8−6ЖЧ (вторая цифра указывает на количество чанов в жаровне), а также на теплогенератор — печь нагрева М8-ПН.
На базе вышеуказанных чанных жаровен М8-ЖЧ и теплогенераторов — печей нагрева М8-ПН в 2009 году была смонтирована линия по производству подсолнечного масла методом «горячего» прессования производительностью 20 т/сутки (по семенам подсолнечника) в г. Унгень, а весной 2010 года — аналогичная линия на 10 т/сутки — в г. Бэлць.
В конце июля 2010 года четыре фуры с оборудованием линии на 20 т/сутки (по семенам) отправились в г. Коканд (Узбекистан), а в начале сентября оборудование линии на 10 т/сутки было отгружено в г. Кзыл-Орду (Казахстан). Бригады
специалистов АО вылетели в эти республики для проведения монтажа, пуско -наладочных работ и запуска в эксплуатацию указанных линий.
Проведенные испытания и пробная эксплуатация линий в гг. Унгень и Бэлць показали их высокую эксплуатационную надёжность и хорошие технологические показатели: остаточная масличность жмыха при двукратном «горячем» прессовании не превышает 7%.
Перед отправкой в Узбекистан оборудование было сертифицировано в НИСМе Республики Молдова.
Схема типового минимаслозавода по переработке семян подсолнечника методом двукратного «горячего прессования» с использованием в качестве теплоносителя для нагрева чанных жаровен М8-ЖЧ термомасла марки «Ариан», нагреваемого в печах нагрева М8-ПН путём сжигания твёрдого биотоплива — лузги подсолнечника, приведена на рисунке 8.
Технологическая линия состоит из бункера приёмного 1, элеватора-нории 3, комплекса очистки семян подсолнечника 2, шнекового транспортёра 4, агрегата размольно-вальцевого 5, комбинированного элеватора-нории 7, жаровни шестичанной 6, пресса предварительного отжима масла (поб/эл= 1000мин-1) 8, маслосборников для сбора масла 20, электронасосного шестерёнчатого агрегата 21, транспортёра для окончательной выгрузки жмыха 9.
Теплогенератором служит печь для нагрева 10, состоящая из самой печи, дымовой трубы, системы трубопроводов с термомаслом, перекачивающего высокотемпературного герметического электронасоса с водяной системой охлаждения, расширительного бачка.
В комплект оборудования входят также комплекс вакуумной фильтрации М8-КФМ, комплект оборудования для рафинирования масла М8-ЛРМ3. Для сбора и хранения масла предусмотрены три ёмкости (поз. 22), оборудованные шестерёнчатыми электронасосами.
Для управления оборудованием в составе комплекта предусмотрены шкафы управления. Для розлива и укупорки масла в ПЭТ-бутылки и полиэтиленовые канистры имеется установка розлива и укупорки 15.
Линия работает следующим образом. Семена подсолнечника, соответствующие требованиям ГОСТ 22 391–89, засыпаются в приёмный бункер 1. При помощи элеватора-нории 3 по лоткам 30 и 28 семена поступают на комплекс очистки семян 2, где производится их обрушивание и удаление части лузги в циклон вентиляционной установки для питания печи нагрева 10.
Часть лузги вместе с ядром при помощи шнекового транспортёра 4 поступает в агрегат размольно-вальцевый 5, где производится дробление ядра и части лузги на частицы (проход через 1-миллиметровое сито не менее 70%). Измельчённая масса, называемая мяткой, при помощи элеватора-нории 7 поступает в 1-ю жаровню, где происходит её нагрев до +80−90°С и высушивание до влажности 5%. Затем мезга поступает в 1-й пресс М8-МШП 8, предварительного отжима масла, где происходит отжим основного количества масла. Отжатое масло поступает в установленные рядом с прессами 8 маслосборники 20 и при помощи шестеренчатых насосов 21 перекачивается в ёмкости для сбора масла 22.
Рис. 8. Схема типового минимаслозавода для производства растительного масла из семян подсолнечника с использованием в качестве теплоносителя термомасла
«Ариан»
Получаемый после отжима масла жмых шнековым транспортёром 26 подаётся на агрегат размольно-вальцевый 5, где измельчается и при помощи элеватора-нории 7 поступает в трёхчанные жаровни 6. В жаровне происходит нагрев и доведение влажности жмыха до 15%- подготовленный таким образом жмых подвергается отжиму в прессе окончательного отжима 8, отжатое масло поступает в маслосборник 20 и оттуда насосом 21 перекачивается в ёмкости 22. Жмых из-под пресса 8 шнековым транспортёром 9 подаётся на место складирования и охлаждения.
Таким образом, технологическая схема получения растительного масла методом «горячего прессования» имеет вид, показанный на рис. 9.
Техническая характеристика комплектного минимаслозавода производительностью 20 т/сутки (по семенам) приведена в таблице 4.
Таблица 4
Техническая характеристика комплектного минимаслозавода производительностью ___________________________________________________ 20 т/сутки (по семенам)
Наименование показателя Единица измерения Значение величины
1. Производительность (по семенам подсолнечника т/сутки 20
2. Остаточная масличность жмыха % до 7
3. Установленная мощность кВт 168,3
4. Занимаемая площадь 2 м 288
Масса, не более кг 44 800
Рис. 9. Технологическая схема получения масла методом «горячего» прессования
Выводы и рекомендации
Таким образом, минимаслозаводы для производства растительного масла методом «горячего» прессования (10−20 т/сутки по семенам) в настоящее время являются экономически выгодными с точки зрения энергозатрат.
Кроме того, имея возможность регулировать температуру нагрева жаровен (через термомасло), можно на них производить и масло «холодного» прессования, наиболее пригодное для применения в пищевых целях, а также как сырьё для дальнейшего производства из него биологического топлива — биодизеля.
Излишек лузги, получаемый после её использования для нагрева термомасла (как твёрдое биотопливо), можно переработать в топливные гранулы (пеллеты) или брикеты, что позволит уменьшить её объёмы и увеличить сроки хранения.
Литература
1. кйр//:'^^^а1та8к. тё.
2. Каталог изделий АО «Алиментармаш», г. Кишинёв, 2006 г.
3. Прохорова Л. Т., Марков В. Н. О «пользе» технологии переработки семян подсолнечника без отделения лузги. Масложировая промышленность,
№ 2, 2005 г., с. 16−17.
4. Лисицин А. Н., Марков В. Н. Современный технологический процесс для получения качественных пищевых масел и белковых продуктов для кормовых целей. Материалы научно-практического семинара «Масложировая отрасль — предприятиям птицеперерабатывающей и комбикормовой промышленности», 16 декабря 2004 г., Санкт-Петербург, с. 17−22.
Сведения об авторе: Слюсаренко Валентин Васильевич, АО «АЛИМЕНТАРМАШ», г. Кишинев, главный инженер, научные интересы: проблемы энергоэффективности, альтернативные источники энергии. -шаП: v. s1iusarenco@gmai1. com.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой