Способ получения хлопкового масла

(54) (57) СМАСЛА, вклюхлопчатник 9 6ственно1 Бюл,бъеоследующ од пр ко Т В. рков втоотив отоке, а п рин м в ство и федоров, Атаульк тем а ю щ и иповышения ипо ма бодно(088.8) о И. В, Модство, М держания госсипола, цией пропи лем в коли слоэкстра епром. и ие фРГ нности, 6, вып, 9 оборудовой промышлПРОМ, сер сырья, а по риал промыв рацией 2-10 рают со вто Г.аев53) 656) Гонно 65.1.03 аврилен ци е произ здат, 1960. Установки для масложирой ЦНИИТЭПИЩЕ 979.СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЫЙ КОМИТЕТ ССС ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОПКОВОГО чающий подготовку семян с получением лепестка, ей экстракцией его в две первой из которых лепесирует концентрированной. стадии, наток экстрамисцеллойстадии - рке, о т лчто,. с цели снижения лепесток перед экстракывают чистым растворитеестве 20-100% от массысле первой стадии матеают мисцеллой с концент% по маслу, которую отбирой стадии.Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к извлечению масла иэ семян хлопчатника способом прямой экстракции раст ворителем.Целью изобретения является повышение выхода масла и снижение содержания свободного госсипола.ЭСпособ осуществляйт следующим образом.,:Хлопковый лепесток перд прямо- точной";стадией экстракций,госсипола концентрйрованной миоцеллой пропитывают чистьм растворителем в количе-. стве 20 - 100 от массыйсходного экстрагируемого материала, затем проводят экстракцию госсипола концентрированной мисцеллой, после чего материал промывают слабоконцентрированной мисцеллой (2-107 по маслу) в количестве в 1;1,5 раза больше верхнего предела указанного коли. чества чистого растворителя, требуе. мого для пропитки материала, т.е.100-1502 от массы исходного лепестка, а затем осуществляют противоточную экстракцию слоя лепестка.Семена хлопчатника подготавливают к экстракции с получением лепестка. Хлопковый лепесток при загрузке в камеру карусельного экстрактора обрабатывается чистым растворителем, равномерно распределяющимся по объему загружаемого маслосодержания материала.Количество чистого растворителя, подаваемого на пропитку, находится в пределах 20-1003 от массы исходного эк" страгируемого материала. Наличие стадии пропитки лепестка чистым растворителем в указанных пределах ускоряет процесс экстракции госсипола и масла в целом, так как скорость пропитки лепестка чистым растворителем за счет действия капиллярных сил вышее, чем скорость пропитки материала концентрированной мисцеллой, и процесс диффузионного извлечения начинается тогда, когда заканчивается капиллярная пропитка. Количество чистого растворителя,подаваемого на пропитку, определяетсясоотношениямиаь, Ы,. ,0,81"1 (1)Ч се .у030,8 (1)Я ш(2)Чсгде Ч - объем пор частиц, слагающих слой;Ч - объем частиц вместе с пора ми.Объем слоя Ч слагается иэ объемачастиц Ч и объема промежутков междучастицами Ч, т.е.(3) 25 В свою очередь Чр и Ч можно определить из следующих соотношений1 ш1Ч = Чв = Ч6 у (4)где Е - порозность слоя.Из соотношений (2) и (4) получимсоотношенияф Чдг ц Чач ЗкБ = - - - -,=- или (5)(1- )Чтобы провести капиллярную пропитку, необходимо достаточно заполнить растворителем объем поровогопространства частиц, т,е. объем Чц,Соотношение (5) дает объем растворителя, необходимый для заполненияпор частиц в статическом слое. В 40реальном процессе происходит движение слоя товара во времени.Чтобы перейти от статики к динамике, необходимо в соотношение 45(5) ввести скорость движения единицы объема (массы ) товара во времени,т.е.(6) 50 где Я - количество растворителя, необходимое и достаточное для заполнения порового объема частиц Чв динамике, т.е. при движении твердой фазы во времени,55 Соотношение (5) в динамике принимает вид;ЮЕ:--- или Я-" - (7)1"1(1) Чс Й ш где Я . - количество чистого растворителя, м /ч;.ф - скорость движения единицыобъема (массы) твердой фазы,5 1/ч;Ч - объем слоя, мш вмасса объема слоя;- кажущаяся плотность твердойэ,фазы, т/мЕ - порозность слоя.Указанные пределы получены исходяиз следующего.Известно выражение пористостичастицИсходя из многочисленных экспериментальных данных, значение пористости для хлопкового лепестка изменяется в пределах0,3 с Е" с 08Таким образом, исходя из укаэанных пределов изменения пористости и соотношений (7), получаем необходимые и достаточные пределы изменения количества чистого растворителя, требуемого для заполнения порового пространства частиц, т.е, проведения стадии пропитки.Нарушение пределов в обе стороны . нецелесообразно, так как уменьшение количества растворителя ниже нижнего предела приводит к неполной пропитке, а увеличение количества растворителя выше верхнего предела приводит к заполнению пустот собственного слоя, что понижает концентрацию мисцеллы.внутри частиц и в слое и ухудшает процесс извлечения госсипола.Пример расчета концентрации внутрипоровой мисцеллы, полученной в результате пропитки.Масличность лепестка (М )=207;Ф с фэ Е = 0,5; ш У = 1 т/ч;= 0,8 т/м Количество масла в массе лепестка ш равно 0,20 т/ч,Количество растворителя, вошедшего в поры, равно объему порЯ Ук О 5 0 8 э- = О 4 м /чЫш 1Концентрация мисцеллы в порах(С) равнаС =- - = 0 5 т/м0 20 эф 0,40Учто составляет 643,Данный расчет не учитывает объемпор, заполненных маслом, а количество масла, извлекаемое из пор вовнешний раствор за счет пропитки,но показывает, что уровень концент"рации, получаемой в порах мисцеллы,достаточно высок в случае соблюденияуказанных пределов количеств пропитывающего чистого растворителя.Для определения подачи чистогорастворителя в производственныхусловиях целесообразно связать ее смассой поступающего товара в экстрактор в процентном отношении.Из соотношения (1) следуетО 1 к 1 р-- О 8 Угде- плотность чистого раствоР урителя, т/мцр шр цр03 ---.Иш 1 и5 где ш = Я- масса растворите"Г Рля, т/ч,Плотность растворителя, используемого в экстракционном производстве,равна 0,7 т/м., а , исходя изэ1 О опытных данных, изменяется в преде"лах 0,6-0,9 т/м3Таким образом, пределы изменения8 ротношения- составляют:Ук15 08 а -( 13у КкС учетом приведенных пределовполучаем: ш р0813 Ц ш ф ф 0,3 0,8 с 20 илив Е 20 Е. -1003шрМ шТаким образом, расчетным путемс учетом необходимости достаточнообосновываются пределы количествачистого растворителя, требуемогодля пропиткиПосле стадии пропитки лепестокобрабатывают концентрированной мис 30целлой (58-603 по маслу) на прямоточной стадии процесса, при этом вслое образуется мисцелла с ценцентрацией 60-707., в масле котброй растворен свободный гиссопол. Полученная 35 мисцелла отводится из слоя. На противоточной первой стадии экстракциимасла слой лепестка промывают слабоконцентрированной мисцеллой (2-1 ОХпо маслу) в количестве 1-1,5 раза 40 больше верхнего предела количествачистого растворителя, поступающегона пропитку, что составляет 1001507.Обработка слабоконцентрированной 45 мисцеллой позволяет смыть и разбавить поверхностную пленку концентрированной мисцеллы на частицах,за счет этого значительно ускоряет-ся процесс массопереноса изнутри 50 частиц во внешнюю диффузионную область.Разбавление в 1-1,5 раза позволяет получить мисцеллу с концентрацией 35-453, которая, смешиваясь с 55 конечной мисцеллой противоточнойвторой стадии, образует конечнуюмисцеллу, выходящую из экстрактора,на уровне 25-353, являющуюся опти% 1мальной для дистилляции. Расчетыпо худшим условиям), представленыниже. Концентрация мисцеллы, полученной на прямоточной стадии, 70%.Промывку осуществляли 10%-ноймисцеллой в однократном количестве(100% к массе тонара).Рассчитаем концентрацию мисцеллы;полученную в результате промывки.После стока концентрированноймисцеллы межчастичное пространствополностью заполняется промывочноймисцеллой.Порозность слоя по опытным даннымизменяется в пределах 0,3Е0,6,для расчета принимаем Е = 0,6 (худшие условия), В 100 кг товара рассчитаем объем мисцеллы,МЧ =Е Ч =бщс.Н,где .Ч - объем пор слоя (равенфсобъему мисцеллы);М - масса товара, кг;Н 1 - насыпная масса товара,кг/м (350 кг/м ).1 лс 0,6 350 = 0,17 м100Плотность 70%-ной мисцеллы равна 0,8 т/м , Масса мисцеллы, вымываемая из 100 кг материала, равна0,17 0,8 = 0,14 т. В 0,14 т (140 кг)70%-ной мисцеллы содержится 98 кгмасла и 42 т бензина,При смешивании получается 108 кгмасла и 132 кг бензина.Концентрация мисцеллы получается108 : 100С = ---- -=45%мц. 108 + 132Соотношение при экстрагированиина второй противоточной стадии материал:растворитель равно 1;1,1 (минимальное),Минимальная концентрация на выходе из этой стадии мисцеллы равна20%. На 100 кг твердой фазы приходится 110 кг растворителя. На 100 кглепестка имеем 240 кг 45%-ной мисцеллы с первой противоточной стадиии 110 кг 20%-ной мисцеллы со второйпротивоточной стадии; 240 кг (45%)=108 кг масла + 132 кг растворителя110 кг (20%) = 22 кг масла + 88 кграстворителя,. Имеем 110 + 240(108+32) кг масла, что составляет:130100С =- --- = 37%ыц 350Таким образом, расчетные значениИконцентраций по худшим условиям211279 5 1 О 15 20 40 23, 17, 10, 6, 3 и 2% по 17 мин,чистым растворителем 13 мин. Общее время процесса выдерживали постоянным, как для известного, так и для предлагаемого способа - 153 мин.45Наиболее характерные результатыисследований приведены в таблице.Применение приемов насыщенияматериала перед экс 1 ракцией чистым растворителем, отмывка слоя слабо- концентрированной мисцеллой, подача 50растворителя на насыщение материала и слабоконцентрированной мисцеллы на слой в определенньж количествах в совокупности позволяет интенсифицировать процесс экстракции и сни" зить масличность шрота в 2-2,5 раза 25 30 35 практически соответствуют указанным пределам их изменения. Следовательно, разбавление в 1,0-1,5 раза (100-150% от массы лепестка) при промывке слоя 2-10%"ной мисцеллой необходимо и достаточно.Аналогично можно обосновать и верхний предел промывки по количеству и концентрации.Увеличение концентрации промывающей мисцеллы вьппе 10% увеличивает концентрацию мисцеллы на выходе иэ экстрактора более 35%, что снижаетскорость экстракции масла.Уменьшение концентрации мисцеллыменее 2% уменьшает конечную концентрацию ниже 25%, что ведет к увеличению энергозатрат на дистилляцию. П р им е р. Лепесток ядра семян хлопчатника, полученный в производ ственных условиях (масличность 27%, толщина 0,3 мм, влажность 9%), экстрагировали в две стадии в вертикальном лабораторном экстракторе в слое высотой 500 мм. При загрузке в экстрактор лепесток обрабатывали чистым растворителем с последующей выдержкой слоя 4 мин для перераспре" деления растворителя равномерно по всему объему, затем слой лепестка обрабатывали мисцеллой с концентрацией 58% 17 мин для извлечения госсипола. Этим заканчивалась первая стадия экстракции.После этого на слой лепестка 4 мин подавали слабоконцентрированную мисцеллу для отмывки слоя. За" тем слой обрабатывали мисцеллами 1 убывающей концентрации: 28% - 13 мин,при минимальных капитальных затратах.1211279 Концентрация мисСпособ Количествомисцеллы шрота,Хлютно сухоевещество пестка сы лепестка Предлагаемый 1 О Чистый растворитель 80 0,09 2,1 20 0,03 0,9 100 70 130 0,01 0,8 100 1 О 0,01 150 0,9 12 120 170 0,12 Составитель Е, БуданцеваТехред А,Ач Корректор И.Эрдеи Редактор Н. Горват Заказ 608/30 Тираж 392 .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Количество чистого растворителя дляпропитки,7 от масцеллы дляотмывкислоя, 7 для отмывкиСЛОЯ у Х Отмассы леСодержание свободного госсипола, 7 на абсоМаслич.ность