Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса Корякина, Марина Александровна

Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса
<
Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Корякина, Марина Александровна. Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса : диссертация ... кандидата технических наук : 05.20.01 / Корякина Марина Александровна; [Место защиты: Оренбург. гос. аграр. ун-т].- Оренбург, 2011.- 163 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/3115

Содержание к диссертации

Введение

1 Современные представления об отжиме растительного масла в одношнековых пресс-экструдерах 9

1.1 Использование экструдеров в отраслях агропромыпшенного комплекса 9

1.2 Биологические особенности и ценности рапса как масленичной культуры 13

1.3 Промышленное производство органического моторного топлива — биодизеля на основе рапсового масла 17

1.4 Высокотехнологичные производственные процессы переработки семян рапса на масло 21

1.5 Перспективы развития современных шнековых прессующих механизмов 28

1.5.1 Классификация шнековых прессующих механизмов 28

1.5.2 Структурно-параметрические особенности маслоотжимньк прессов и их рабочих органов 33

2 Математическое моделирование процесса экструдирования с оттоком жидкой фазы 38

2.1 Системный подход к моделированию и оптимизации технологических объектов .38

2.2 Формирование математической модели с учетом оттока жидкой фазы 45

2.3 Исследование влияния геометрических и конструктивных параметров рабочих органов экструдерана отток жидкой фазы 57

3 Методика экспериментальных исследований процесса экструдирования семян рапса 63

3.1 Общая методика проведения эксперимента 63

3.2 Экспериментальная установка, приборы и оборудование, используемые в исследованиях 63

3.3 Методика проведения эксперимента 68

3.4 Отбор и обработка результатов 75

3.5 Методика определения крошимости гранул рапсового жмыха 79

4 Анализ и обобщение результатов экспериментальньк исследований экструдирования семян рапса с оттоком жидкой фазы 85

4.1 Методы анализа качества рапсового масла и жмыха 85

4.2 Анализ образцов рапсового масла и оценка качества процесса 87

4.3 Анализ образцов рапсового жмыха и оценка качества процесса 97

5 Совершенствование конструкции и экономическое обоснование модернизации одношнекового экструдера 107

5.1 Оптимизация шнека экструдера 107

5.2 Совершенствование конструкций и узлов пресс-экструдера 111

5.3 Экономическое обоснование эффективности применения модернизированного оборудования 116

Общие выводы 123

Список используемых источников 125

Приложения 141

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время в России и во всем мире получение источников энергии из сырья растительного происхождения становится актуальной проблемой. Одним из перспективных альтернативных видов топлива является дизельное топливо и смазочные материалы на базе растительного рапсового масла, оптимального как по доступности, так и по стоимости. Благодаря этому рапс считается одной из наиболее ценных и перспективных агрокультур в общемировом производстве растительных масел. Данная универсальная сельскохозяйственная культура способствует решению проблем обеспечения промышленности сырьём для производства биотоплива, а животноводства - кормовым белком.

От способа извлечения рапсового масла из семян и применения современного оборудования для переработки сырья зависит его качество, цели использования - пищевое или техническое, энергонезависимость сельскохозяйственных предприятий, повышение продовольственной безопасности, снижение производственных издержек.

Экструзия - идеальный безотходный технологический процесс получения высококачественного рапсового масла как основы биодизеля и жмыха как ценного компонента в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы.

Возможности современного шнекового экструзионного оборудования позволяют перерабатывать сырье растительного происхождения как без оттока, так и с оттоком жидкой фазы, например, при отжиме масла.

Сегодня недостаточно информации для анализа исследовательских работ, посвященных эффективным конструктивно-параметрическим особенностям одношнековых экструдеров для производства масла.

Таким образом, актуальной становится задача применения одношнеко-вого экструдера для получения рапсового масла, обусловленного непрерывностью технологического процесса, уменьшением количества технологических операций, низкими удельными расходами энергии, небольшими капитальными затратами, малыми производственными мощностями, компактностью, универсальностью, высокой степенью механизации и автоматизации.

Настоящая научная работа выполнена в рамках темы «Влияние вибрационных и экструзионных воздействий на процессы механической переработки (растительных) материалов» (госрегистрация № 012000952373), включенной в тематический план отдела биотехнических систем Оренбургского научного центра Уральского отделения РАН на 2009-2011 гг.

Цель исследования - разработка методов и средств повышения эффективности процесса экструдирования семян рапса с оттоком жидкой фазы.

Объект исследования - процесс экструдирования маслосодержащего сырья в одношнековых прессующих механизмах с оттоком жидкой фазы.

Предмет исследования - закономерности изменения качественных показателей сырья биотоплива и рапсового жмыха в зависимости от условий протекания технологического процесса.

Основные методы исследования. При исследовании повышения эффективности работы одношнекового экструдера для прессования семян рапса применялись методы системного анализа, математического моделирования, численные методы, теории вероятностей и физико-химические.

Научную новизну работы составляют:

современные представления об отжиме масла из семян рапса;

исследования, позволяющие оценить энергоёмкость технологического процесса и качество полученной продукции (рапсового масла для производства биотоплива и жмыха для корма сельскохозяйственных животных);

математическая модель, связывающая конструктивные и кинематические параметры с эффективностью технологического процесса и качеством сырья для биотоплива, а также кормовыми свойствами полученного жмыха;

новые конструкции экструдера, позволяющие повысить эффективность технологического процесса получения рапсового масла.

Практическую ценность имеют:

конструкции маслопресса для отжима жидкой фазы с разрушением клеточной структуры маслосодержащего сырья перед его сжатием (патенты РФ на изобретения № 2399493, 2401199);

программные средства, позволяющие рассчитывать технико-экономические показатели экструзионного процесса и качественные показатели готовой продукции (программы для ЭВМ№ 2011612043, 2009614615);

результаты экспериментальных исследований процесса экструдиро-вания семян рапса с оттоком жидкой фазы.

Реализация результатов. Определены и рекомендованы техническим директором ОАО «Оренбургский маслоэкстракционный завод» продукты экструдирования к использованию с органолептическими и физико-химическими показателями их качества в условиях лаборатории по контролю производства и определены главным инженером оптимальные значения конструктивных параметров рабочих органов одношнекового экструдера для получения рапсового масла и жмыха в условиях производства ОАО «Чиш-мынское» и ОАО «Ишимбайский хлебокомбинат» Республики Башкортостан.

На защиту выносятся следующие положения:

математическая модель, связывающая конструктивные и кинематические параметры с эффективностью технологического процесса и качеством сырья для биотоплива;

эмпирические зависимости, связывающие конструктивные и кинематические параметры с кормовыми свойствами полученного жмыха;

программные средства для расчета показателей качества рапсового масла и жмыха, а также технико-экономических показателей экструзионного процесса с оттоком жидкой фазы;

новые конструкции пресс-экструдера.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и одобрены на международных конференциях: «Машинно-технологическое обеспечение животноводства - проблемы эффективности и качества» ГНУ ВНИИМЖ Россельхозакадемии (Подольск 2009, 2010 гг.); «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» (ИПК ГОУ ОГУ, 2009 г.), «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (ИПК ГОУ ОГУ 2008, 2009, 2010 гг.), а также на семинарах кафедры «Механизация технологических процессов в АПК» Оренбургского ГАУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных статей в журналах и сборниках конференций, из них три в рецензируемых научных изданиях ВАК. Получены два патента на изобретения и два свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 125 страницах основного машинописного текста. Содержит 48 рисунков, 11 таблиц, список используемой литературы из 144 наименований и шесть приложений. Общий объём диссертации составляет 163 страницы.

Промышленное производство органического моторного топлива — биодизеля на основе рапсового масла

На современном этапе развития мирового топливно-энергетического производства стала актуальной и значимой возобновляемость источников энергии, получаемых из растительного сырья. К ним относится биодизель как вид биотоплива, с успехом используемый на практике в ряде стран, как альтернатива обыкновенной солярке [10, 13, 14, 16, 21, 27, 65].

Поиски новых биологических источников энергии обусловлены целым рядом причин, а именно: ограниченностью запасов природно-ископаемых источников, энергии; желанием-- стран снизить национальную; экономическую; энергетическую зависимость, связанную с поставками, энергоресурсов; парниковьшкэффектом; который обусловлен поступлением? в атмосферу дву-окисш углерода; экологическими проблемами; ценовой нестабильностью в нефтедобывающих странах..

Теоретически? экспериментально доказано: наиболее: пригоднымшдлж производства биодизеля являются такие: растительные масла; как. подсолнечное;, хлопковое, соевое, рапсовое, кукурузное, ореховое, конопляное; льняное, пальмовое, арахисовое, сурепное, а также отработанные растительные масла. Чаще всего такой вид топлива производят на основе масла рапса; как наиболее, оптимального варианта; по: доступности, стоимости ; т физико-химическим характеристикам [21]. .

Заслуживают особого внимания современные исследования-рапсового масла» в v качестве основы биотоплива таких ученых, как Иі. РіОблащикова,, А. А. Ефанов, Д; Б. Бубнов,, П. Вальехо,. В; Е. Пономарев; Чі А. Хеваге, A. В;Шашеві[79,27, 13; 14, 104i, 131, I35]t

Масла в.растениях характеризуются такими же сложным; химическим составом, как w состав сырой5нефти; Наиболее; полезными соединениями,, с точки зрения использования их как топлива; являются смеси;жидких углеводородов. Такие масла5 можно использовать в, исходном-виде или после химической обработки, а также в смеси с нефтяными топливами: или спиртами. Причем наиболее интересны не сами растительные масла,, а их метиловые эфиры.

В; связи с этим в Европе (Англии, Германии, Польше, Франции, Швеции) и в Азии (Китае, Индии, Индонезии).уже начали применять на. АТЄ топливо из растительных масел и продуктов их химической переработки. Более того; в перечисленных странах приняты законодательные акты о производстве смесей из дизельного топлива. Лидером по производству биодизельного топлива из стран ЕС является-Германия, где его производство достигло в 2003 г. 600 тыс. т. Во Франции предусмотрена правительственная программа производства 300 тыс. т метилового эфира из растительного.масла. В Чешской Республике работает. Г4 заводов общей МОЩНОСТЬЮ 200ІТЬІС. т [115].

Биодизельное топливо как вид моторного топлива был разработан в. 1853 г. англичанами Даффи и Патриком. В 1900 г. на международной выставке в Париже немецкий ученый.Р. Дизель продемонстрировал свой знаменитый двигатель, работающий на арахисовом масле [21]. В начале 90-х годов прошлого столетия к идее использования биотоплива вернулись вновь. Например, в 1991 г. в Олмуле (Австрия) был построен первый завод по производству биотоплива.

При энергетическом использовании рапсового масла в качестве биотоплива возможны два пути: централизированное производство, где получают биодизель для двигателей любых марок, и децентрализированное производство, где отфильтрованное рапсовое масло используется в модифицированных дизельных двигателях.

Например, в настоящее время в Германии действует около 12 централизованных и 80 децентрализованных заводов по производству рапсового масла, а топливо Biodiesel выпускают восемь немецких фирм.

Биодизель — это популярное название метилового» эфира рапсового масла или жирной кислоты (МЭРМ). Он представляет собой топливо, полученное из растительного масла путем его-трансэтерификации с целью удаления тяжелой фракции - глицерина. Рабочие названия МЭРМ из производных рапсового масла в России и на Украине - биодизель, во Франции - diester, в Германии - RME (рапсометиловые эстеры), в Польше - біонафта, біопаливо.

Процесс производства достаточно прост. В состав любого растительного масла входит глицерин, который придает ему вязкость и плотность. В связи с этим задача в приготовлении биодизеля заключается в уменьшении вяз ч кости растительного масла за счет замещения глицерина на спирт. Этот процесс называется трансэтерификацией.

Перед процессом трансэтерификации рапсовое масло проходит рафинацию с целью удаления примесей, фосфатидов, свободных жирных кислот (СЖК). На стадии трансэтерификации происходит смешивание масла с метанолом и катализатором (метоксидом натрия или гидроксидом натрия) при 50 Є в течение 4-8- часов. Реакционная смесь поддерживается при 70 С в течение 1-10 часов: После завершения реакции биодизель должен быть цвета меда, а глицерин - темнее. При температуре 38 С глицерин остается в жидком состоянии и может быть легко удален [16, 21,81, 115].

Побочными продуктами производства биодизеля из рапса являются глицерин и жмых. Очищенный глицерин можно использовать по многим направлениям для производства, например: технических моющих средств, фармакологического глицерина, фосфорных удобрений и т.д. Жмых можно использовать в качестве полноценного корма для скота, что позволяет полностью безотходно утилизировать биомассу растения.

Из 1 т растительного масла и 111 кг спирта (в присутствии 12 кг катализатора) получается 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного-глицерина. Основная технологическая схема производства МЭРМ приведена на рисунке 1.4 [115].

В Европе МЭРМ используется по двум принципиальным схемам: «немецкой» и «французской» [15, 143]. «Немецкая схема» предусматривает кооператив фермеров, имеющий установку по производству и этерификации рапсового масла 1 т/сутки. «Французская» схема предусматривает централизованное производство diestera на мощных установках (5—10 тыс. т в год).

Формирование математической модели с учетом оттока жидкой фазы

Система одношнекового прессующего механизма является сложной, из-за сложности взаимодействия звеньев механизма с обрабатываемым материалом. Система уравнений движения прессуемого материала допускает приближенную декомпозицию по зонам рабочего пространства, в которых различные граничные условия прессующего механизма определяют внутреннюю характеристику системы, параметры процесса и их связь с конструктивными параметрами механизма, реологическими параметрами прессуемого материала [47]. Это позволяет проводить оптимизацию конструкции экструдера и технологического процесса экструдирования на стадии эскизного проектирования машины.

Прессующий механизм в общем случае состоит, как показано на рисунке 2.6, из шнека, компрессионного затвора, матрицы, загрузочного устройства и шнекового цилиндра, в котором имеются отверстия для оттока масла (последний компрессионный затвор и матрица образуют головку экстру дера).

Взаимодействие прессуемого материала с рабочими органами связано с движением материала в пространстве между этими органами.

Рассмотрение действительного механизма затруднительно из-за сложности пространства между рабочими органами экструдера. Все поверхностиуказанных полостей являются развертывающимися цилиндрическими и коническими и при развертке представляют несколько пар параллельных между собой плоскостей, которые будем, полагать неограниченными. Прессуемый материал расположен между парой рассматриваемых плоскостей, образующих рабочие участки.

Движение прессуемого материала можно представить как движение между парами параллельных плоскостей, при этом сохраняется свойство непрерывности объемной производительности в шнековом механизме. Исключение составляют осесимметричные каналы фильер, для которых имеется собственное решение задачи течения экструдируемого материала [46].

Для более точного описания процесса разобьем экструдер на секции. Секцией в общем случае будем называть элементарный шнековый прессующий механизм с условно постоянными параметрами процесса прессования. Секция может оканчиваться матрицей, либо компрессионным затвором - участком механизма, на котором лопасть шнека прерывается и проходное сечение уменьшается. Компрессионный затвор может быть фиктивным, если параметры процесса прессования изменяются при непрерывных лопастях шнека [46, 45].

Матрицу будем полагать эквивалентной компрессионному затвору и вместе с прилегающей частью шнека считать первой секцией прессующего механизма. Схема модели шнекового канала представлена на рисунке 2.7. Обработку материалов растительного происхождения в экструдере можно представить как течение псевдопластической жидкости и описать их движение уравнением Оствальда-де Виля, связывающем напряжение сдвига Туу со скоростью сдвига ух, Для проведения экспериментов были использованы геометрические параметры малогабаритного пресс-экструдера ПЭШ-30/4, модернизированного для получения растительного масла и жмыха. Использовали реологические параметры рапса сорта «Ратник» яровой при влажности сырья 7,49% (ГОСТ 10856-96) и масличности 42,92% (ГОСТ 10857-64) [47]. Вычислительный эксперимент показан на рисунке 2.8 [120]. Конструктивные исходные данные следующие: диаметр корпуса Dk =0,0552 м; диаметр фильеры матрицы cL =0,008 м; длина фильеры матрицы 1ф =0,1 м; высота компрессионного затвора Ьк =0,0041 м; ширина компрессионного затвора tk =0,05 м; высота зазора утечек Ъу =0,0005 м; угол подъема винтовой лопасти а = 13; число заходов шнека равно 1. Скорость вращения шнека принимала значения: 10, 13, 15, 20, 23 рад/с. Изменяли шаг (0,03-0,05 м), высоту (0,01-0,014 м) и толщину лопастей шнека (0,003-0,022 м).

Экспериментальная установка, приборы и оборудование, используемые в исследованиях

Таким образом, значимость ярового рапса для Оренбургской области возрастет за счет расширения его посевов на маслосемена, что способствует удовлетворению возрастающего спроса для промышленности - сырье для производства биотоплива, а для животноводства - ценный высокобелковый шрот.

Качество масличных семян рапса оценивалось по следующим показателям: без сорной примеси, с масличностыо при анализе — 42,92% и маслич-ностью семян на абсолютно сухое вещество - 43,83%, с кислотным числом масла в семенах рапса - 2,05%. Процесс прессования исходного сырья велся при фиксированном значении влажности: W — 7,49%. Содержание эруковой кислоты в масле согласно сорту «Ратник» составляет 0,0-0,5%, глюкозино-латов в шроте 0,4-0,7% (9,4-16,4 ммоль/г).

Результаты экспертизы качества масличных семян рапса были представлены согласно ГОСТ 10854-88, 10856-96, 10857-64, 10858-77 ОАО «Оренбургский маслоэкстракционный завод» и приведены в приложении А. Прессование семян рапса проводилось на четырех шнеках с различным шагом и шириной лопасти, как показано на рисунках 3.5-3.8. В таблице 3.2 показаны геометрические размеры параметров шнека.

Процесс отжима рапсового масла можно рассматривать следующим образом. Масло содержащее сырье поступает в загрузочную воронку экстру-дера. Одновременно с этим с помощью привода вращается шнек, прессуя и транспортируя сырье по направлению зеерного цилиндра. В зазоре между винтовыми лопастями шнека и зеерным цилиндром, происходит интенсивное измельчение жома и отделение масла. Далее при перемещении продукта из него отжимается жидкая фаза вплоть до стока через отверстия из зеерного цилиндра и осуществляется выход жмыха под высоким давлением через фильеру матрицы.

Процесс отделения рапсового масла от мезги в большой степени зависит от конструкции зеерного цилиндра и от суммарной площади отверстий, которые должны обеспечивать свободный выход масла и одновременно4предотвращать выдавливание мезги через отверстия из зеера.

Степень заполнения отжимного устройства масличным материалом оказывает существенное влияние на производительность экструдера При недостаточном заполнении объема зеерного цилиндра материалом не создается необходимого давления на мезгу. В этом случае отжимное устройство транспортирует мезгу до последней секции зеерного-цилиндра: В ней материал подпрессовывается и начинается отток масла, при этом мезга может закрыть выход маслу и забить отверстия. Масло в этом случае выходит из пресса вместе со жмыхом-ракушкой и масличность жмыха возрастает.

С целью преодоления указанных недостатков возникает производственная необходимость в поиске усовершенствованных конструктивных решений пресса-экструдера в режиме оттока жидкой фазы.

Температура процесса экструзии является одним из наиболее важных технологических параметров, так как она оказывает значительное влияние на качество получаемого продукта.

В ряде экспериментов контроль температуры осуществляют непосредственным контактом экструдируемого продукта на выходе из фильеры матрицы ртутным термометром (ГОСТ 215-73), что не позволяет получать точные значения температуры, так как замер происходит с некоторым запозданием после выхода готового продукта. Таким образом, более точным методом измерения температуры является применение цифрового минимульти-метра, имеющим термопару и способным измерять температуру в широких пределах, обладает достаточной точностью ±1 С и скоростью замера. Значение температуры считывается с дисплея минимультиметра в С. Замер происходит непосредственным контактом термопары экструдируемого материала при выходе из матрицы и отверстий для стока масла.

Угловая скорость вращения шнеков измеряется при помощи тахометра. Вал тахометра посредством резинового ремня соединяется с тихоходным валом редуктора, что обеспечивает возможность получать точные значения угловой скорости на валу шнека.

Анализ образцов рапсового масла и оценка качества процесса

При экструзионном способе извлечения масла за счет влаги, температуры и сдвиговых усилий, обрабатываемый материал приобретает такие реологические свойства, которые позволяют передать механические усилия от частей клетки к сферосомам. В результате этого они разрушаются в первую очередь, масло коалесцирует и вытекает, практически минуя капиллярно-пористую структуру, что предохраняет его от окисления кислородом воздуха, находящимся в капиллярно-пористой структуре [61].

Рапсовое масло из семян извлекали механическим непрерывным способом прессования на одношнековом прессе. Полученное масло представляет собой суспензию с твердыми частицами масличного гомогенного материала.

Разделение суспензии производится методами отстаивания и фильтрации. Процесс экстракции масла может обеспечить практически полное извлечение масла из подготовленного соответствующим образом масличного материала. Чистое рапсовое масло при нормальных условиях находится в жидком состоянии и относится к полувысыхающим маслам.

Качество рапсового масла оценивалось по ГОСТ-методикам по следующим органолептическим и физико-химическим показателям: вкусу, запаху, цвету, прозрачности, кислотному и перекисному числу, массовой доле влаги, летучих веществ, нежировых примесей, фосфорсодержащих веществ [15,16,143,115].

Литературные данные показывают, что значительным изменениям в зависимости от скорости вращения шнека и его конструктивно-параметрических особенностей подвержено качество и количество растительных масел, поэтому образцы всех масел стандартизировали по физико-химическим показателям. Результаты эксперимента подвергались химическому анализу в производственной лаборатории ОАО «Оренбургского маслоэкстракционного завода» (Приложение В). Протокол исследований приведен в таблице 4.1.

Рапсовое масло в зависимости от способа обработки, показателей качества и назначения подразделяют на следующие марки: Р — для промышленной переработки с применением рафинации и дезодорации; СК — для производства саломасов и кулинарных жиров; П — для поставки в торговую сеть и на предприятия общественного питания, а также для производства пищевых продуктов; Т — для технических целей.

Кислотное число выражает содержание свободных жирных кислот, образующихся при распаде жира в процессе хранения продукта. Их накопление свидетельствует об ухудшении качества продукта. Согласно экспериментальным данным самое большое значение кислотного числа составляет 2,78 мг, КОН/г при температуре масла 55 С, что позволяет считать полученное рапсовое масло высококачественным техническим и пригодным для долговременного хранения.

Перекисное число характеризует изменение качества пищевого растительного масла, особенно ухудшающее органолептические показатели, а для технического масла он не определяется. Данный показатель отражает степень окисленности масла, то есть содержание продуктов окисления жирных кислот, которое происходит в присутствии кислорода, света и высоких температур. Во всех опытных образцах перекисное число не превышает предельно-допустимых значений и имеет очень низкий показатель (1,50-1,53%), что позволяет отнести рапсовое масло к числу технических.

Необходимо осуществлять контроль содержания воды в рапсовом масле и биотопливе, чтобы избежать опасности развития микроорганизмов, образования перекисей и коррозионного воздействия воды, в том числе и на элементы топливной аппаратуры. Влага также способствует гидролитическому расщеплению жиров, повышению кислотного числа и коагуляции фосфатидов. Попадание в дизельное топливо воды и механических примесей еще более опасно, чем для бензина. Такое топливо может стать непригодным для использования. Опытные данные по показателю «массовая доля влаги и летучих веществ» во всех образцах не превышают допустимых значений и могут быть рекомендованы для всех марок рапсового масла, кроме полученных образцов масла при частоте вращения & «13с"1и15с"1 шнеков № 2, № 3 соответственно 0,31%; 0,46% (табл. 4.1) [37].

Сырые нерафинированные масла, получаемые экструзионным способом, могут содержать механические примеси (частицы мезги, обрывки клеточных стенок и др.) - нежировые (отстой по массе). Значение массовой доли нежировых примесей позволяет отнести образцы рапсового масла к марке технического, полученных при частоте вращения со « 10 с"1 шнеков № 2 и № 4, Ф «13 с"1 шнеков № 1 и № 4, со « 15 с"1 шнеков № 1, № 2, № 4 (табл. 4.1) [37, 66].

Наличие фосфорсодержащих веществ в рапсовом масле характеризует присутствие фосфатидов, выраженное в пересчете на стеароолеолецитин. Эти вещества обладают антиокислительной активностью. Фосфатидьъ гигроскопичны, поглощая воду, набухают с образованием коллоидных растворов. Последующая коагуляция их из коллоидных растворов является причиной образования в масле растительного осадка. Массовая доля фосфорсодержащих веществ во всех экспериментальных образцах рапсового масла не превышает предельно-допустимых норм и колеблется в пределах 0,20-1,15%, что позволяет сделать вывод о высоком качестве растительного масла, пригодного для-технической марки. Влияние температуры в процессе экструдирования объединяется с эффектом резкого перепада давления во время выбрасывания продукта из экструдера. При нормальном уровне теплового воздействия — 55-89 С в конце процесса на протяжении 3-4 с (продолжительность всего процесса не более 30 с), происходит равномерная денатурация нативного белка, при этом не разрушаются первичные соединения аминокислот, что обеспечивает выпаривание нежелательной воды и образование незначительного осадка фосфатидов, а также сбережение питательной ценности рапсового масла.

Похожие диссертации на Повышение эффективности работы одношнекового экструдера на основе структурно-параметрического синтеза для прессования семян рапса