Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

ВЫДЕЛЕНИЕ МАСЛОЖИРОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

Енютина М. В. Кудрина Г. В. Корыстин С. И. Пояркова Т.Н.

Одним из этапов рафинации растительного масла, проводимого с целью улучшения его вкусовых и пищевых свойств, является удаление из него свободных жирных кислот нейтрализацией щелочными реагентами (гидроксиды калия, натрия или кальция, карбонат натрия, силикат натрия и др.) с образованием мыльного раствора - соапстока. Для того, чтобы обеспечить ускорение реакции и сдвинуть равновесие в сторону получения мыл, количество гидроксидов берется в избытке по сравнению с теоретически необходимым, так как при его недостатке возрастает гидролиз мыла и повышается вероятность образования кислых мыл, плохо растворимых в воде: RCOOH + RCOONa ↔ RCOOH ∙ RCOONa

Водная фаза (соапсток), получаемая при последующем разделении в поле гравитационных сил, представляет собой эмульсию, в состав которой входят жиры, соли жирных кислот (мыла), фосфолипиды, красящие вещества и другие органические и неорганические соединения. Для отходов характерен переменный состав, зависящий от типа перерабатываемого сырья и вида нейтрализующего агента, применяемого в процессе. При этом возможность дальнейшей утилизации соапстока зависит от вышеуказанных веществ. Достаточно широко распространены методы рекуперации соапстоков на основе гидроксидов металлов, в частности, возможность выделения жирных кислот.

При применении в качестве нейтрализующего агента силиката натрия, образующийся гель кремниевой кислоты подавляет гидролиз мыл, однако он затрудняет разделение фаз образующегося соапстока, в связи с чем, решение задачи быстрого и качественного выделения масложировой части из получающегося отхода является актуальной.

Объектом изучения являлся подсолнечный соапсток на основе силиката натрия, содержание общего жира в котором составляет 42 % от массы соапстока. Для исследования возможности разрушения эмульсии соапстока воздействием солей электролитов в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества (ОП-7) было изучено влияние рН среды, содержания ОП-7, хлорида натрия и воды, что позволило определить наилучшие условия проведения процесса для максимального выделения масложировых компонентов в процессе разделения эмульсии [1].

Таблица 1. Зависимость функции отклика от уровней факторов А, В, С, D.

Номер уровня

Значение фактора

Значение функции отклика

 

Номер уровня

Значение фактора

Значение функции отклика

Фактор А -

рН среды

 

Фактор С - содержание хлорида натрия, мас. д., % от соапстока

1

6

49,8

 

1

2

45,9

2

7

53,4

 

2

4

48,9

3

8

51,4

 

3

6

62,9

4

9

46,2

 

4

8

43,9

Фактор В - содержание ПАВ,

мас. д., % от соапстока

 

Фактор D - количество воды,

мас. д., % от соапстока

1

0,1

59,4

 

1

50

43,5

2

0,4

66,1

 

2

60

54,1

3

0,7

45,3

 

3

70

53,5

4

1,0

34,9

 

4

80

49,3

Были проведены исследования с планированием эксперимента по плану греко-латинского квадрата 4х4, позволяющему определить область оптимальных значений параметров, от которых зависит функция отклика [2]. Рассмотрено влияние четырех факторов на процесс выделения жировых веществ: рН среды (фактор А), содержания ПАВ - ОП-7 (фактор В), хлорида натрия (фактор С) и количества воды (фактор D). В качестве функции отклика принималась доля (в %) от максимально возможной массы масложировых компонентов смеси. Каждый из факторов варьировался на 4-х уровнях, по результатам эксперимента проводилась обработка с использованием ПЭВМ с получением регрессионных уравнений и их анализом. Выявленные в результате расчетов зависимости функции отклика от уровней факторов А, В, С, D представлены в таблице.

Как видно из таблицы,  рН среды (фактор А) не оказывает значительного влияния на массу выделившегося масложирового слоя, т.к. различие в его выходе колеблется от 46,2 до 53,4 мас. д., %. Характер зависимости выхода жировых компонентов от количества добавляемого ОП-7 (фактор В) свидетельствует о том, что наилучшие условия для их выделения осуществляются при значениях 0,1-0,4 мас. д., % ПАВ. Просматривается оптимум в области добавки хлорида натрия (фактор С), который составляет 6 % от массы соапстока. Так же как и рН среды разбавление водой (фактор D) не играет заметной роли для изменения выхода масложирового слоя. Однако добавление воды в количестве 60-70 % от массы отхода позволяет существенно увеличить скорость процесса разделения.

Таким образом, исследования показали, что оптимальными параметрами, дающими максимальное значение выделенных масложировых компонентов являются: рН среды на уровне 7-8, соотношение воды и соапстока 0,6-0,7 : 1, содержание ОП-7 0,1-0,4 %, хлорида натрия 5-6 % от массы соапстока. Дальнейшие исследования показали, что при реализации процесса разделения отхода в указанной области параметров возможно выделение масложировых компонентов до 80 мас. д., % от максимально возможного.

Применение данного способа позволяет выделить масложировую часть из силикатного соапстока с последующим ее использованием для получения конечных продуктов или возврата в основное производство.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Патент 2053261 Российская Федерация, В 01 D 17/04, С 11 В 13/00. Способ разложения устойчивой жировой эмульсии - отходов кислотной очистки жиров и природных восков / Воробьев О.С., Гончарова Г.Л., Степанова Е.В., Некрасова Т.М., Михайлова С.А.
  2. Ахназарова С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии / С.Л. Ахназарова, В.П. Кафаров. - М.: Высш. шк.,   1985. - 328 с.

Библиографическая ссылка

Енютина М. В., Кудрина Г. В., Корыстин С. И., Пояркова Т.Н. ВЫДЕЛЕНИЕ МАСЛОЖИРОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ // Успехи современного естествознания. – 2007. – № 12-3. – С. 40-41;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11960 (дата обращения: 23.04.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252