Потери масла с лузгой при переработке семян подсолнечника

В.В. Деревенко, профессор, Г.А. Глущенко, асп.

Кубанский государственный технологический университет

Как известно потери масла с лузгой являются основной составляющей в балансе общих потерь масла при переработке семян подсолнечника на предприятиях маслодобывающей отрасли РФ. Поэтому эффективное функционирование действующих и создание новых маслодобывающих заводов должно основываться на широком внедрении научно-обоснованных ресурсосберегающих технологий и энерго-экономичного оборудования, обеспечивающих реальное снижение как энергетических затрат, так и потерь целевых продуктов.

Безвозвратные потери масла с лузгой складываются из следующих факторов: ботанической масличности, обмасливания лузги при уборке урожая, при транспортировании, повреждения семян с обмасливанием лузги на участках очистки, сушки и хранения, а так же в процессах обрушивания и разделения рушанки, выноса ядра в лузгу, в том числе, частичек ядра, сросшихся с лузгой. Кроме этого у гибридных семян подсолнечника отсутствует зазор между лузгой и ядром, а эластичность лузги повышенная. В результате переработки такие семена плохо обрушиваются в бичевых семенорушках, а в отходящей лузге наблюдается повышенное содержание частичек лузги сросшихся с частичками ядра. Поэтому при переработке семян подсолнечника на многих маслодобывающих предприятиях потери масла с лузгой заметно превышают нормативные потери, которые составляют по выносу ядра с лузгой не более 0,4 % и масличности лузги не более 0,5 % выше ботанической.

Решение задач по снижению потерь масла с лузгой целесообразно выполнить на основании системного подхода с анализом сложной структуры рушально-веечного цеха, его прямых и обратных связей, основных и вспомогательных потоков, а так же функционирования существующего и разрабатываемого оборудования для выполнения технологических операций обрушивания семян подсолнечника и разделения подсолнечной рушанки.

Для выполнения поставленных задач проведен функционально-структурный анализ операторных моделей на уровне модуля - рушально-веечного цеха (РВЦ), состоящего из подмодулей: рушально-веечного комплекса для обрушивания семян подсолнечника, рушально-веечного комплекса для контроля недоруша и целяка и семеновеечной машина для контроля перевея. Количественную оценку струк­туры типового РВЦ выполнили на основании энтропийно-информационного ана­лиза уровней стабильности этих подсистем.

Расчет вероятности состояния основ­ных входящих и выходящих внутримодульных потоков проводился с учетом по­лученных в производстве осредненных данных по их выходу и составу. При расчете числа состояний потоков учитывалась точность определения содержания ядра и массового выхода потоков ядровой фракции, целяка с недорушем и перевея. Вынос ядра с лузгой не учитывался в связи с относительной незначительностью его величины.

Проведенный анализ свидетельствует, что для типового РВЦ с рециклическим потоком фракции перевея рассчитанный уровень стабильности составляет 0,78. При отсутствии рецикцического потока, обусловливающего уменьшение максимальной энтропии входных потоков, уровень стабильности увеличивается до 0,95.

Таким образом, на этапе разделения рушанки разработка ресурсосберегающих технических решений по снижению потерь масла с лузгой должна решать следующие задачи: во-первых, исключение рециклического потока перевея в схеме РВЦ, во-вторых, разработку нового пневмосепарирующего оборудования для разделения фракций в вертикальном воздушном потоке и, в третьих, модернизацию существующих семеновеечных машин.

На этапе обрушивания семян подсолнечника на большинстве предприятий применяются бичевые семенорушки, в которых реализован метод многократного удара, что, безусловно, приводит к повышенному обмасливанию лузги (сорбированию масла) на 1% и более выше ботанической масличности лузги. Как показал опыт работы некоторых предприятий, обрушивание подсолнечных семян на импортных центробежных семенорушках с ударно-истирающим воздействием рабочих органов на семянку приводит к обмасливанию лузги более 2%. В этом случае безвозвратные потери масла с лузгой (сорбированного масла) при ее обмасливании только на 1% составляют более 220 тонн масла в год для маслодобывающего предприятия производительностью 500 тонн в сутки семян подсолнечника.

Поэтому целесообразно применение оборудования для обрушивания, в которых реализован метод однократного удара, например, центробежных рушек марок МРЦ и Р3-МОЗ, что позволит снизить обмасливание лузги (сорбированного масла) и достичь требуемых показателей – не более 0,5% сверх ботанической масличности лузги. Однако следует иметь в виду, что применение центробежных рушек с однократным ударом семянки о деку требует предварительной хорошей очистки подсолнечных семян от сорных примесей, в том числе неорганических и металлических. В противном случае происходит как забивание каналов в роторном устройстве центробежной рушки, так и разрушение керамических направляющих, которые обеспечивают продолжительность ее эксплуатации (в течение сезона переработки). При обрушивании калиброванных подсолнечных семян эффективность работы центробежной рушки значительно возрастает.

Как показал многолетний опыт работы маслодобывающих предприятий разделение подсолнечной рушанки для получения ядровой фракции с содержанием лузги до 10 %, целесообразно применять семеновеечную машину марки Р1-МС-2Т (НВХ), которая состоит из рассева с предрассевом и аспирационной камеры. Данная семеновеечная машина создавалась для совместной работы с центробежной рушкой, в которой реализован метод однократного удара. Важное значение имеет то, что в конструкции семеновеечной машины марки Р1-МС-2Т заложены научно обоснованные принципы разделения рушанки, обеспечивающие наиболее эффективное отделение лузги из рушанки подсолнечных семян в два этапа.

На первом этапе в рассеве на ситовой поверхности осуществляется предварительное фракционирование рушанки по линейным размерам с выделением масличной пыли и отводом ее в ядровую фракцию. На втором этапе в аспирационной камере из откалиброванных фракций рушанки в наклонном воздушном потоке отделяют частички лузги от частичек недоруша, сечки и ядра за счет их различных аэродинамических свойств. Удовлетворительные показатели функционирования семеновеечной машины марки Р1-МС-2Т достигаются тогда, когда в схеме рушально-веечного цеха предусмотрены участки по контролю недоруша, перевея и лузги. Контроль недоруша осуществляется на рушально-веечном агрегате, а фракций перевея и лузги - на отдельно установленных семеновеечных машинах марки Р1-МС-2Т. Однако, в этом случае, на участке контроля перевея получается дополнительная фракция перевея, которую возвращают на ту же семеновейку (для контроля перевея), что приводит к рециклическому потоку перевея и, как следствие, к обмасливанию лузги до 9 – 11% на этом участке. Для устранения рециклического потока перевея целесообразно использовать пневмосепаратор (патент РФ № 78794), в котором отделение лузги осуществляется в вертикальном воздушном потоке с разделением перевея только на ядровую и лузговую фракции. При этом лузговую фракцию необходимо отводить на контроль лузги. Таким образом, использование пневмосепаратора позволяет исключить рециклический поток перевея, упростить структуру схемы рушально-веечного цеха и снизить обмасливание лузги. Для действующих предприятий внедрение пневмосепараторов позволяет высвободить семеновейки на участке контроля перевея и использовать их по прямому назначению (после установки над ними семенорушек) – разделению рушанки, что позволит повысить производительность завода без увеличения габаритов цеха. Следует иметь в виду, что в любой схеме рушально-веечного цеха должен быть предусмотрен участок контроля лузги. Такое решение обеспечивает наибольшую эффективность его функционирования.

Для повышения технико-экономических показателей РВЦ, а также производительности действующего завода, целесообразно внедрение новой конструкции семеновеечной машины (разработка ООО «Экотехпром» КубГТУ), в которой осуществляется и контроль фракции перевея, и контроль лузги.

Рекомендуется с осторожностью принимать решение об использовании для разделения рушанки подсолнечных семян сепарационного оборудования с круговым поступательным движением ситовой поверхности (например, сепаратор марки А1-БИС-100) особенно для заводов большой мощности. Применение подобных ситовых сепараторов в рушально-веечном цехе, которые предлагают некоторые зарубежные фирмы, предусматривает последовательное двойное сепарирование рушанки. Поэтому за счет продолжительного контакта ядра с лузгой, как показал имеющийся опыт, происходит существенное обмасливание лузги и соответственно увеличиваются потери масла с ней. Как показал опыт использования сепаратора марки А1-БИС-100 для разделения рушанки, вынос ядра в лузгу достигает 1 % и более, что недопустимо превышает нормативные потери.

Работа выполнена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы.