СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСТРАГИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

Масличное семя и его ядро состоит, как известно, из боль­шого количества клеток, образующих ткань, Клетка в свою оче­редь состоит из клеточной оболочки и из внутриклеточного со­держимого: элеоплазмы, клеточного ядра, пластидов, алейроно­вых зерен и т. п.

Согласно современным представлениям, масло семени нахо­дится главным образом в элеоплазме в виде равномерно рас­пределенной среды. Алейроновые зерна и другие элементы клет­ки, по-видимому,’масла не содержат.

Для быстрого и наиболее полного извлечения масла, под­готовляя семена к экстракции, необходимо разрушить возможно большее количество клеток ядра. При этом стремятся к созда­нию оптимальной внутренней и внешней структуры экстрагиру­емого материала путем лепесткования сырой мятки, жарения, прессования и соответствующей подготовки экстрагируемого ма­териала непосредственно перед подачей в экстрактор.

В процессе измельчения ядра перед жарением, в процессе жарения, прессования мезги и затем во время подготовки мате­риала к экстракции в результате механических и тепловых воз­действий происходит сильное изменение внешней и внутренней структуры материала, предназначенного для экстракции.

Внешняя структура экстрагируемого материала представляет­ся, как известно, в виде лепестка или крупки различной формы, размеров и сопровождающих их мучнистых фракций.

Внутренняя структура экстрагируемого материала характе­ризуется пористостью, т. е. наличием различных по величине и форме пор, заполненных воздухом, наличием агрегатов частиц (вторичных структур), образовавшихся <в результате, главным образом, жарения мятки и форпрессования мезги.

Соответственно способу подготовки масло в поступающем на экстракцию материале находится: а) частично в свободном состоянии, облекая тонкими пленками внешние поверхности от­дельных частиц или заполняя в той или иной степени поры и капилляры частицы; б) частично в замкнутом состоянии, внут­ри неразрушенных, деформированных клеток или блокированных перегородками вторичных структур. Масло, выделившееся на поверхности частиц, находится внутри капилляров и внутри клеток, оно связано с поверхностью белковых частиц ядра в мономолекулярном слое силами адсорбционного сцепления, а между собой — силами молекулярного сцепления.

Рассматривая белковые частицы как гидрофильный адсор­бент, можно представить себе следующую картину ориентации молекул масла (адсорбтива) по отношению к гидрофильным белковым частицам, или адсорбенту. Вследствие большого срод­ства белков с полярными группами следует полагать, что к их поверхностям обращены карбоксильные группы свободных жир­ных кислот и глицериновые остатки, а жирные радикалы ориен­тируются в противоположную сторону, т. е. к толще масляных пленок (рис. 19). Имеются указания, что силы адсорбционного сцепления, удерживающие тончайшие пленки масла, превышают 1000 атм.

Процесс экстракции в системе координат. Если представить процесс экстракции любого масличного сырья

О

II

C-CHJ-CHj…7CHJ

СТРУКТУРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСТРАГИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА

С—СН,—СНг. .tCH-s

II о

Рис." 19. Ориентация молекул масла по отношению к гидрофильным час­тицам.

В системе координат, где на оси абсцисс будет отложено время экстракции, а на оси ординат — содержание масла в экстраги­руемом материале, то полу­чим кривую экстракции. Так как кривая экстракции отра­жает характер и кинетику про­цесса, то, анализируя ее, мож­но установить определенную закономерность процесса экс- :-о-о-о— CHj-CHj.^CHj тракции и решить вопрос опти­мального режима экстракции данного материала, выбрав для этого наиболее рациональ­ное соотношение -масличности шрота и времени, необходимо­го для. получения наилучших показателей по масличности.

«о

Рис. 20. Кривая экстракции — хлопко­вого форпрессового жмыха.

Рассматривая, например, кривую экстракции хлопкового форпрессового жмыха, полу­ченную при извлечении масла на шнековом экстракторе (рис.20), видим, что процесс экстракции имеет два периода, резко очерченные кривой. В течение первого периода, длившегося 12 минут, из жмыха извлечено. 87,5% г0 масла. Кривая экстракции, характеризующая этот пе­риод, имеет большой угол наклона. Следовательно, |15 можно сделать заключение, что в этом первом периоде процесс извлечения масла идет с наибольшей ско­ростью. Во втором периоде, длившемся 30 минут, из жмыха извлечено всего <f 8,65% масла, причем из кри­вой видно, что с течением времени скорость извлече­ния масла все время пони­жается. Кривая, соответст­вующая этому периоду экс­тракции, имеет небольшой угол наклона и ассимптоти — чески приближается к оси абсцисс.

Указанный характер кривой извлечения масла соответствует состоянию масла, содержащемуся в экстрагируемых частицах.

Первая, большая по количеству, часть извлеченного масла отно­сится к свободному маслу, находящемуся на внешней и внутрен­ней поверхности частицы и внутри пор, пронизывающих в раз­личных направлениях частицу. Это масло находится в наиболее доступных растворителю участках частиц, обладающих сравни­тельно небольшим диффузионным сопротивлением. Вторая, мень­шая часть извлеченного масла, относится к маслу, находящему­ся внутри деформированных и неразрушенных клеток и внутри вторичных структур. Это масло находится в менее доступных растворителю участках частиц, обладающих наибольшим диф­фузионным сопротивлением.

Наличие двух периодов в процессе экстракции раститель­ного масла является следствием различного состояния масла внутри частицы и различной степени связанности масла с геле — вой частью экстрагируемого материала. Степень извлечения мас­ла и продолжительность’ первого — периода процесса экстракции в большой степени зависят от технологической схемы и режима подготовки масличных — семян к экстракции.

Строя, скажем, в условиях. лабораторной экстракции — кривые для различных схем и режимов подготовки масличных семян и сравнивая их между собой (особенно углы наклона), можно установить для данного масличного сырья наилучшую техноло­гическую схему и режимы подготовки экстракции. Помимо этого, если строить кривые экстракции масла (для одного и того же материала), проводимой по тому или иному способу или для той или иной конструкции экстракционного аппарата, то мож­но сделать сравнительные выводы в отношении целесообразности применения этих способов или конструкций аппарата для дан­ного масличного материала.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *