Фильтрация растительных масел холодного отжима

Фильтрация растительных масел холодного отжима

В мире периодически возникает интерес к производству растительного масла из семян без предварительного нагрева и обрушивания, для простоты будем называть такое масло маслом «холодного» отжима. В большинстве случаев такое масло идет на следующие цели: производство биодизеля, использование в качестве пищевого «ароматного» масла, производство био-разлагаемых масел (масло для цепных пил, гидравлическое масло), а также в производстве косметики.

В настоящей заметке я расскажу об оборудовании Amafilter для фильтрации растительного масла холодного отжима.

Свою историю брэнд Амафильтер ведет с предприятия Amafilter b.v открытого в 1945 году в Голландии, напорные лепестковые фильтры для пивоваренной промышленности. С тех пор предприятие сменило несколько собственников и не раз меняло название (amafiltergroup, MAHLE Industrial Filtration) и в настоящее время входит в группу компаний Filtration Group с головным офисом в США. Компании группы производят широчайший спектр оборудования и расходных материалов для пищевой промышленности, химии, фармацевтики и ядерной энергетики, нефтедобычи и нефтепереработки.

Основные особенности производства масла холодного отжима

Отжим и фильтрация происходят при сравнительно низких температурах и без предварительного нагрева семян, масло на фильтрацию поступает при 30-40 ⁰С, в отличие от 70-80 ⁰С для «горячего» отжима.

Производительность фильтровальной установки гораздо ниже – до 30 кг/м2 в час против до 130-180 кг/м2 в час для масла «горячего» отжима.

Лучше всего идет фильтрация масла первого отжима, в масле второго отжима содержится больше мелких частиц, что существенно снижает скорость фильтрации.

Как фильтровать растительное масло холодного отжима?

Растительное масло холодного отжима обычно фильтруется в две или три стадии, идущие последовательно. Для пищевых целей обычно достаточно первых 2х ступеней фильтрации, однако для косметики и биодизеля требуется добавить полировочную фильтрацию, так как такое масло не должно содержать частиц крупнее 1 микрон.

Например, рапсовое масло для биодизеля, для предотвращения износа форсунок, должно содержать менее 24 мг твердых примесей на 1 кг масла. Фильтрационная система Амафильтер обеспечит требуемое качество без проблем. Первые фильтры для холодного отжима  были установлены в Германии в 1978 году и с тех пор наработан немалый опыт по биодизелю.

Для обеспечения требуемого качества масла «холодного» отжима используется последовательная трехступенчатая фильтрационная система:

1. Основная фильтрация на намывных фильтрах удаляет твердые примеси из масла.
2. Контрольная фильтрация предохраняет фильтрованное масло от попадания примесей и мути в случае сбоя в процессе основной фильтрации.
3. Полировочная фильтрация на картриджных фильтрах удаляет самые мелкие частицы (свыше 1 микрона).

Основная фильтрация на намывных фильтрах.

На современных производствах используют вертикальный пластинчатый фильтр, реже горизонтальный пластинчатый фильтр, и совсем редко на старых заводах можно встретить рамные пресс-фильтры. Основная проблема пресс-фильтров в том, что масло через фильтровальные салфетки контактирует с воздухом и активно окисляется, уже потом следует сложность обслуживания, большая занимаемая площадь в цеху и наличие расходных материалов (салфеток).

Вертикальный пластинчатый фильтр Versis представляет собой герметичный корпус с вертикально установленными пластинами на коллекторе, тип фильтровальной сетки зависит от процесса. Фильтр может работать в ручном режиме, а также быть полностью или частично автоматизирован. Основные достоинства – герметичный корпус, малое занимаемое место и легкость обслуживания. Фильтр не имеет расходных материалов, помимо уплотнений, сетки на прессовом масле служат очень долго.

На этапе основной фильтрации удаляется основная масса нежировых примесей, содержащихся в масле после отжима. Остаточное содержание примесей на выходе составляет около 0.02% при содержании в исходном сырье 3-5%. Для обеспечения указанного содержания примесей на входе фильтр устанавливается после фузоловушки/вибросита. Избыточное содержание примесей приведет к проблемам вплоть до повреждения пластин фильтра.

Фильтрация происходит через намывной слой, получаемый при циркуляции масла с примесями через пластины, сами примеси обеспечивают хорошее качество фильтрации, и лишь в редких случаях требуется фильтровальные добавки (целлюлоза или перлит) для создания более проницаемого слоя. Для фильтрации рапсового масла обычно не требуется применения фильтровальных добавок.

При росте толщины слоя увеличивается гидравлическое сопротивление и давление в корпусе, по достижении определенного значения фильтрация останавливается и запускается процесс опорожнения с одновременной сушкой осадка. При сушке из намывного слоя выдавливается масло, чем ниже его остаточное содержание, тем лучше. При налаженном техпроцессе после сушки получается довольно твердый слой толщиной до 2см, называемый «коржом», который легко отходит от пластин при помощи вибростряхивателя. Куски коржа удаляются через донный вентиль и цикл запускается заново.

Скорость фильтрации зависит от вязкости (температуры), типа твердых примесей и структуры коржа. Для эффективной фильтрации с хорошими результатами и легкого удаления коржа важно изначально создать намывной слой с нужными характеристиками (плотность и структура), это достигается настройками пресса, фузоловушки а также условиями предварительного  намыва (скорость и давление).

Контрольная фильтрация

На данной стадии повсеместно используется мешочный фильтр (одно или многорукавный) а также, реже, патронный фильтр с регенерацией обратным потоком/импульсом (например Крикет фильтр). Крикет фильтр имеет много преимуществ, но намного дороже и сложнее, поэтому менее популярен.

Мешочный фильтр для контрольной фильтрации устанавливается после основного фильтра и служит в основном не для улучшения качества масла, а для предотвращения попадания случайных примесей и мути в бак с фильтратом. Такое случается в процессе намыва, при сбоях в фильтрации, при повреждении прокладок или сетки на пластинах.

Для контрольной фильтрации используются фильтровальные мешки amaFlow из нетканого материала (фетра) селективностью 5-10 микрон. Для масла, поступающего на розлив можно использовать мешки селективностью 1-3 микрон.

Однако если есть третья ступень (полировочная фильтрация), то мешки 1 микрон уже необходимы, так как они предотвращают быстрое засорение более дорогих картриджей для полировочной фильтрации.

Полировочная фильтрация

Обычно на данной ступени используется картриджный фильтр, тарельчатый фильтр или мешочный фильтр с мешками имеющими абсолютный рейтинг. Наиболее распространён картриджный фильтр в силу универсальности и доступности расходных элементов.  Мешки 0,8-1 микрон с рейтингом 92-99% слишком дороги и редки, картонные модули в тарельчатых фильтрах также дороги и сложнее утилизируются.

Полировочная фильтрация на картриджном фильтре осуществляется обязательно после полицейского фильтра, например мешочного. В противном случае расходы на фильтрацию сведут экономическую целесообразность проекта к нулю.

На стадии полировочной фильтрации удаляются самые мелкие твердые частицы для достижения требуемых качественных показателей,

Картриджный фильтр представляет собой фильтродержатель из стали с одним или несколькими картриджами селективностью 1 микрон.

В подавляющем большинстве случаев используются картриджи намотанной конструкции amaTech из хлопка или полипропилена.  Такие картриджи обеспечивают остаточное содержание примесей 0,0024 мг/л. Иногда применяют картриджи на стальном сердечнике, но для прессового масла «холодного отжима» это не имеет смысла.

Для совсем небольших предприятий приобретение намывного фильтра в качестве основного зачастую экономически неоправданно. Самый маленький намывной фильтр выпускаемый холодного масла в час, но стоимость его ненамного отличается от больших фильтров.

Можно выйти из положения, установив вместо намывного фильтра, корзинное сито (стрейнер) с ручной очисткой, значительно более дешевый. В таком случае, стоящий после отстойника или фузоловушки стрейнер будет удалять крупные примеси >40 микрон, мешочный фильтр удалит мелкие примеси > 1 микрона, а картриджный фильтр (если требуется) служит для полировки. Основную нагрузку в данном случае несут мешки, так как стрейнер пропустит очень много мелких примесей (до 10%), поэтому такая система имеет смысл для предприятий, выпускающих дорогие сорта масла очень маленькой производительностью, иначе стоимость расходных элементов (мешков) на килограмм масла превысит стоимость самого масла.

Amafilter может поставить как отдельные компоненты фильтровальной системы, так и  весь комплекс оборудования. Московский офис всегда окажет квалифицированную консультацию по вопросам приобретения, работы и обслуживания фильтров, а также помощь в приобретении запасных частей.