Tehnologija uopće je tehnička znanost o umijećima i vještinama, pomoću kojih se iz prirode dobivene sirovine u radionicama i tvornicama prerađuju u željene upotrebljive obuke, u proizvode. Prema preradbenom postupku, tehnologija se dijeli na mehaničku i kemijsku. Mehanička tehnologija opisuje i proučava postupke prerađivanja, kod kojih sirovina zadržava svoj sastav a mijenja oblik; na primjer, izrada vijaka od željezne šipke, izrada različitih oblika od drvene grade itd. Kemijska tehnologija opisuje i proučava postupke prerađivanja, kod kojih se sirovine bitno mijenjaju tj. mijenjaju svoj kemijski sastav; na primjer, prerada drveta u ugljen i octenu kiselinu, dobivanje željeza iz željezne rudače, dobivanje sumporne kiseline iz sumpornih rudača, dobivanje sapuna kuhanjem masti itd. U stvarnosti, u proizvodnji, ove dvije tehnologije vrlo često nisu sasvim odijeljene. Tako i tehnologija ulja govori o mehaničkim postupcima isprešavanja ulja iz uljanih plodova, ali također i o kemijskim postupcima rafiniranja ulja, hidriranja itd. Premda su postupct obuhvaćeni tehnologijom biljnih ulja istodobno i mehaničke i kemijske naravi, ipak se tehnologija biljnih ulja ubraja u kemijsku tehnologiju i ulazi u sastav organske kemijske tehnologije kao jedne od njenih grana.
Još prije sto godina tehnologija, kao nauka, nije postojala, već se praktički stečeno iskustvo u proizvodnji opisivalo i iskustvom i dugotrajnim pokusima dobiveni recepti iznosili bez pitanja, zašto se tako radi.
U tehnologiji, kao živoj nauci, skupljena iskustva i recepti postavljeni su na naučnu osnovu, protumačeni fizikalnim i kemijskim zakonima prirode. Dovodeći tako u vezu proizvodnju i osnovne zakone prirode po kojima se svaka tvar (materija) ponaša, tehnolozi uspijevaju iznalaziti nove metode rada i nove proizvode ne dugotrajnim i skupim pokusima u samoj proizvodnji, već teoretskim proučavanjima, koji im postaju putokazi budućem radu, isključujući slučajnost pronalaženja. Baš ovakvim proučavanjem procesa i primjenom prirodnih zakona postignuta je danas mogućnost izrade, na primjer, tvrdih mast i ulja, benzina iz ugljena, omogućena je proizvodnja katranskih boja, proizvodnja cijelog niza sintetskih preparata iz ugljena i vapnenca, uključujući i umjetni kaučuk, plastične mase, različite lijekove, boje i t. d. To, međutim, ne znači da je čisti teoretski rad dovoljan za pronalaženje novih metoda proizvodnje i novih proizvoda, već mora biti usko vezan i praćen praktičnim pokusima koji ili dokazuju ispravnost teoretskih zaključaka, ili otkrivaju griješke u zaključivanju, tako da pred tehnologa postavljaju nove zadatke za proučavanje. Često se događa da u tvorničkom postupku zataji čak i onaj proces proizvodnje koji je prethodno dokazan u laboratoriju. Uzrok tome može biti raznolik: povećavanje masa, nejednoličnost miješanja faza, aparatura i slično; to još jednom dokazuje da ni čisto teoretska razmatranja nisu dovoljna, već da ih treba vezati s praktičkim radom. Isto tako kao što bi čisto teoretiziranje odvelo daleko od stvarnosti, ni sama empirija (iskustvo) ne bi mogla zadovoljiti; njome bi se napredak prepustio slučajnosti, jer se nove metode ne izvode logično po zakonima prirode, već se tapa u mraku da bi se nekim slučajem našlo nešto bolje. Jedino svestranim proučavanjem proizvodnih procesa tehnolog je kadar voditi proces k racionalnosti i ekonomiji proizvodnje kao poslednjem cilju modernog načina proizvodnje i, ujedno, cilju proučavanja tehnološke nauke. Tehnologija, dakle, ne služi samo otkrivanju novih proizvoda, već i usavršavanju postojećih procesa u smislu povoljnijih rezultata proizvodnje kao što su, na primjer, povećanje iskorištenja, korisna upotreba otpadaka, smanjivanje troškova proizvodnje, poboljšanje kvaliteta. Sve se to naziva racionalnošću proizvodnje, kojoj je svrha dobivanje što svrsishodnijeg, što boljeg i što jeftinijeg proizvoda.
Tehnologija biljnih ulja, kako sam naslov kaže, ogranak je opširnije tehnološke grupe — tehnologije ulja i masti. Sva ulja i masti dijele se, prema porijeklu, na mineralna i biološka, tj. na biljna i životinjska, dok se po agregatnom stanju dijele na tekuća — ulja, i kruta — voskovi; između ova dva stanja su masti.
Tabela 1. pokazuje podjelu ulja, masti i voskova po porijeklu.
Mineralna ulja ne razlikuju se od bioloških samo po porijeklu, već i po sastavu i upotrebi. Mineralna ulja, masti i voskovi dobiveni iz nafte sastavljeni su od ugljikovodika, a upotrebljavaju se većinom u tehničke svrhe; za hranu su neupotrebljivi, jer ugljikovodici, kao jednostavni kemijski spojevi, teško se dijele pa nisu sposobni za probavu; naprotiv, biološka ulja, pčelinji vosak masti i voskovi su sastavljeni kemijski spojevi, esteri masnih kiselina koji su probavljivi i, prema tome, sposobni za hranu.
Tehnologija biljnih ulja bavi se proučavanjem procesa dobivanja ulja iz biljnih sirovina i prerađivanja u daljnje proizvode. Građa ove tehnologije ne bi bila potpuna kad ne bi obuhvatila i poznavanje sirovina i proizvoda, tako da je u gradivu obuhvaćeno poznavanje sirovina, njihovo dobivanje u poljoprivredi, svojstva i vrste pojedinih proizvoda.
Važnost proizvodnje biljnih ulja proističe iz potrebe na mastima za ishranu, koje je još donedavno pretežno davalo stočarstvo; danas se, međutim, sve više prelazi na iskorištavanje biljnih ulja koja, uslijed gospodarstvenihi razloga, postaju jeftinija od životinjskih masti, jer ista količina zemlje, posredstvom stoke, daje manje masti nego što je daje posredstvom uljanih biljaka.
Da bi se još bolje uočila važnost biljnih ulja, u tabeli 2. prikazana je svjetska proizvodnja biljnih ulja i masti prema sirovinama.
Borba za potrebna ulja ne može se dobiti samo proučavanjem i racionalnošću proizvodnje unutar tvornice, već mora obuhvatiti i problem otkrivanja novih sirovina, iskorištavanje otpadnih sirovina iz ostalih grana industrije, iskorištavanje otpadaka same uljne industrije, racionalno dobivanje sirovina u poljoprivredi itd. Svrha racionalnog poljoprivrednog gospodarstva je povećanje priroda uljarica po jedinici zasijane površine i povećavanje sadržaja masti u sjemenkama i plodovima, jer se veća količina sirovina omogućuje uljnoj industriji i bež povećavanja površine zemlje zasijane uljanom kulturom. Iskorištavanjem na pr., kukuruznih klica — otpadaka mlinova — nalazi se sirovina za ulje za koju nisu potrebne posebne površine zemlje. Isto tako iskorištavanjem bukovog žira, različitih koštica voća i povrća, koje su otpaci u drugim granama privrede ili se u njima iskorištavaju tek djelomično, dobivaju se stanovite količine ulja za koje također nije potrebna posebno obrađena zemlja koja, na taj način, ostaje slobodna za žitarice.
| – | – | Ulja | Masti | Voskovi |
| mineralna: | – | benzin, netrolei, dizel-ulje, maziva ulja | vazelin | parafin, ozo-kerit, asfalt |
| biološka: | biljna | suncokretovo tlje, laneno ulie, repičino ulje itd. | palmina mast, kakaov maslac, hidrirane masti itd. | voskovi drveta |
| – | životinjska | ulje kosti, ribije ulje itd. | loj, svinjska mast, maslac itd. | pčelinji vosak |
.
Tabela 2. Svjetska proizvodnja ulja u tonama
Izostavljeno iz prikaza
* Navedene vrijednosti dobivene su procjenom
Moderna tehnika, u želji da potpuno odijeli industriju ulja od zemlje (poljoprivrede), nastoji sintetskim putem, iz ugljena i mineralnih ulja, masti i voskova, na osnovu glicerida masnih kiselina prirediti ulja koja će biti podesna i za ljudsku hranu. Ovo je zaista i uspjelo, ali dobiveni proizvodi, uslijed skupog proizvodnog procesa, danas još ne mogu zamijeniti za ishranu naroda biljne i životinjske masnoće; međutim, i to će biti moguće kad ova proizvodnja bude toliko racionalizirana da sinterske masti postanu jeftinije od prirodnih.
Ing. Marijan Rac
Sadržaj
Uvod
Sastav biljnih ulja
Općenito
Masne kiseline
Glicerin
Gliceridi masnih kiselina
Kemiiske promjene masnih kiselina i glicerida s obzirom na —COOH skupinu
Kemijske promjene masnih kiselina i glicerida s obzirom na dvostruku vezu
Negliceridne sastojine biljnih ulja
Fosfatidi
Sterini i D vitamin
Vitamin F
Vitamin A i karotini
Fizikalna svojstva biljnih ulja
Karakteristične konstante biljniih ulja masti i masnih kiselina
Postanak i nalaženje biljnih ulja u prirodi
Podjela biljnih ulja
Upotreba biljnih ulja
Važnost biljnih ulja u prehrani čovjeka
Uljane sirovine
Ulja laurinske kiseline:
Kokosovo ulje ili kokosova mast
Ulje palminih koštica
Uija palmitinsko-stearinsko-oleinske kiseline:
Palmino ulje
Kakaov maslac
Ulja oleinske kiseline:
Ulje zemnih oraha (arašida ili kikirikija)
Maslinovo ulje
Olje od koštica voća
Ulje bukvice
Ulje kornusa
Ulje od lješnjaka
Ulje od badema
Ulje od koštica voća
Ulja oleinsko-linolne kiseline:
Ulje od pamučike
Ulje od sezama
Ulje od bundevskih koštica
Ulje od kukuruznih klica
Duhansko ulje
Ulja linolne kiseline:
Suncokretovo ulje
Ulje od soje
Ulje od konoplje
Makovo ulje
Ulje od šafranike
Orahovo ulje
Ulje od koštica Iubenice
Ulje od koštica dinje
Ulje od sjemenaka rajčice
Ulje od groždanih koštica
Ulje od perile
Ulja linolenske kiseline:
Laneno ulje
Ulje od Ialemancije
Ulja eruka-kiseline:
Repičino ulje
Ulja ricinolne kiseline
Ulje od ricinusa
Dobivanje ulja iz biljnih sirovina
Općenito
Skladištenje sirovina
Transportni uređaji
Mjerenje sjemenja
Čišćenje sjemenja
Sušenje sjemenja
Ljuštenje sjemenja
Mljevenje sjemenja
Prešanje sjemenja
Metoda dobivanja ulja po Skipmu
Dobivanje ulja ekstrakcijom
Otapala
Pogače i sačme
Sirovo ulje
Rafiniranje ulja
Hidratacija
Kisela rafinacija
Neutralizacija
Priprema otopine natrijeve lužine
Sušenje i odbjeljivanje ulja
Dezodorizacija ulja
Hladno filtriranje ulja
Preradba sapunice
Preradba zemlje za odbjeljivanje
Otpadne vode
Zaključak
Hidriranje ulja
Dobivanje masnih alkohola
Proizvodnja margarina
Proizvodi dobiveni polimerizacijom i oksidacijom ulja
Firnis
Ugušćena ulja
Puhana ulja
Linoleum
Sulfuriranje ulja
Cijepanje ulja
Postupci pod tlakom
Postupak po Twitchellu
Dobivanje glicerina
Dobivanje masnih kiselina
Proizvodnja sapuna
Esterifikacija
Sinteza masnih kiselina
Skladištenje i transport biljnih ulja
Čišćenje i pranje ambalaže
Tabele
Literatura
Sadržaj
Dobivanje ulja iz biljnih sirovina
Općenito
Posve je sigurno da su već najstariji narodi znali za upotrebu i dobivanje biljnih ulja. Tome su najbolji dokaz slike starih naroda izrađene uljenim bojama, kao i mnogi povijesni zapisi koji su se sačuvali do danas. Sirovine iz kojih su stari narodi dobivali ulje su maslina, a kasnije sezam i drugo sjemenje.
O samom tehnološkom postupku također svjedoče stari zapisi, prema kojima se u staro vrijeme tehnološki postupak sastojao od mljevenja kamenim mlinovima i prešanja, tiještenja na primitivnim prešama ili čak ručnom snagom. Svakako je iskorištenje ovakvim postupcima, kao i kvaliteta, bilo vrlo slabo. Od tog najstarijeg doba pa sve do 17. stoljeća dobivanje ulja ostaje jednako primitivno. Tek u tom stoljeću počeo se poboljšavati proces dobivanja ulja; tada se sastojao od mljevenja, nagrijavanja i prešanja u jednostavnim drvenim prešama na vijak, čime je poraslo iskorištenje jer se prešanjem tople sirovine moglo iscijediti mnogo više ulja nego prešanjem u hladnom. Ovim postupkom još i danas mnogi primitivni narodi dobivaju ulje, pa i kod nas još i danas seljaci vade ulje iz bundevskih koštica i maslina na taj način. Samo pročišćavanje poslije dobivanja vršilo se samo dužim stajanjem, kod čega je talog pao na dno, a s površine se pokupilo bistro ulje.
Pojavom hidrauličkih preša, većim pritiscima moglo se još i više povećati iskorištenje dobivanja ulja. Dobivanje ulja hidrauličkim prešama počelo se vršiti pod konac 18. stolijeća. U 19. stolijeću dobivanje ulja postaje još racionalnije pronalaskom vađenja ulja ekstrakcijom s organskim otapalima. Uporedo s ovim napretkom napredovalo je i poznavanje kemijskog sastava ulja. Otkriveno je kemijsko i mehaničko rafiniranje ulja, koje je mnogo slabije kvalitete ako je dobiveno vrućim prešanjem i ekstrakcijom nego hladnim prešanjem i tako, bez rafiniranja, nesposobno za jelo.
Ovo je svakako bila prekretnica u povijesnom razvitku tehnološkog procesa dobivanja ulja, i daljnja otkrića samo su poboljšavanja i racionalizacije prednjih postupaka. Tako su u toku daljnjeg razvitka, kao zamjene hidrauličkim prešama, konstruirane kontinuirane preše poznate pod imenom »Andersenove preše«. Te preše su razna proizvodna poduzeća rekonstruirala i gradila u specijalnim oblicima, tako da ih danas ima pod raznim imenima. Isto tako je uznapredovala i ekstrakcija koja je radila najprije u obliku jednog aparata koji je radio s prekidima, a zatim u obliku cijelog niza ovakvih aparata, kao baterija; danas se radi u obliku kontinuirane aparature u kojoj se vrši proces ekstrahiranja kontinuirano i skoro automatski. U gradnji aparature za rafiniranje također je učinjeno mnogo, naročito u pogledu olakšavanja postupka dezodorizacije, a danas se nastoji i proces rafiniranja provesti kontinuiranim postupkom.
Među važnijim otkrićima u tehnologiji biljnih ulja svakako treba spomenuti izradu umjetnih masti hidrogenizacijomi ulja i proizvodnju margarina, kao i najnovija istraživanja koja, doduše, još nemaju širu praktičnu primjenu, a to su sintetsko dobivanje glicerida masnih kiselina, dakle umjetnih ulja i masti iz anorganskih sirovina kao što je ugljen, mineralna ulja, vapnenac itd.
Danas se, prema tome, tehnologija biljnih ulja može podijeliti na:
- dobivanje ulja iz sirovina,
- preradu ulja, i
- dobivanje ulja sintetskim putem.
Dobivanje ulja iz sirovina prema današnjim tehnološkim procesima može se podijeliti na prešanje i ekstrakciju. Oba ova postupka imaju svojih prednosti i svojih nedostataka. Prešanjem, naročito hladnim prešanjem, dobivaju se ulja kvalitetno mnogo bolja, boljeg okusa i mirisa, s malo taloga ili uopće bez njega, jer se ovim postupkom, uz gliceride masnih kiselina, iscjeđuje vrlo malo njegovih pratilaca -— bjelančevina, slobodnih masnih kiselina, fosfatida i sterina. Uz to, u takvim uljima ima manje mehaničkih nečistoća. Toplim prešanjem se iscjeđuje više pratilaca glicerida kao i mehaničkih nečistoća, uslijed čega se dobiva slabije ulje, s težim mirisom i okusom, mutnije i tamnije. Najslabija su ekstrahirana ulja, jer sadrže najviše pratilaca i nečistoća, kao i ostatke otapala. Prema ovako dobivenim podacima moglo bi se zaključiti da će prešanje biti povoljniji način za dobivanje ulja nego ekstrahiranje. Ali nije tako, jer ekstrakcija ima prednosti u iskorištenju uslijed toga što se ekstrahiranjem može iz sirovine izvaditi više ulja nego prešanjem. Kod prešanja ostaje 5—-8% ulja u pogačama koje ostaju nakon isprešivanja ulja, dok u sačmi nakon ekstrahiranja ostaje svega 0,2 do 1%. Da bi se iskoristile prednosti obaju postupaka, moderna industrija ih oba primjenjuje, tj. sirovina se najprije podvrgava prešanju, koje u tom slučaju ne mora biti do krajnjih mogućnosti, a zatim se nepotpuno isprešane pogače podvrgavaju ekstrakciji u svrhu vađenja preostalih količina ulja. Ulje dobiveno prešanjem može se upotrebiti posebno za jelo sa ili bez prethodne rafinacije, a ekstrahirano ulje opet posebno kao tehničko ulje ili, nakon rafiniranja, kao ulje za jelo. Najčešće se danas obje vrste ulja kod kombiniranog postupka miješaju te se ovako izmiješana, ili nakon djelomične mehaničke i kemijske rafinacije, upotrebljavaju za tehničke svrhe ili se, nakon potpune rafinacije, upotrebljavaju za jelo.
Kako se iz navedenog vidi, ulja, bez obzira na koji su način dobivena, nisu odmah sposobna za upotrebu. Prema namjeni, ulja se poslije dobivanja podvrgavaju čišćenju i rafinaciji radi odstranjivanja nepoželjnih pratilaca glicerida. Ovakvo ulje upotrebljava se kao hrana ili kao sirovina kod daljnje preradbe, i to za proizvodnju hidriranih ulja, umjetnih maslaca (margarina i slično), sulfuriranih ulja, oksidiranih ulja i, konačno, za još dalju preradu kada ulje gubi svoj specifični kemijski sastav, tj. razgrađuje se molekula glicerida pa se dobivaju masne kiseline, glicerin, sapuni, masni alkoholi itd.
Obrnuti postupak razgradnje glicerida je esterifikacija, tj. dobivanje glicerida iz masnih kiselina i glicerina; taj postupak je jedan dio sinteze ulja. Potpuna sinteza ulja, kako je rečeno, uspjela je laboratorijski, pa i industrijski, ali do danas, zbog skupoće postupka, nema još šireg značenja.
Skladištenje sirovina
U industriji ulja koja prerađuje sirovine sa domaćih proizvodnih centara, kao i u onoj koja ih nabavlja iz inozemstva, sirovina se mora smještati u skladišta (magazine) i silose. Količina uskladištenih sirovina mora da bude tolika da prerada može trajati najmanje jedanaest mjeseci u godini, a ne da bude sezonska, tj. samo kratko razdoblje od žetve.
Razne biljne sirovine, svaka pod svojim uslovima, naročito što se tiče sadržaja vlage i nečistoće, sposobne su za duže čuvanje u skladištima.
Skladišta u kojima se drže sirovine mogu biti ražličita po izvedbi i veličini, kao i prema terenu na kome se nalaze. U samim uljarama grade se obično masivna i trajna skladišta velikog kapaciteta, a barem za toliko sirovine da tvornica ima rezervu za 3—4 mjeseca, što ovisi o smještaju tvornice prema centrima proizvodnje sirovine. U samim centrima proizvodnje grade se obično manja skladišta, drvena ili od drugog jeftinijeg materijaia; ta skladišta moraju biti tolika da se u njih može smjestiti cjelokupna žetva dotičnog proizvodnog kraja, što ovisi o mogućnostima odašiljanja u tvornicu i o načinu otkupljivanja.
Za uljane plodove i sjeme u vrećama upotrebljavaju se podna skladišta, u koja se vreće stavljaju u pravilne hrpe. U takvim skladištima sjeme se može skladištiti i u rasutom stanju (rinfuza), ali tada se smanji iskorištenje prostora. Na slici 31. prikazano je veliko podno skladište na više katova i s mehaniziranim transportiranjem sjemenja. U takvim velikim skiadištima obično su montirani i uređaji za čišćenje ili sušenje sjemenja, čime se omogućuje primanje u skladište i vlažnog i nečistog sjemenja. Podna skladišta ne mogu biti potpuno automatizirana, premda se grade s mehaniziranim transportom, jer sjeme u rasutom stanju mora se ručno, lopatama, gurati u grotla za padajuće cijevi ili elevatore, a sjeme u vrećama, iako je sve ostalo mehanizirano, mora se također ručnom snagom slagati u pravilne hrpe, a kod istovara složene hrpe rastavljati. U podnim skladištima bolje se iskorištava prostor ako je sjeme u vrećama, jer se mogu slagati više hrpe; no, upotreba vreća, koje se na taj način troše, znatno poskupljuje skladištenje.
Sl. 31 — Mehanizirano podno skladište
Izostavljeno iz prikaza
Vreće sa sjemenjem slažu se tako da među njima struji pravilna prirodna promaja. Najbolje se provjetravanje postizava ako se vreće slažu u križ, tj. po dvije vreće stavljaju se na druge dvije vreće u okomitom smjeru. Kad je sirovina u rasutom stanju, provjetravanje se u podnom skladištu postizava prevrtanjem sloja sjemenja koji ne smije biti visok. Visina sloja ovisi o vlazi i temperaturi. Sloj vlažnog sjemenja smije biti visok 5—20 cm, a suhog ljeti 20—23 cm, a zimi i do 80 cm. Zračenje se vrši zato da se postigne prirodno sušenje sjemenja, da se onemogući kvarenje, paljenje, truljenje i slično.
Sjeme prenosi život biljke iz jedne periode rastenja u drugu (od žetve do sjetve). To je, prema tome, biljni organ velike životne sposobnosti u kome je nagomilana mnoga rezervna hrana. Klica, koja je obilježje pritajenog života, stupa u život čim joj se za to stvore uslovi, tj. vlaga i toplina. Prema tome, ostaviti vlažno sjeme bez promaje znači dati klici povoljne uslove za život, omogućiti joj da diše, da stvara energiju od koje jedan dio i u obliku topline, a sve na račun rezervne hrane — ulja. Za industriju, prema tome, buđenje života u sjemenju znači gubitak ulja koji može biti vrlo velik, a uslijed podizanja temperature znači i stvaranje opasnosti da sjeme uz nedovoljan pristup zraka pougljeni, da tinja a i da se zapali plamenom samo od sebe. Sjeme koje je puno rezervne hrane za vlastitu klicu, predstavlja ujedno pogodno tlo za plijesni i gljivice koje uz odgovarajuću vlagu također ulaze u život na račun rezervne materije sjemenja, tj. na račun ulja i proteina u sjemenju. Znači da i time nastaju gubici na sirovini. Ovo su, dakle, razlozi da se sjeme, ako se želi sačuvati korisna tvar u njemu, mora zračiti odnosno tako skladištiti da zrak ima pristup sjemenju.
Skladište u kome je prostor najbolje iskorišten je silos. U njemu se sjeme skladišti u rasutom stanju. Silosi su redovito mehanizirani, a radi mogućnosti manipulacije i zračenja sjemenja i radi umanjivanja opasnosti od samozapaljenja sjemenja, silosi su podijeljeni u više manjih ćelija. Građenjem više ćelija omogućuje se ujedno da se u rasutom stanju skladišti i više vrsta sjemenja. Na slici 32. prikazan je silos s mehaniziranim uređajima za transport sjemenja na vrh ćelija, za razdjeljivanje sjemenja po ćelijama, za vađenje sjemenja iz ćelija i transportiranje iz samog silosa. Silosi, kao i podna skladišta, posjeđuju uređaj za istovar i utovar vagona, brodova i šlepova. Prema tome, silos je moderan i racionalan tip mehaniziranog skladišta koji 100% radi mehanizirano s upravljanjem s jednoga komandnog mjesta.
Jedini je nedostatak skladištenja u silosu taj da sirovina nema stalnog prirodnog zračenja, već samo povremeno za vrijeme presipavanja iz jedne ćelije u drugu. No, tome je doskočeno izgradnjom ćelija silosa s umjetnom promajom. U te ćelije se u stanovitim razmacima pušta komprimirani zrak, koji se u međurazmacima usisava pomoću vakuuma. Na taj način se postizava jače zračenje nego što je prirodno, tako da je u silos moguće skladištiti i vlažnije sjeme bez opasnosti da se pokvari.
Svakako je potrebno spomenuti da se kod skladištenja u silosu mora posebna pažnja posvetiti vlazi i čistoći sjemenja, jer zbog nedostatka promaje u silosu lako dolazi do upaljivanja sjemenja, od čega ne samo da nastaju gubici na materijalu, već se sjeme uslijed pritiska ugrudva u čvrstu masu, dakle ne ostaje više sipko. Uslijed toga se može vaditi iz silosa samo otkopavanjem mukotrpnim radom ili eksplozivom, kod čega uvijek postoje i opasnostj za samu građu silosa. Da se izbjegnu ovi slučajevi, nije dovoljno sirovinu kontrolirati prije skladištenja, već je i za vrijeme skladištenja potrebno provoditi stalnu kontrolu mjerenjem temperature.
Sl. 32 — Silos
Izostavljeno iz prikaza
Kao standard za količinu vlage u pojedinim vrstama sjemenja, kod koje se sjeme može skladištiti bez naročite opasnosti za paljenje, uzima se: za suncokret najviše 10% vlage iznimno u podnim skladištima do 12% ali uz stalan nadzor; za sve vrste repice najviše vlage do 8%; za lan do 8%; za ostale domaće uljarice, većinom isto kao i za repicu, do najviše 8% vlage. Treba naglasiti da su sitnije vrste sjemenja s jače nezasićenim masnim kiselinama opasnije za skladištenje. Stoga u takvom sjemenju mora biti što manje vlage, tj. kao u repici i lanu, dok u krupnijim vrstama sjemenja vlaga može biti nešto viša, tj. kao u suncokretu.
S kukuruznim klicama ima u tom pogledu naročitih poteškoća, tim više što se i kod suhog postupka kukuruz vlaži a uslijed toga se klica budi; ako joj se život ne prekine nagrijavanjem, ona će i uz manje količine vlage nastaviti svoj rad, te će vrlo brzo doći do upaljivanja klica. Da se to ne dogodi, treba naročito paziti kod skladištenja klica. Treba nastojati klicu što kraće vrijeme skiadištiti, što ide u korist kvalitete ulja; ako se skladišti na duže vremena, treba to vršiti oprezno: u rasutom stanju u vrio tankom sloju, a u vrećama tako da svaka vreća obiluje prirodnom promajom. Skladištenje klica u silosu ne treba vršiti, jer je rizik suviše velik.
Transportni uređaji
Ljudska radna snaga je skupa, nerentabilna i nesavremena, pa je u svim racionalnim industrijama mehaniziran sav unutrašnji transport, kao i utovar i istovar. Prema svrsi, smjeru i materijalu koji se transportira, za transportiranje sjemenja u rasutom stanju ili u vrećama postoje različiti uređaji.
Najjednostavniji uređaj za transportiranje sjemenja s visećeg mjesta na niže su okomite ili ukoso položene cijevi, koje mogu biti od drva ili debljeg lima. Takve cijevi služe za spuštanje sirovina često i u raznim smjerovima; stoga te cijevi obično imaju zasune za zatvaranje, a za slučaj začepljenja imaju pomoćne otvore koji se za vrijeme rada zatvaraju. Kroz te otvore se cijevi i za vrijeme pogona mogu čistiti ili otčepljivati. Kod postavljanja kosih cijevi treba paziti da nagib bude takav da sjeme polako klizi i da se cijev ne brtvi. Sjeme koje prolazi kroz cijevi vrlo brzo nagriza materijal od koga su cijevi izrađene; stoga je potrebno da padajuće cijevi buđu od čvrstog materijala, a drvene cijevi dobro je presvlačiti limohb naročito na zglobovima.
Sl. 33 — Padajuće cijevi: a) zasun; b) otvor za čišćenje; c) otvor za čišćenje zaštićen
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 34 — Elevator: b) glava; c) noga; d) pehari; e) padajuća cijev
Izostavljeno iz prikaza
Jedan od starijih uređaja koji je još i danas mnogo u upotrebi za prenos sjemenja s nižeg mjesta na više, je elevator. To je beskonačna traka (vrpca) na koji su u jednakim razmacima učvršćeni pehari (kofe), dok sama traka leži na dvjema rememcama od kojih gornja dobiva signal i pokreće vrpcu. Pehari su okrenuti prema gore i grabe s nogu elevatora (donji dio elevatora) materijal pa ga nose navrh do glave (gornji dio elevatora). Tu se okreću prema dolje i kod toga centrifugalnom silom izbacuju materijal u tangencijalnom smjeru, u kome na glavu je pripojena padajuća cijev kojoj materijal pada u željeno mjesto. Traka za elevator može biti gurtna od devine dlake ili od tekstila i gumirana, a može biti i remen od kože. Mjesto trake upotrebljavaju se i lanci, kod kojih se mjesto rememce upotrebljavaju zupčanici.
SI. 35 — Evartovi Ianci: način rastavljanja lanca
Izostavljeno iz prikaza
Lanci koji se upotrebljavaju za elevatore (Evartovi lanci) tako su građeni da se pojedine karike lako mogu izvaditi (sliika 35.). Dok su novi, lančani su elevatori čvršći i sigurniji od trakastih, ali se djelovanjem prašine i pijeska brzo troše te lanci često pucaju’ što je u pogonu vrlo neugodno. Da bi lančani elevatori bili sigurniji, stavljaju se (dva lanca mjesto jednog. Kod traka često se pak dešava da se utiču na remenici jer sa radom rastežu, tako da se češće moraju skraćivati i napinjati. Elevator; mogu imati vrlo različit kapaCitet> prema veličini pehara, njihovom broju i brzini kretanja elevptora. Brzina kretanja elevatora može biti 1,5—3 metra u sekundi približno za sve uljarice. Prekoračenjem te brzine sjeme vise ne dospijeva da u glavi elevatora izleti postrance u padajuću cijev, već ga pehari povuku za sobom u svom smjeru i ponovno donesu u nogu elevatora. Radi sprečavanja prašine, prosipavanja sjemenja i zaštite radnika pri radu, elevatori se stavljaju u zaštitne cijevi od drva ili lima.
Sl. 36 — Pužnica desnog i lijevog navoja
Izostavljeno iz prikaza
Transportni puževi (pužnice), služe za transportiranje materijala u vodoravnom smjeru ili na slabim kosinama. Pužnice se sastoje od osovine oko koje su, u obliku puža (navoja) pričvršćena krila (pera), a sve to zajedno je stavljeno u limeno korito..
Osovina leži u ležištima koja su pričvršćena na žlijebu (koritu), a goni se pomoću zupčanika ili remenice. Razmak krila pužnice i žiljeba mora biti što manji, tj. takav da krilo ne struže po žiljebu a niti da između žlijeba i krila može ostati transportirani materijal. Pužnice mogu biti desnog i lijevog navoja (sl. 36.), prema čemu ovisi i smjer transportiranja. Za vrijeme rada pužnice, kriia koja se okreću na osovini guraju materijal koji se nalazi u žlijebu u smjeru vrha njihove kosine. Kapacitet pužnice može biti raziičit a ovisi o brzini okretaja osovine i o promjeru krila. Pužnica može biti duga i do dva-tri desetka metara, kod čega, radi laganije izvedbe, mjesto osovina služe cijevi.
Sl. 37 — Pužnica u žlijebu s remenicom
Izostavljeno iz prikaza
Pužnice mogu biti i tako građene da se kod transporta ujedno vrši i miješanje materijala, što se postizava tako da se na -osovini uz normalna krila ugrade još jedna krila obrnutog smjera ali manjeg promjera, ili da se umjesto krila ugradi spirala, ili da se ugrade prekinuta krila.
Modernije od pužnica su transportne trake. One se sastoje od beskonačnih vrpca koje se pokreću na malim valjčićima, a na krajevima na širokim valjkastim remenicama od kojih jedna služi za prenos pogona. Transportne trake imaju velikih prednosti, jer je pogon jeftiniji, materijal se kod transporta ne drobi, ne podiže se prašina, transportirati se može svaka vrsta sjemenja plodova i onda ako je u vrećama, dok se brzina transportiranja može veoma lako mijenjati, čime se za vrijeme pogona može mijenjati i sam kapacitet transportne trake. Na slici 38. prikazana je shematski transportna traka na kojoj je postavljena sprava za istresivanje materijala sa trake. Ova sprava je tako uređena da se može micati duž cijele trake, tako da se isipavanje može vršiti na bilo kojem mjestu trake. Transportiranje sjemenja transportnom trakom može se vršiti i ukoso, sve do kosine kod koje sjeme još ne pada nazad silom vlastite teže. Trake mogu biti od gumiranih tekstilnih gurtna, no mogu biti i negumirane, što je za uljano sjeme bolje, jer ulje nagriza gumu. Isto tako vrpce mogu biti i od čeličnih ili drvenih članaka.
Sl. 38 — Transportna traka: B) traka1; S) remenica na kojoj stoji pogon; h) uređaj za istezanje trake s utegom; G) uređaj za isipavanje materijaia s trake, koji se može micati po cijeloj dužini trake; T) lijevak za dodavanje materijala na traku
Izostavljeno iz prikaza
Za transportiranje u vodoravnom i u kosom smjeru upotrebljavaju se u novije vrijeme tzv. redleri. Na beskonačnim trakama ili lancima, koji teku vodoravno napeti na dvije remenice ili zupčanicima, pričvršćene su s vanjske strane lopatice ili krila Cijeli ovaj sistem lopatica, odnosno krila, prolazi kroz kanal pristajući uz njegove stijene, tako da Iopatice ili krila guraju pred sobom transportirani materijal. Kod redlera mogu se za transportiranje upotrebljavati oba kraka, tj. gornji i donji; u tom slučaju svaki krak ima svoj kanal u kojem teče materija! u suprotnim pravcima.
S najviše mogućnosti može se primijeniti transportiranje tlačnim zrakom ili vakuumom, što se naziva pneumatski transport. Izvedba ovih naprava može biti različita.
Sl. 39 — Transportiranje kroz ventilator: a) ulaz sjemenja; b) ventilator; c) izlaz sjemenja
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 40 — Transportiranje ventilatorom ubacivanjem u tlačnu cijev: a) lijevak za ubacivanje sjemenja; b) ventilator; c) tlačna cijev
Izostavljeno iz prikaza
- Sjeme se usisava u ventilator, prolazi kroz njega i na tlačnoj strani se izbacuje kroz cijev u željenom pravcu i udaljenosti. Ovaj način je jednostavan ali neugodan, jer se krila ventilatora vrlo brzo troše djelovanjem sjemenja, a sjeme se drobi.
- Sjeme se ubacuje na tlačnoj strani, tj. iza ventilatora u samu tlačnu cijev, gdje ga tlak zraka povlači kroz cijev.
- Stvarajući jaki vakuum u posebnim recipijentima kroz cijev koja tangencijalno ulazi u recipijent, usisava se sjeme u recipijent u kome se po sistemu ciklona odvaja od zraka; zrak odilazi u odjeljivače prašine i filtre u vakuum pumpe, a sjeme pada pomoću padajućih cijevi na mjesto gdje se želi. Ovaj uređaj je naročito podesan za svladavanje većih udaljenosti, na primjer, za istovar sjemenja iz vagona i šlepova. Za pneumatske transportne uređaje potrebno je vrlo malo radne snage za posluživanje, lako su pokretljivi, velikog su kapaciteta, rade bez podizanja prašine, ali imaju nedostatak u tome što su takva postrojenja skupa, što mnogo troše energije i što traže dobro stručno osoblje za održavanje i popravke.
Mjerenje sjemenja
Količina sjemenja koja se prima u skladište ili se stavlja u preradu mora se registrirati — izmjeriti (vagati). Mjerenje se može vršiti na više načina: kod punjenja mjerenjem punog vagona; brojanjem vreća ( ako su sve vreće iste težine, tj. egatizirane); kod ubacivanja u preradu ili sjemenja u rasutom stanju najpovoijniji način mjerenja je na automatskim vagama. Automatske vage odmjeravaju kod svakog okretaja (ispražnjenja) istu količinu sjemenja, dok se broj okretaja vage registrira na brojilu. Automatska vaga ima posudu u koju ulazi sjeme. Posuda visi na oštrobridnim ležištima i spojena je sa automatskim zatvaračem koji sprečava ulazak sjemenja. Zatvaranje ulaza sjemenja vrši se u dva maha: kod nasipavanja do 80% težine otvor se najprije smanji tako da sjeme polako pada u vagu sve dok se posuda ne napuni do 100% određene težine. Tada se i taj smanjeni otvor automatski zatvori, a posuđa prevrne i izbaci sjeme. Čim se posuda isprazni vraća se u svoj prvobitni položaj, zatvarači se otvaraju i mjerenje se ponavlja. Pažljivim održavanjem automatske vage i kontrolom težine njen rad može biti vrlo točan, jer iako nastaju griješke kod pojedinog mjerenja, one se međusobno izravnavaju pretpostavljajući da ima isti broj griješaka kod veće kao i kod manje odvage.
Sl. 41 — Pneumatsko iskrcavanje šlepa
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 42 — Automatska vaga za sjeme
Izostavljeno iz prikaza
Posebnu vrstu predstavljaju vage za punjenje u vreće, kod čega se važe bruto težina (težina sjemenja zajedno s težinom vreće). Ove vage rade poluautomatski, tj. na njihov otvor se stavlja vreća pomoću čvrste spone i ručicom otvara otvor za ulaz sjemenja kroz vagu u vreću. Vreća visi na vazi i kad u nju padne do 80% predviđene težine sjemenja, otvor se kao i kod automatske vage automatski smanji uslijed čega sjeme pada sporije u vreću do 100% težine. Tada se punjenje automatskim zatvaranjem otvora prekine. Radnik koji poslužuje vagu skida vreću kad se napuni sjemenom do željene težine, te na vagu stavlja novu praznu vreću i počinje iznova s punjenjem. Na ovaj način postizava se punjenje svih vreća sjemenom do jednake težine; za ovako punjene vreće kaže se da su egalizirane (uravnotežene).
Čišćenje sjemenja
Sjeme koje dolazi.sa polja u tvornice ili u skladišta, nije čisto već u njemu ima stanovitih nečistoća, dijelova koji nisu sjeme. Nečistoće mogu biti dijelovi biljke koji su ušli u sjeme prilikom vršidbe ili berbe, a mogu biti i zemljana prašina, grude ili čak kamenje koje uđe u sjeme pri sakupljanju s tla. Nečistoće mogu biti i sjemenja različitih drugih biljaka koje ne daju ulje, a koje su izrasle uz uljanu biljku. Nečistoćama se također smatraju one sjemenke koje su trule, koje su povrijeđene ili im je bilo na koji drugi način smanjena vrijednost za iskorištavanje.
Sl. 43 — Princip rada ravnih (planskih) sita: I grubo sito; II fino sito; V dodatni valjak; E ekscentar koji pomiče sita; S dolazi nečistog sjemenja; A izlaz grubih nečistoća; B izlaz očišćenog sjemenja; C izlaz finih nečistoća i prašine
Izostavljeno iz prikaza
Prema vrsti, veličini i težini nečistoća postoje različiti načini čišćenja sjemenja: prosijavanjem, četkanjem, vjetrenjem, sortiranjem, odjeljivanjem pomoću otopina različitih težina (flotacijom) i prevođenjem preko jakih magneta.
Prosijavanjem sjemenja mogu se odijeliti od sjemenja krupnije i sitnije nečistoće. Ako se sijanje vrši kroz sito sa širokim otvorima, nešto većim od sjemenja, kroz sito prolazi sjeme dok se krupnije nečistoće zadržavaju na situ; obratno, ako se upotrebi sito s otvorima nešto manjim od sjemenja, sjeme će ostati na situ a sitne nečistoće će proći kroz sito. Kombinirajući ova dva sita jedno iznad drugoga, mogu se već jednim sijanjem odijeliti od sjemenja krupne i sitne nečistoće. Na slici 43. prikazan je rad ravnih sita. To su uokvirena sita koja stoje jedno iznad drugoga na perima (oprugama), na kojima se pomoću poluga i ekscentara miču dosta brzo amo tamo u smjeru kosine. Sjeme dolazi na sito pomoću dodatnog valjka koji ima ulogu da jednoliko rasprostire sjemenje po cijeloj širini sita uz istovremeno sprečavanje eventualnog zabrtvljivanja ulaza sjemena uslijed nejednolikosti sjemenja ili uslijed grudvanja. Sjeme dolazi najprije na grubo sito kroz koje propada, dok se grube nečistoće zadržavaju i uslijed micanja sita sakupljaju na dnu kosine sita u kanalu, iz koga se odvode pomoću padajućih cijevi. Nakon prolaza kroz grubo sito sjeme pada na fino sito kroz koje ne prolazi već silazi niz kosinu dok se sitne nečistoće odjeljuju od njega, prolazeći kroz ovo finije sito. Slično radi i sito u obliku cilindra koje je prikazano na slici 44.
Sl. 44 — Cilindarsko ili okruglo sito: S ulaz sjemenja; A izlaz grubih nečistoća; B) izlaz sjemenja; C) izlaz prašine
Izostavljeno iz prikaza
Vjetrenjem se vrši odjeljivanje nečistoća po specifičnoj težini, tj. ako u struju zraka pada smjesa materijala sastavljena od pojedinih komadića koji su specifično teži i onih koji su specifično lakši, struja zraka će ponijeti sa sobom komadiće koji su specifički lakši, dok će specifički teži dijelovi proći kroz struju zraka s manjim skretanjem od svoga puta. Slika 45. prikazuje shematski način odjeljivanja nečistoća u struji zraka. U praksi, čišćenje pomoću sita i vjetra kombinira se u istom stroju, kako pokazuje slika 46. Kod toga se vrši sijanje uz istovremeno odjeljivanje finijih čestica prašine pomoću vjetrenja. Ove čistilice zovu se tarari — aspiratori, a sastoje se od dva ravna sita koja se pokreću pomoću ekscentra i poluge u smjeru svoje dužine i padine, tako da sjeme polako putuje s višeg dijela prema nižem, i za to vrijeme dospijeva da se otsijava. U samu čistilicu sjeme dolazi pomoću dodatnog valjka, a njegov se priliv može regulirati, tj. pojačati ili smanjiti pomoću zasuna. Sjeme koje pada na sito sa dodatnog valjka, istovremeno prolazi kroz struju zraka koju izaziva ventilator, kod čega se najsitniji i najlak.ši dijelovi, tj. prašina, odstranjuju iz sjemenja još prije nego padne na sito.
Sl. 45 — Shematski prikaz odjeljivanja nečistoća vje.treniem na bazi različitih specifičnih težina: a) teže nečistoće; b) sjeme;
c) finije nečistoće; A) dodatni valjak; B) smjer vjetra
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 46 Čistilica — tarar, aspirator
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 47 — Ciklon: a) ulaz struje zraka koji nosi prašinu; b) izlaz očišćenog zraka; c) izlaz prašine
Izostavljeno iz prikaza
Kod vjetrenja sjemenja struja zraka nosi sa sobom laganu prašinu, i to više ako je sjeme jače onečišćeno. Da ova prašina
koja se odvaja od sjemenja strujom zraka ne bi zagadila svu okolinu, mora se hvatati i odijeliti od zraka koji se pušta u slobodni prostor. Prašina se odjeljuje od zraka u ciklonima, zračnim cijevnim filtrima, prašnim komorama i klima-uređajima.
Sl. 48 — Zračni filtar: K’ gornja komora; K“ donja komora koja se potresuje; P pamučne cijevi; a ulaz nečistog zraka; b izlaz filtriranog zraka; c sakupljanje prašine
Izostavljeno iz prikaza
Cikloni su aparati slični lijevku. Sa gornje strane koja je zatvorena, ulazi široka cijev do ispod polovice visine Iijevka.
Zrak s prašinom ulazi u ciklon kroz cijev koja tangencijaino ulazi na najširem dijelu lijevka. Zrak struji velikom brzinom oko plašta ciklona, kod čega silazi prema užem dijelu lijevka. Uslijed velike brzine strujanja zraka uz plašt ciklona, nastaje velika centrifugalna sila koja čestice prašine, kao specifično teže, prislanja uz sam plašt uz istovremeno silaženje prema donjem otvoru ciklona, koji izlazi u zatvoreni prostor; zrak koji je izgubio brzinu u donjem dijelu ciklona sakuplja se prema osovini ciklona i polako izlazi kroz široku cijev prema gore u slobodni prostor. Da li će ciklon ispravno raditi, ovisi o njegovoj veličini s obzirom na količinu zraka koja u njega ulazi, kao i o njegovoj konstrukciji.
Zračni filtri sastoje se od pamučnih cijevi koje su spojene između dvije komore od kojih se donja potresuje. U gornju komoru ulazi zrak s prašinom, a odatle u cijevi i donju komoru. Budući da je i donja komora zatvorena, zrak prolazi kroz pamučne cijevi u slobodni prostor, dok prašina ostaje u cijevima. Uslijed potresivanja donje komore prašina otpada sa cijevi i sakuplja se.na dnu donje komore iz koje se od vremena do vremena vadi.
Sl. 49 — Prašna komora
Izostavljeno iz prikaza
Odjeljivanje prašine od zraka u prašnim komorama vrši se na taj način da zrak koji ulazi u komoru izgubi naglo brzinu strujanja uslijed zauzimanja velikog volumena; zbog toga prašina, koja također izgubi brzinu, pada na dno komore. Za izlazak zraka iz komore predviđen je odušak koji mora biti širok da zrak, koji kroz užu cijev ulazi u komoru, može izaći toliko malom brzinom, da ne povuče sobom čestice prašine.
Ako su u tim komorama instalirane naprave za prskanje vode, onda voda taloži prašinu koja odilazi zajedno s vodom u kanal na dnu komore. Zrak koji se na taj način pročisti, može izaći i većom brzinom u slobodan prostor, jer čestice prašine taložene s vodom, već toliko otežaju da ih struja zraka teže povuče sa sobom. Stoga komora s ovakvim uređajima ne mora biti velika. Ovi uređaji zovu se klimatizatori, jer su slični uređajima koji služe za održavanje klimatskih prilika u zatvorenoj prostoriji, tj. za održavanje stalnog sadržaja vlage u zraku i stalne topline u dotičnoj prostoriji.
Sjemenje od koga se teže odvaja sitna nečistoća, na primjer, pijesak sa zemnog oraha, a od toga se sačma ili pogača želi upotrebiti za hranu, potrebno je čistiti četkanjem. Za četkanje postoje čistilice sa četkama, koje su slične čistilicama na sita, samo što su ovdje uz sita postavljene i četke. Četkaste čistilice mogu biti građene na ravnim i na okrugiim sitima.
Sl. 50 — I. Četkanje u okruglom situ: C sito; b izlaz prašine. II. Četkanje na ravnom situ: A mirujuća četka; B četka koja je provučena kroz sito C koje se giba u smjeru strelica; a izlaz očišćenog sjemenja; b izlaz prašine
Izostavljeno iz prikaza
Da se postigne jednolikost veličine zrna sjemenja, čime se ujedno odstranjuju i primjese tuđeg sjemenja, sjeme se sortira. Sortiranje se vrši odsijavanjem u sitima određenih veličina otvora ili u posebnim aparatima zvanim trijerima, u kojima se sortiranje vrši po veličini i po obliku zrna. Slika 51. prikazuje shemu trijera. Kroz otvor ulazi nesortirano sjeme u bubanj koji je s unutrašnje strane tako ozubljen da svaka udubina odgovara točno veličini sjemena. Bubanj se okreće i nosi sa sobom sve sjemenke koje su se po veličini mogle smjestiti u udubine bubnja te u času kad dolaze u kosi položaj, ispadaju iz udubina u kanal koji ih odvodi iz aparata. Veća zrna, kao i ona kojima oblik ne odgovara obliku udubina, ostaju i polako prolaze kroz bubanj koji ih ne podiže do gornjeg izlaznog žlijeba već izlaze iz bubnja sa dna odijeljena od sortiranog sjemena. Trijeri se najčešće upotrebljavaju za sortiranje sjemenske robe, tj. sjemenja za sjetvu, kod čega je naročito važno da sjemenke budu odabrane po veličini i vrsti, koja je u većini slučajeva određena oblikom sjemenja.
Uz ostale nečistoće, u sjemenju se često nađu i pojedini željezni predmeti. Te predmete je potrebno odstraniti, budući da bi kod transporta sjemenja transportnim uredajima, kao i kod daljnje prerade, mogli oštetiti pojedine strojeve.
Sl. 51 — Shematski prikaz rada trijera za sortiranje sjemenja
Izostavljeno iz prikaza
Odstranjivanje željeznih predmeta vrši se na taj način da se sjeme propušta preko površine jakog elektromagneta, koji može biti stabilan ili rotirajući. Slika 52. prikazuje shematski rad rotirajućeg elektromagneta.
Sl. 52 — Rotirajući elektromagnet: A bubanj; B elektromagneti; D dolazak sjemenja na magnet; C sakupljanje željeznih nećistoća; I. nečisto sjeme; II. očišćeno sjeme
Izostavljeno iz prikaza
Vrlo rijetko kod uljanog sjemenja dolazi do odjeljivanja sjemenja od nečistoća po specifičnoj težini, pomoću tekućina, tj. flotacijom. Ovo je jedna od najprikladnijih metoda za odjeljivanje jezgre koštica koštunjavog voća od ljuske. Princip postupka je ovaj: Napravi se otopina soli koja je po specifičnoj težini lakša od jezgre a teža od ljuske. Kada se u tu otopinu uroni smjesa jezgre i komadića drvenaste Ijuske, jezgra će potonuti i sakupljati se na dnu, dok će ljuska plivati na površini tekućine i tu se skupljati odijeljeno od jezgre. Veliki nedostatak ovog postupka je u tome da se sjeme nakon odjeljivanja mora ponovno sušiti, jer se u ovako vlažnom stanju ne može dalje prerađivati.
Sušenje sjemenja
Kako je već rečeno, uskladištiti se smije samo suha sirovina, tj. sjeme. Isto tako nije moguće ni prerađivati sjeme koje sadržava veći postotak vlage od onoga koji sjeme smije sadržavat; za skladištenje bez opasnosti od gubitaka ili od zapaljenja.
Sjeme se djelomično suši već za vrijeme same žetve, tako da dobro manipulirano sjeme dolazi u skladišta suho, uz uvjet da je leto suho i toplo. Prema tome, obično nije potrebno sušenje sjemena prije skladištenja, nego tek prije prerade.
Kako je rečeno, u krupnozrnom sjemenju smije biti najviše 10% vlage, a u sitnozrnom 8%; međutim, najpovoljnije je kad u krupnozrnom sjemenju nema više od 8%, a u sitnozrnom 6% vlage, jer s tim sadržajem vlage sjeme je u potpuno mirujućem stanju.
Sušenje sjemenja u skladištima i industriji vrši se u sušarama, i to bilo strujom toploga zraka, bilo strujom vrućih dimnih plinova ili indirektnom parom..
Način sušenja treba odabrati prema vrsti materijala koji će se sušiti. Jako vlažan materijal, kao što su komine masline i jezgre od koštica šljiva koje su odijeljene od ljuske mokrim putem, mogu se sušiti vrućim sagorjevnim plinovima, jer postoji manja opasnost od upaljivanja kod sušenja uslijed velikog sadržaja vlage u materijalu. Ostalo sjeme bolje je sušiti samo sa toplim zrakom ili indirektnom parom. S obzirom na različite vrste ulja u sjemenju (njihovu nezasićenost i, prema tome, reaktivnost) kao i na različitu građu samog sjemenja, svaku vrstu sjemena treba sušiti na onoj temperaturi koja je za dotičnu vrstu sjemena najpovoljnija. Na tabeli 20. označene su najpovoljnije temperature sušenja za pojedine vrste sjemenja.
| Vrsta sjemenja | Temp. zraka u °C | Temp. sjemenia u °C |
| suncokret | 200—220 | 50—65 |
| lan | 140—150 | 50—60 |
| konoplja | 180—190 | 40—501 |
| soja | 50 | 25 |
| repica | 80 | 40 |
Kako se vidi iz tabele, naročito niska temperatura je potrebna za sušenje soje. Tome su dva razloga: a) naglim i jakim zagrijavanjem puca opna zrna, a raspucano sjeme postaje nepogodno za skladištenje; b) soja je sirovina za dobivanje bjelančevina i fosfatida, koji se mogu denaturirati uslijed pregrijavanja soje. Bjelančevine pregrijavanjem gube svoja svojstva bubrenja i topljivosti, a fosfatidi se cijepaju, tako da za namijenjenu upotrebu postaju nesposobni. Na slici 53. prikazana je sušara koja radi s vrućim dimnim plinovima i upotrebljava se za sušenje maslinovih komina. Ova sušara se sastoji od peći i dugog bubnja koji se okreće. Taj bubanj je nagnut prema izlaznoj strani, a iznutra ima predjele preko kojih se presipava komina. Da bi se pospješilo strujanje dimnih plinova, na kraju bubnja je smješten ventilator, dok se prašina prije ulaza u dimnjak odvaja u ciklonu. Ova vrsta sušare sposobna je samo za vlažniji materijal; suhi materijal bi se zapalio uslijed laganog pregrijavanja, tim više što je uljano sjeme samo po sebi Iako zapaljiv materijal. U ovim vrstama sušara mogu se, međutim, upotrebljavati i dimni plinovi koji proizlaze iz kotlovnice; na taj način se mnogo štedi gorivo, a osim toga su dimni plinovi manje opasni, jer se u svakom boljem kotlovskom postrojenju dimni plinovi ohlađuju na 200—300” C, kod čega više ne postoji naročita opasnost od zapaljenja. Da bi se izbjegla opasnost od zapaljenja, ove vrsti sušara grade se i s indirektnim grijanjetn toplim zrakom kako pokazuje slika 54., gdje se zrak zagrijava pomoću kalorifera koje grije direktna vatra.
Sl. 53 — Sušara sa bubnjem na vruće sagorjevne plinove
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 54 — Sušara sa bubnjem na indirektno grijanje preko zagrijača zraka (ka’orifera); a) ložište; b) kalorifer; c) bubanj; d) ulaz sjemenja; d’) izlaz sjemenja; e) ventilator i f) dimnjak
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 55 — Sušara po Gogoljevu: A peć; B sušara; C hladio-nik; a) ložište; b dimnjak; c i c’ elevatori za podizanje neosušenog i osušenog sjemenja
Izostavljeno iz prikaza
Na istom principu kao ov.e vodoravne rade i vertikalne sušare, od kojih je, kao uzor, prikazana sušara po Gogoljevu na slici 55. Ta je sušara građena u tri dijela: peć, sušara i hladionik za sjeme. Ova vrsta sušare naročito je prikiadna za iskorištavanje dimnih plinova kotiovnica.
Za sjeme, koje je osjetljivije na toplinu, upotrebljavaju se sušare na paru od kojih je položeni tip prikazan na slici 56. Ova vrsta sušare naročito se mnogo upotrebljava za sušenje pogača i sačme. Položena sušara na paru sastoji se od limenog stabilnog bubnja u kome se okreće snop cijevi koje se griju parom. Na cijevima su smještene lopatice koje su tako nagnute da pokreću sjeme od ulaza prema iziazu; lopatice podižu sjeme sa dna i odbacuju ga ispred sebe u smjeru izlaza, kod čega ono pada preko vrućih cijevi. Sjeme ponavlja taj put mnogo puta od ulaza do izlaza. Da bi efekat sušenja bio jači, sušara se pripoji na ventilator koji otsisava vođenu paru što nastaje uslijed sušenja sjemenja. Reguliranje temperature sušenja na ovoj vrsti sušara vrlo je jednostavno: vrši se reguliranjem dovoda vodene pare u cijevi. Isto tako može se regulirati i kapacitet sušenja povećavanjem brzine prolaza sjemena kroz sušaru, što se postizava jačim naginjanjem lopatica na cijevima, uslijed čega lopatice kod svakog okretaja jače odbacuju sjeme unaprijed.
Sl. 56 — Sušara na paru
Izostavljeno iz prikaza
Najekonomičnije i danas najviše u upotrebi su sušare okomitog tipa na topli zrak. Sušara ima oblik tornja koji se sastojci od više dijelova položenih jedan iznad drugoga. Ti su dijelovi tako uređeni da kroz njih sjeme polako propada u tankom sloju, kroz koji može lako prodrijeti topli zrak ili, radi hlađenja već osušenog sjemenja, hladni zrak. Na slici 57. prikazana je okomita sušara. Iz sheme koja je prikazana na slici 58. vidi se ovo: sjeme kroz A ulazi u uiaznu zonu sušare iz koje dolazi u zonu zagrijavanja. Zagrijavanje se vrši pomoću radijatora koji zagrijava ulazni zrak. Iza ove zone zagrijavanja, kroz sjeme prolazi suhi vrući zrak koji odnosi vlagu, tako da poslije ove zone b) dolazi zona c) kao zona sušenja. U zoni d) u kojoj sjeme postigne svoju maksimalnu temperaturu, vrši se i nadalje sušenje sjemenja pomoću toplog zraka, ali u toj zoni se više ne povisuje temperatura, dakle nema zagrijavanja. Iz zone d) sjeme ulazi u zonu e) u kojoj se sjeme hladi pomoću struje hladnog zraka IV. Nakon ohlađenja sjeme dospijeva u izlaznu zonu i konačno napušta sušaru. Kretanje temperature sjemenja za vrijeme prolaza kroz sušaru prikazano je na toj shemi debljom krivuljom od A do B, iz koje se vidi kako temperatura u zoni b) i c) najprije raste, zatim u zoni sušenja d) ostaje konstantna i konačno pada u zoni hlađenja. Što je krivulja na shemi više pomaknuta od osovine sušare u desno, to je temperatura viša.
Sl. 57 — Okomita sušara za sjeme na topli zrak
Izostavljeno iz prikaza
Ova vrsta okomitih sušara danas se vrlo mnogo upotrebljava zato što radi ekonomično s obzirom na potrošak toplinske energije, i što sjemenje nije potrebno mehanički pokretati jer se kreće vlastitom težinom, tj. pada; osim toga okomite sušare ne zauzimaju mnogo prostora jer se grade u visinu, a mogu imati vrlo veliki kapacitet od 60 do 240 tona sjemenja u 24 sata, sa sušenjem za najmanje 5% vlage.
SL 58 — Shematski prikaz rada okomite sušare na zrak
Izostavljeno iz prikaza
Kako je spomenuto, neke vrste sušara građene su tako da -se u njima nakon sušenja istovremeno vrši i hlađenje sjemenja. lza svakog sušenja, tj. zagrijavanja sjemenja potrebno je da se sjeme koje se stavlja u skladišta ohladi, jer se hlađenjem u struji zraka postizava daljnje sušenje, a ujedno se sprečava da se od vlage koja se je sakupila na površini sjemenja još vruće sjeme bez pristupa zraka upari. Takvo sjeme postaje nepodesno za preradu, naročito za ljuštenje, a nepodesno je i za skladištenje.
Ljuštenje sjemenja
Ljuske uljanog sjemenja sadrže većinom minimalne količine -ulja. Iz njih se ne može vaditi ulje, a kod same prerade sprečavalo bi potpuno vađenje ulja iz jezgre jer bi zauzimale kapacitet strojeva ispunjujući jalovi prostor, na pr., u mlinovima, prešama i ekstraktorima, tako da strojevi ne bi bili potpuno iskorišteni. Prema tome, od sjemena koje ima ljusku, prije procesa vađenja ulja, tj. prije mljevenja, odjeljuju se Ijuske od jezgre, tj. takvo se sjeme ljušti. Od najvažnijih vrsta sjemenja koja se ljušti treba spomenuti suncokret, pamuk, arašid, ricinus, konopliu, bundevske koštice itd. Način ljuštenja pojedinih vrsta sjemenja različit je pa su prema tome konstruirane i različite vrste ljuštilica. Ljuštenje se može vršiti mrvljenjem ljuske među kamenim mlinovima ili drugima aparatima, uz naknadno odjeljivanje ljuske od jezgre, i razbijanjem Ijusaka centrifugalmom silom, također uz naknadno odjeljivanje ljuske od jezgre.
Sl. 59 — Ljuštilica za suncokret: v) dodatni valjak; r) rotor; b) bubanj; c) ventilator; 1) odjeljivanje ljuske; e) izlaz vjetra koji nosi jedan dio ljuske; s’) sito prvo; s”) sito drugo; g) izIaz sitno izmrvljenog sjemenja i ljuske; h) izlaz jezgre; i) izlaz neoljuštenog sjemenja; f) ekscentri za pogon sita
Izostavljeno iz prikaza
Na slici 59. prikazana je ljuštilica za suncokret, koja se uz stanovite promjene (različita veličina sita, promjena prostora između bubnja i rotora i dr.) vrlo dobro može upotrebiti i za ljuštenje drugih vrsta sjemenja, na primjer, saflora, bundevskih koštica itd. Ljuska se u ovoj ljuštilici razbija centrifugalnom silom. Sjeme koje na rotor dolazi pomoću dodatnog valjka, djelovanjem rotora dobiva rotaciju uslijed kojega centrifugalna sila odbacuje na stijene bubnja gdje se ljuska razbije. Razbijeno sjeme pada na prvo sito gdje se odsijavanjem odijele fino smrvIjeni dijelovi jezgre i ljuske, tako da ne prispiju na struju zraka koja bi ih zajedno s ljuskom povukla. Ovih sitnih dijelova razbijene ljuske i jezgre mora biti malo, ako ljuštilica ispravno radi. Pri kraju prvoga sita, u času kad odsijana ljuska i jezgra padaju na drugo sito, izloženi su jakoj struji zraka koja sa sobom povlači ljusku, dok jezgra, koja je specifički teža, pada na drugo sito. Tu se jezgra odvaja od još neoljuštenog sjemenja, koje ‘zrak također ne može povući sa sobom jer je specifički teže.
Jezgra propada kroz sito, dok čitavo sjeme, koje je veće od jezgre, ostaje na dnu sita odakle se ponovno odvodi na ljuštenje. Da bi se postigao pravilan rad ljuštilice, potrebno je vrlo pažIjivo regulirati najprije jačinu strujanja zraka, a zatim veličinu otvora kroz koji prolazi jezgra i ljuska pri padanju s jednog sita na drugo.
Od velikog je utjecaja na rad ljuštilice jednolikost sjemenja po veličini kao i po kvaliteti. Nejednoliko sjeme vrlo se teško ljušti. Vlažno sjeme čini kod ljuštenja također velike poteškoće, jer je ljuska uslijed sadržaja vlage žilava i teže puca.
Rad ljuštilice najlakše se kontrolira ako se ljuska pospe na tamnu podlogu i prostim okom ustanovi imali u njoj jezgre. Ljuštilica radi dobro ako na taj način ustanovimo da ono ljuske na šaci ne sadržava niti jednu jedinu čitavu jezgru, a najviše jedan do dva polomljena komada jezgre. Ljuska se može točnije ispitati laboratorijski određivanjem sadržaja ulja u njoj. Međutim bi bilo pogrešno kod kontrole rada ljuštilice ispitivati samo ljusku, jer bi se moglo dogoditi da, u svrhu dobivanja što boljih rezuitata na ljusci, ode u jezgru suviše ljuske. Stoga se istovremeno mora izvršiti i ispitivanje jezgre koja je odijeljena ljuštenjem. Ako se ustanovi da i u ljusci i u jezgri ima ulja, onda, ako ljuštilica pravilno radi, u ljusci suncokreta mora biti 0,8 do 1,3% ulja a u jezgri 39—42%, što ovisi također i o vrsti suncokretovog sjemenja i uopće o njegovom sadržaju ulja. Ako je ispitivanje vršeno mehaničkim odjeljivanjem (odabiranjem) jezgre od ljuske, onda treba smatrati kao povoljne rezultate rada kad jezgre u ljusci ima najviše 1%. a ljuske u jezgri najviše 14%. Treba napomenuti da već sama ljuska sadržava izvjesne male količine ulja i voska (do 0,8%), uslijed čega kod Ijuštenja nije moguće postići manje rezultate u ljusci.
Potpuno odjeljivanje ljusaka od jezgre ne može se postići, a to nije ni potrebno; čak bi bilo i štetno, jer ljuska u jezgri daje potrebnu drenažu (kanalizaciju) za proticanje ulja ili ekstrakcionog sredstva, što će, prema tome, biti osobito važno kod ekstrahiranja.
Za ljuštenje ostalih vrsta sjemenja upotrebljavaju se druge vrste ljuštilica, premda je kod svih vrsta princip isti, tj. najprije se razbija sjemenje i ljuska, a zatim se odjeljuju. Na slici 60. prikazana je ljuštilica za Ijuštenje ricinusa. Sjeme ricinusa ulazi pomoću dodatnog valjka između druga dva valjka, koja razbijaju ljusku uslijed nejednake brzine okretanja; sjeme s razbijenom ljuskom pada u struju vjetra koja ljusku, jer je lakša, povlači sa sobom, dok jezgre padaju okomitije i skupljaju se na dnu stroja.
Ljuštilica za arašid, čija je shema prikazana na slici 61., radi pomoću nazubijenog valjka koji sjemenku drobi o stijene bubnja u kome se kreće. Udaljenost valjka od bubnja može se regulirati prema veličini sjemenja. Zdrobijeno sjeme pada kroz struju zraka na sito gdje se odstranjuju sitni djelići jezgre i ljuske, dok se cijela jezgra i ljuska skuplja na kraju sita i pada u struju zraka koja odjeljuje lakšu ljusku od jezgre.
Sl. 60 — Ljuštilica za ricinus: 1) dodatni valjak; 2) valjci koji Ijušte; 3) ventilator; 4) skupljanje jezgre; 5) izlaz Ijuske
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 61 — Ljuštilica za arašid: a) dodatni valjak; b) valjak koji ljušti; c) bubanj; d) sito; e) ventilatori; f) eks-centar za pogon sita
Izostavljeno iz prikaza
Ova vrsta ljuštilice koja se upotrebljava za ljuštenje arašida, često se primjenjuje i za Ijuštenje drugih vrsta sjemenja uz stanovite male promjene.
Ljuštenje sjemenja, ukoliko za to ne postoje posebni strojevi, može se obaviti i u raznim vrstama mlinova, na primjer u kamenom mlinu, koji se često upotrebljuje za Ijuštenje bundevskih koštica, kao i na mlinu s pločama koji je pogodan za ljuštenje sjemenja arašida i slično. Kod ovakvog Ijuštenja, kada nema za to posebnih ljuštilica, treba odjeljivanje jezgre od ljuske provesti ili sijanjem ili vjetrenjem opet u posebno izrađenim strojevima, ili u čistilicama ako ih ima u postrojenju.
Mljevenje sjemenja
Već su stari narodi kod primitivne prerade opazili da je Iakše izvaditi ulje iz uljanog sjemenja i plodova, ako se samelju. Mljevenjem se razbiju stijene stanica (ćelija) sjemenja u kojima se nalazi ulje, te se na taj način oslobađa put ulju iz stanice (ćelije), kao i slobodan ulaz ekstrakcionom sredstvu do ulja u stanici, čime je omogućeno lakše vađenje ulja.
Sl. 62 — Kolergang
Izostavljeno iz prikaza
Mljevenje sjemenja vršilo se nekad pomoću kamenih mlinova koji su u toku razvitka industrije nestali a zamijenili su ih kameni kolergangi koji se još i danas upotrebljavaju za preradu maslinovih plodova. Danas se mljevenje sjemenja i plodova vrši pomoću mlinova na valjke, na ploče ili čekiće.
Kolergang, koji pokazuje slika 62., sastoji se od dva okrugla kamena koji se nalaze na zajedničkoj osovini. Ta osovina se okreće oko svoga središta po dužini a kretanje dobiva preko okomite osovine koja na svojoj donjoj strani prima pogon putem zupčanika. Dva valjka se kreću uokolo na kamenoj ili čeličnoj podlozi oko koje se nalazi limeni tanjur koji podržava maslinove plodove da ne iskliznu ispod valjaka. Jedna od najlošijih strana kolerganga je u tome da se ne mogu regulirati i da ne mogu raditi kontinuirano već se rad prekida zbog punjenja i pražnjenjaj pa im je stoga vrlo mali kapacitet. Kako je rečeno, kolergangi se danas upotrebljavaju još jedino u proizvodnji maslinovog ulja, i to gdje se primitivnije radi.
Danas se za mljevenje sjemenja i plodova najčešće upotrebljavaju mlinovi na valjke, kojih ima više vrsta, što ovisi o broju i položaju valjaka. Najjednostavniji su mlinovi sa jednim parom valjaka, ali ih ima i sa dva i tri para; ima mlinova i s neparnim brojem valjaka. To su takozvani trovaljci i petorovaljci. Na slici 63. shematski je prikazan rad valjaka s jednim i sa dva para valjaka, te sa tri i pet valjaka.
Sl. 63 — Shema rada mlinova na valjke: a) mlin sa jednim parom valjaka; b) mlin sa dva para valjaka; c) mlin sa tri valjka; d) mlin sa pet valjaka
Izostavljeno iz prikaza
Valjci koji se upotrebljavaju u ovim mlinovima narezani su da kod mljevenja što bolje zahvate sjeme. Jačina narezivanja ovisna je o veličini sjemenja ili ploda koji se melje, kao i o finoći meljave koja se želi postići. To znači da će se za sjeme koje je veće upotrebljavati jače nazubljeni valjci, dok će se za sitnije sjeme upotrebiti sitnije nazubljeni, ili čak i nenazubljeni valjci ako se želi postići fina meljava. Glatki valjci koji nisu nazubljeni, obično se upotrebljavaju kao donji valjci kod dvoparnih mlinova, kad se melju sitnije vrste sjemenja, na primjer, repica, duhan, sezam, lan, konoplja i slično. Kad mlin ima dva para valjaka, gornja dva valjka su uopće uvijek grublje nazubljena nego donja dva. Za usitnjavanje vrlo krupnih uljanih plodova, kao što je kopra, palmine koštice i slično, upotrebljavaju se valjci s vrlo jakim nazubljenjem, tako da gornja dva jako nazubljena valjka lome plod, dok ga tek donji valjci melju. Na slici 64. prikazan je mlin sa dva para valjaka. Punjenje mlina mora biti jednoliko te se stoga materijal dodaje u mlin pomoću dodatnog valjka koji raspoređuje sjeme tako da po cijeloj dužini valjaka pada u sloju iste debljine, dok se sama količina sjemena i debljina sloja regulira pomoću zasuna na dodatnom valjku. Po dva valjka nalaze se jedan iznad drugoga, a gornji i donji posebno su pripojeni na pogon. Valjci se okreću jedan prema drugome no s tim da jedan valjak ima manju a drugi veću brzinu okretanja^. Ovim raznolikim brzinama valjaka postizava se, osim gnječenja sjemenja, i razribavanje, tako da je usitnjavanje potpunije, jer kod samog gnječenja biljna stanica ne mora pucati već se samo prignječi dok se stanica (ćelija) razribavanjem potpuno rastrgne. Gore i dolje je jedan valjak u fiksiranim ležajevima, dok su ležajevi drugog valjka elastični i mogu se regulirati. Time se postizava regulacija finoće mliva. Elastičnost valjaka potrebna je zato da se valjci mogu jedan od drugog odmaknuti, ako među njih upadne neki tvrdi predmet, tako da taj predmet može proći bez opasnosti za valjke i njihove ležajeve, što ne bi bilo moguće kad bi svi ležajevi bili tvrdi, fiksni. Da valjak ne bi sa sobom povlačio materijal koji melje i tako ga vraćao na dodirnu površinu, svaki valjak ima posebni strugač — nož na donjoj strani koji otstranjuje nalijepljeni materijal i baca ga na donje valjke.
Sl. 64 — Mlin sa dva para valjaka
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 65 — Nazubljeni valjak za mlin na valjke
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 66 — Mlin sa pet valjaka
Izostavljeno iz prikaza
Slično mlinu sa dva para valjaka radi i mlin sa pet valjaka koji pokazuje slika 66. U takvom mlinu valjci se nalaze jedan
iznad drugoga, a materijal koji se melje prolazi između valjaka .četiri puta, uslijed čega se postizava bolja meljava. I u ovom mlinu dovod materijala se regulira pomoću dodatnog valjka i zasuna. Ležajevi pojedinih valjaka su ponjični a kod odmicanja moraju savladavati vlastitu težinu. Peterovaljci se također upotrebljavaju za mljevenje sjemenja, pogače i sačme. Za njih je potrebno više energije za pogon nego za četiri valjka, ali se s njima može postići finija meljava i veći kapacitet.
Kapacitet mlinova na valjke, osim o brzini okretanja, ovisi i o veličini valjaka. Obično su valjci veličine 300 Φ x 800 mm, 400 Φ x 800 mm i 400 Φ x 1000 mm.
Sl.67 — Drobilica
Izostavljeno iz prikaza
Kad se materijal melje prije ekstrakcije, gdje je potrebno da materijal ne bude suviše sitan (jer otežava prolaz otapaju) već da daje dobru kanalizaciju, a opet dobar pristup otapalu, upotrebljavaju se valjci širokog promjera 800 do 1000 mm, pomoću kojih se već krupnije samljeveni materijal gnječi u obliku vrlo tankih pločica. Valjke s velikim promjerom imaju samo mlinovi sa jednim parom valjaka. Valjci mlina za gnječenje nemaju različite brzine kao valjci mlina za mljevenje, jer ti valjci ne treba da razbijaju već samo da gnječe materijal.
Za mljevenje vrlo krupnih plodova, osim već navedenih mlinova na valjke s velikim nazubljenjem, upotrebljavaju se mlinovi koji mjesto valjaka imaju snop šiljaka. Na slici 67. prikazan je takav mlin sa šiljcima, odnosno zubima. Ova vrsta mlina upotrebljava se još i za mljevenje pogača ili gruda sačme nakon ekstrahiranja.
Za mljevenje nekih vrsta sjemenja i plodova (samo krupnijih), a naročito za mljevenje pogača i sačme mnogo se upotrebljavaju mlinovi na ploče. Mlinovi na ploče sastoje se od dviju okruglih ploča (diska) koje imaju nazubljeni vijenac postavljen jedan prema drugome. Jedna ploča je stabilna i miruje dok se druga okreće oko svoje osovine brzinom od 900 do 1200 okretaja u minuti. Materijal ulazi između ploča kroz središte stabilne ploče. Rotirajuća ploča u svom središtu ima dva nosa koji materijal centrifugalnom silom odbacuju između vijenaca ploča. Uslijed centrifugalne sile materijal se i nadalje kreće prema periferiji ploča, prolazeći kroz vijenac zubi koji ga do-hvataju i usitnjavaju, i istovremeno izbacuju iz mlina. Krupnoća mliva ovisi o međusobnoj udaljenosti ploča, što se može po volji regulirati. Jedan tip pločastog mlina prikazan je na slici 68. Finoća meljave kod mljevenja sjemenja ne može se propisati prije preradbe već se mora ravnati prema vrstama sjemenja i plodova kao i prema načinu preradbe. Za prešanje na automatskim prešama, sjemenje i plodovi koji nemaju mnogo ljusaka (arašid) melju se krupnije, dok se sjeme sa više celulozne mate-rije, kao što je suncokretovo ili repičino sjeme, mogu mljeti finije. Za preradbu u ekstrakciji, kako je već rečeno, melje se sjeme u pločice. Posve fino mljevenje nije ni podesno osim kod drugog prešanja u hidrauličkim prešama. Kod prešanja fina meljava stvara jednoliku masu poput tijesta koja se ne može prešati, jer ulje povlači sa sobom dijelove sjemenke. Isto tako kod ekstrakcije fina meljava priječi prolaz otapalima. Najpodes-nija meljava za preradbu uljanog sjemenja je krupica, ali ona može biti finija ili krupnija, što će ovisiti o vrsti sjemenja i na-činu daljnje preradbe. U svakom slučaju finoću mliva treba ustanoviti pokusima, kod čega će se najbolje obuhvatiti sve okolnosti pod kojima se radi.
Sl. 68 — Mlin na ploče: a) ulaz; b) stabilna ploča; c) rotirajuća ploča; d) izlaz materijala; e) ozubljeni vijenac na pločama.
Izostavljeno iz prikaza
Prešanje sjemenja
Kako je u općem dijelu spomenuto, način vađenja ulja prešanjem jedan je od najstarijih načina vađenja ulja; prema tome, sam princip prešanja ostao je od najstarijih vremena nepromijenjen, samo su se strojevi u toku vremena, usiijed razvitka tehnike i industrije, racionalizirali i modernizirali. Primitivne preše su radile na vijak koji se stezao ručnom snagom, a kasnije ga je stezao magarac ili konj. Ovim radom nije se mogao postići veliki tlak pa je i iskorištenje sjemenja bilo vrlo slabo.
Upotrebom hidrauličkih preša, kojima se postizavao jači tlak, iskorištenje je naglo poraslo, tako da se još i danas održala upotreba hidrauličkih preša za prešanje nekih vrsta sjemenja plodova kao Što su masline, lan, kokos i slično.
Sl. 69 — Shema rada hidrauličkih preša
Izostavljeno iz prikaza
Kod hidrauličkih preša iskorišteno je svojstvo tekućina da se tlak u njima širi jednoliko u svim smjerovima. Na slici 69. prikazana je shema rada hidrauličke preše. Na slici se vide dva cilindra koji su međusobno spojeni cijevima. Manji cilindar K odgovara tlačnoj pumpi, a drugi veći K’ odgovara hidrauličkoj preši. Svaki od tih cilindara ima svoj odgovarajući stap. Oba cilindra napunjena su vodom ili nekom drugom tekućinom, koja se u malom cilindru tlači a nadomještava iz posebnog rezervoara A. Između rezervoara i malog cilindra, i između malog i velikog ciiindra nalaze se u prolazima cijevi povratni ventili koji propuštaju tekućinu samo u jednom smjeru, tj. iz rezervoara u mali cilindar i iz malog cilindra u veliki, ali ne obratno. Tlači h se ii malom cilindru voda tlakom od x kg na 1 cm2, taj će se isti tlak stvarati u svim smjerovima u tekućini, dakle će ovim tlakom tekućina tlačiti stap u velikom cilindru. Uzme li se da je površina velikog stapa i puta veća od površine maloga stapa, tada će tlak kojim će tlačiti veliki stap biti n puta veći od tlaka kojim tekućinu tlači mali stap. Primjenom ovog principa uspjelo je utroškom malih snaga za mali stap postignuti velike tlakove na velikom stapu. Hidrauličke preše rade danas s tlakovima od 300 do 600 atmosfera; mogli bi se postići i veći tlakovi ali se ne upotrebljavaju u uljnoj industriji.
Uređaj za prešanje hidrauličkim prešama sastoji se od:
- hidrauličke pumpe;
- preša i strojeva za pripremu pred samo prešanje;
- sistema cijevi s tekućinom koja prenosi tlak;
- akumulatora koji pomoću utega ili tlačnog zraka regulira pritisak tekućine i ,
- armature kojom se cijeli sistem upravlja.
Sl. 70 — Hidraulička pumpa — višestepena
Izostavljeno iz prikaza
Pumpe za hidrauličke preše su jednostepene, dvostepene i višestepene stapne pumpe pomoću kojih se u tekućini postizava visoki tlak. Stapna pumpa ima vrlo mali cilindar da bi za postizavanje tlaka trebalo što manje energije. Još je bolje kombinirati više pumpa, tj. više stepena, kod čega, na pr., druga pumpa u stepenu crpi tekućinu pod tlakom iz prve pumpe te joj tlak dalje povećava i pod ovim povišenim tlakom dodaje trećoj pumpi koja dalje nastavlja sa tlačenjem. Ovakvom kombinacijom višestepene pumpe uz mali potrošak energije postizavaju vrlo visoke tlakove. Na slici 70. prikazana je višestepena hidraulička pumpa.
Sl. 71 — Shema hidrauličke preše (marsejske): G) glava; S) stol; K) klip ili stap; C) cilindar; B) kožno brtvilo
Izostavljeno iz prikaza
Hidrauličke preše se danas razlikuju po načinu stavljanja sirovina na prešanje.
Najobičnije su tzv. marsejske preše (slika 71.). Ove preše nemaju koševa, već se samljeveno sjeme ili plodovi stavljaju u tkanine u raznim oblicima. Ovako pakovana samljevena sirovina stavlja se u prešu između stola i glave, a između svakog omota stavlja se po jedna čelična ploča, kako je prikazano na slici 72. S ovakvim prešama još i danas se radi u maslinarstvu, samo se zdrobljene masline ne pakuju u tkanine, nego se stavljaju u korpe (košare) pletene od kokosovog tkiva, koje je osobito čvrsto i trajno. Maslina se još i danas tako preša zbog mekoće ploda, jer bi u svim ostalim vrstama preša s koševima ili ladicama meso plodova masline uslijed mekoće izlazilo zajedno s uljem.
Sl. 72 — Način pakovanja materijala za prešanje u marsejskoj preši
Sl. 73 – Način umetanja materijala za prešanje u sitasti koš sinjeg tlaka; z) čelične ploče; s) tkanina; m) materijal
Izostavljeno iz prikaza
Za sjemenjače mnogo više se upotrebljavaju preše sa sitastim koševima ili ladicama, koji služe za ulaganje sirovine kod prešanja. Sitasti koševi su ustvari plaštevi valjaka od vrlo jakog čelika, koji imaju otvore u obliku rupica ili drugih zareza. U te koševe stavlja se sirovina, i to tako da se sirovina slaže u slojevima između međuploča od čelika i ploča od konjske grive ili drugog materijala, koje služe za sporije iscurivanje ulja. Umetanje materijala u koševe nije jednostavno, jer svaka nejednolikost sloja materijala uzrokuje nepravilno djelovanje tlaka na materijal koji se uslijed toga nejednoliko ispreša. Jasno je da uslijed toga nastaju gubici na ulju.
Sl. 74 — Baterija hidrauličkih preša s koševima. Prednja preša služi za punjenje materijala u koševe, te je i iznad nje postavljena grijalica za zagrijavanje materijala prije prešanja. Pred prešama nalaze se kolica koja prevoze pune koševe na pražnjenje, odnosno prazne na punjenje
Izostavljeno iz prikaza
Za marsejske preše potrebni su posebni strojevi koji pripremaju sjemenje u oblike za prešanje; isto tako su i za druge vrste preša potrebni pomoćni strojevi i kolica za ulaganje koševa i ladica, kao i za njihovo punjenje i pražnjenje. Radi bolje organizacije rada, kod preša s koševima ne upotrebljava se samo jedan koš, već najmanje tri od kojih se jedan puni, drugi prazni dok treći stoji pod tlakom u preši.
I kod hidrauličkih preša iskorišćuje se poznata činjenica da se ulje lakše vadili iz sjemenja koje je zagrijano i koje sadrži stanovitu količinu vlage. Stoga se i kod hidrauličkih preša upotrebljavaju grijači za zagrijavanje sjemenja, u kojima se istovremeno vrši vlaženje ili sušenje sjemenja ako je to potrebno. Opaženo je, naime, da posve suho sjeme daje vrlo slabo ulje. Dodatkom vlage isprešavanje teče bolje, ali samo do neke granice; ako se sjemenu doda suviše vlage, ulje se opet teže isprešava. Ustanovljeno je da je optimalna vlaga za isprešavanje nekih vrsta sjemenja 6 do 10%; stoga je potrebno, kako je već rečeno, u zagrijačima ili osušiti sjeme na ovu vlagu ili je dodati u obliku vodene pare. Činjenica da je isprešavanje iz zagrijanog sjemenja bolje, tumači se time što se grijanjem smanjuje viskozitet ulja uslijed čega lakše curi, dok se bjelančevine koaguliraju i odjeljuju od ulja koje na taj način lakše izlazi iz biljne stanice. Za grijanje i vlaženje već samljevenog sjemenja upotrebljavaju se grijalice kao kod automatskih preša. Te grijalice ćemo opisati kad bude riječ o automatskim prešama.
Na slici 75. prikazana je shema cjevovoda kod postrojenja s hidrauličkim prešama. A je dvostepena pumpa, B akumulator za izjednačavanje tlaka i P su preše. Cijevi koje se upotrebljavaju za tlačnu tekućinu izrađene su s debelim stijenama i nikad nemaju veliki promjer. Isto tako i armatura koja se upotrebljava kod hidrauličkih preša, tj. ventili, posebno su građeni za izdržavanje visokih tlakova. .
Akumulatori koji služe za održavanje ravnomjernosti tlaka sastoje se od cilindra i stapa. Na stap su učvršćeni utezi od žeIjeza ili cementa. U cilindar ulazi tlačna tekućina i podiže stap s utegom. Uteg je toliko težak da stvara protutežu tlaku vode na stap. Akumulator služi za izravnavanje tlaka, jer kod pumpanja, makar radile i dvije pumpe u paru naizmjenično, tlak, naročito kod viših pritisaka, stvara uljarce koji nepovoljno djeluju na isprešavanje kao i na samu aparaturu.
Prešanje sjemenja na hidrauličkim prešama vrši se ovako: Sjeme koje je oljušteno (ako je imalo ljusku) mora biti dobro samljeveno u obliku krupice. Ovakvo samljeveno sjeme stavlja se u grijače u kojima se zagrijava na 80—-100° C. Grijanje sjemenja vrši se uz miješanje da bi se cjelokupna količina sjemenja jednoliko ugrijala.
Ovako pripremljeno i zagrijano sjeme stavlja se u aparate koji formiraju sjeme u oblike za prešanje u otvorenim i marsejskim prešama, odnosno u pomoćne preše u kojima se pune koševi. U tim aparatima sjeme dobiva oblik pod tlakom od 4—6atm.
Sl. 75 — Shema cijevovoda hidrauličke preše i njenih sastavnih organa
Izostavljeno iz prikaza
Paketi (oblici) sjemenja stavljaju se još ugrijani u preše u kojima će se vršiti isprešavanje ulja. Kako je već spomenutog kod toga treba biti veoma oprezan i paziti da sjeme bude raspoređeno u jednolikom sloju između stola i glave. Napunjena preša stavlja se pod tlak. Tlak u početku smije polako rasti do 50 atm radi jednolikosti isticanja ulja iz sjemenja; na tom tlaku se sjeme ostavi deset minuta, nakon čega se tlak može brže podići do 100 atm, a zatim sporije i postepeno do 350 atm. Cijeli ovaj postupak traje 30 do 40 minuta.
Sl. 76 — Shema akumulatora
Izostavljeno iz prikaza
Ovim se završava prvo prešanje. Ulje dobiveno ovim prvim prešanjem ima najbolja svojstva — dobar miris i okus, i mali sadržaj kemijskih i mehaničkih nečistoća. Ovim prešanjem iz sjemenja ne ulaze u ulje slobodne masne kiseline i bjelančevine kao ni razne prirodne boje, uslijed čega je ulje svijetlo i dobrog okusa i mirisa. Ulje koje se dobiva ovim prešanjem naziva se ulje prvog prešanja i u trgovini je više cijenjeno.
Pogače koje se dobivaju iza prvog prešanja sadržavaju još prilične količine ulja (10 do 20%) te se u svrhu boljeg iskorištavanja podvrgavaju drugom prešanju. Prije drugog prešanja pogače se najprije lome u lomljačima, melju i ponovno zagrijavaju na 80—100° C. Zagrijane pogače se mehanički formiraju i ponovno stavljaju u preše. Drugo prešanje provodi se isto onako kao i prvo, s tim da se tlak brže i jednoliko povisuje do 600, odnosno 700 atm, već prema konstrukciji preše.
Ovim drugim prešanjem ispreša se ulje iz pogače sve dok u njima ne ostane 5% sadržaja ulja. Ako se želi postići još veće iskorištenje, pogače se i treći put prešaju nakon čega u pogačama ostaje najmanje 3,5 do 4% ulja, To znači da se trećim prešanjem ne postizava mnogo, ukoliko je drugo prešanje bilo ispravno provedeno.
Ulje koje se dobiva drugim ili trećim prešanjem sadržava mnogo više nečistoća, uslijed čega je slabije kvalitete nego ulje prvog prešanja.
Da bi rad na hidrauličkim prešama bio što racionalniji, postrojenje za prešanje ulja sastoji se redovito od više preša, i to dvije do tri za prvo prešanje, i jedna do dvije za drugo prešanje, dok se za lomljenje pogača, mljevenje i transportiranje upotrebljavaju isti aparati, tj. samo po jedan aparat koji onda poslužuje sve preše.
Sl. 77 — Shematski prikaz rada na hidrauličkim prešama: a) silos; b) automatska vaga; c) elektromagnet; d) ljiuštilica; e) elevatori; f) mlinovi; g) lomIjači pogača; h) grijalice; i) preša za punjenje koševa; j) preše prvog prešanja; k) preše drugog prešanja
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 78 — Rad automatske pre-še kod koje se smanjuje cijev; E) ulaz sjemenja; F) izlaz sjemenja; 1) štapovi; 2) puževi
Izostavljeno iz prikaza
Analizirajući rad na hidrauličkim prešama vidimo da se taj rad prekida i da su preše zaposlene samo povremeno, jer za vrijeme punjenja ili pražnjenja miruju neiskorištene; osim toga vidimo i to da je za njihovo posluživanje potrebno mnogo manipuliranja materijalom. Da bi se prešanje moglo provesti racionalnije, ušle su u upotrebu takozvane automatske preše. Njihov je rad jednostavniji i kontinuirari (bez prekidanja za punjenje i pražnjenje). Danas ima mnogo tipova automatskih preša, prema konstruktorima i tvornicama, ali ipak su svi tipovi osnovani na principu prve automatske preše po Andersonu.
Postupak prešanja pomoću Andersonovih preša, pretpostavIjajući da u tok postupka ulazi već samljeveno sjeme, može se podijeliti na ove faze:
- priprema sjemenja u grijalicama koje su obično sastavni dio preša;
- isprešavanje s tim da se sav rad obavlja kontinuirano i mehanizirano.
Princip rada automatskih preša sastoji se u tom da se samljeveno i ugrijano sjeme, pomoću jakog puža koji se okreće, gura kroz cijev načinjenu od uporedo sastavljenih štapića, kod čega se sve više i više smanjuje prostor koji zauzima sjeme. Smanjujući taj prostor unutar sjemenja nastaje sve veći i veći pritisak pod kojim sjeme nastoji zauzeti što manji obujam te se uslijed toga odjeljuje od ulja koje se iscjeđuje kroz sitastu cijev. Kod raznih tipova automatskih preša problem smanjivanja prostora riješen je različito: ili se smanjuje promjer sitaste cijevi i krila preše, ili se povećava promjer osovine na kojoj se nalaze krila puža, ili se oba načina kombiniraju.
Sl. 79 — Rad automatske preše kod koje se povećava promjer osovine: E) ulaz sjemenja; F) izlaz sjemenja; 1) stapovi; 2) puževi
Izostavljeno iz prikaza
Kao i kod hidrauličkih tako i kod automatskih preša prešanje sjemenja se ne obavlja do kraja u jednoj nego u dvije faze, tj. najprije s manjim a kasnije s jačim tlakom. Dok kod hidrauličkih preša u konstrukciji stroja nema promjene za ta dva prešanja, kod automatskih preša su posebne preše za prvo prešanje, takozvane pretpreše (»Vorpresse«), a posebne za drugo prešanje. Pretpreše se ne mogu upotrebiti kao preše za konačno prešanje, dok konačne preše mogu služiti i kao pretpreše.
Na slici 80. prikazana je pretpreša zajedno sa grijalicom koja se sastoji od pet pretinaca sa dvostrukim dnom kroz koje se propušta para potrebna za grijanje. Samljeveno sjeme pada u najgornji tavan grijalice, gdje ga zahvaća miješalica i progura u krug na čijem se kraju nalazi otvor kroz koji pada u slijedeći tavan niže i tu se ponavlja rad prvog tavana. Na taj način sjeme prolazi kroz pet tavana grijući se na potrebnu temperaturu. Grijalica je, osim toga, tako udešena da se po potrebi u pojedine tavane može dodavati direktna para ako je sjeme suviše suho, tako da se vlaženjem postigne optimalni sadržaj vlage u sjemenju. Ako je sjeme suviše vlažno, vlagu mu^ oduzimaju ventilatori koji se nalaze na samoj grijalici. Pomoću ovih grijalica pripremi se na navedeni način sjeme za prešanje. Iz grijalice sjeme izravno pada u prešu gdje ga pužnik gura sa šireg prostora u uži. Da se materijal u preši ne bi okretao zajedno sa pužnicom i tako zabrtvio prešu, na svakoj strani sitaste cijevi nalaze se strugači, noževi, koji djeluju na pomicanje materijala naprijed i sprečavaju okretanje zajedno s pužnicom. Na samom izlazu materijala nalazi se na osovini konus kojim se regulira veličina izlaza za pogaču. Kad se konus steže prema pužnicama, otvor postaje manji, prešanje se obavlja s većim tlakom, a rad preše se nešto uspori, a kad se konus otvara, povećava se izlazni otvor, tlak u preši pada i kroz nju može proći više materijala. Uvijek će, međutim, biti povoljnije ako se radi sa što više stegnutim konusom, jer će kod toga biti postignuto najbolje iskorištenje. Pretpreše imaju u većini slučajeva kapacitete od 40 do 90 tona u 24 sata, i mogu isprešati do 18% sadržaja ulja u pogačama.
Sl. 80 — Pretpreša sa grijalicom: a) grijalica; B) preša; C) ventilator; a) ulaz sjemenja u grijalicu; b) ulaz sjemenja u prešu; c) izlaz pogača; d) izlaz širovog isprešanog ulja
Izostavljeno iz prikaza
Konačne preše se ne razlikuju mnogo od pretpreša. Imaju kraće puževe i manju brzinu, ali im je zato i manji kapacitet. Kapacitet im je od 6 do 8 tona u 24 sata, te se njima može postići iskorištenje do 5% sadržaja ulja u pogačama. Na slici 81. prikazana je mala konačna preša sa grijalicom od jednog tavana.
Sl. 81 — Automatska preša; A) grijalica; B) preša; u) izlaz ulja; p) izlaz pogača
Izostavljeno iz prikaza
Rad na automatskim prešama mora biti točan. Dodavanje materijala mora se tako reguiirati da preša bude stalno puna. Prazna preša ne može postići određeni tlak, uslijed čega pada i iskorištenje na ulju. Zaustavljanje preše smije se vršiti samo kada je preša prazna, jer ako se puna preša zaustavi, materijali u preši se toliko zapeče da se preša ne može više pokrenuti bez prethodnog otvaranja i ispražnjenja. Dogodi li se da puna preša stane, treba nastojati da se što prije pokrene, a konus se kod toga potpuno otvori, tako da materijai ostane pod što manjim tlakom. Ako se vidi da se preša ne može pokrenuti (treba prathi opterećenje elektromotora), treba je otvoriti. Za otvaranje preše uz svaki tip preša postoji potrebni alat i upute po kojima treba postupiti i točno ih se pridržavati. Preša se otvara tako da se skine okvir koji drži koš (cijev) i rastavi koš u dva dijela — u gornji i donji. Kod ponovnog zatvaranja treba paziti da dodirne površine budu čiste.
Najčešći kvarovi kod preša su pucanje noževa. To je posljedica ulaza u prešu nekog stranog predmeta, ili je posljedica nejednolikog punjenja materijalom, ili je tome kriv dovod suviše suhog materijala. Isto to se dešava ako se još hladna preša naglo stavlja u puni pogon. Do većeg kvara, naročito na konačnim prešama gdje postoje veći tlakovi, dolazi uslijed popuštanja kugljičnih ležajeva koji su jedan od najosjetljivijih dijelova preše. Pucanje kugljičnih ležajeva dolazi također kao posljedica prevelikog i nejednolikog opterećenja.
Dužim radom se automatske preše troše, i to njeni dijelovi kao, na primjer, štapovi u sitastom košu i dijelovi pužnice. Ako su ovi dijelovi istrošeni, preša više ne može postići efekat rada u pogledu iskorištenja pa ih treba što prije promijeniti. Ako preše stalno rade (24 sata), ovi dijelovi postaju nesposobni za rad, i to pritisne pužnice, one bliže konusu, svaka dva do tri mjeseca, a štapovi svakih četiri do šest mjeseci. S tim treba računati kod osiguravanja rezervnim materijalom i dijelovima.
Prešanje različitih sirovina bit će u automatskim prešama različito. Neke vrste sjemenja pružaju jak otpor pri prešanju, tako da se iz njih bolje iscjeđuje ulje; to su, na pr., kopra, suncokret, arašid i slično. Druge sirovine daju manji otpor i stoga se iz njih teže cijedi ulje kao na pr., iz sezama, repice i slično. Odavde slijedi da će prema vrsti sirovine svaki put biti potrebno podešavati preše, tj. njihovu brzinu i stezanje, tako da prešanje bude pravilno sa što boljim iskorištenjem, a sa što pravilnijim iskorištenjem snage i kapaciteta strojeva.
Sl. 82 — Shema dobivanja ulja pomocu automatskih preša: A) silos; B) automatska vaga; C) elektromagnet; D) ljuštilica; E) elevatori; F) mlinovi; G) pretpreša; H) mlin na ploče; I) konačna preša
Izostavljeno iz prikaza
Automatske preše, kako je rečeno, danas se upotrebljavaju skoro svagdje gdje se prerađuju sjemenjače kao, na primjer, suncokret, repica, lan, konoplja, sezam itd.; pa i u industriji gdje se ulje vadi ekstrakcijom, sjeme se prije ekstrahiranja podvrgava prešanju u pretprešama, ako to sjeme ima mnogo ulja (preko 18—20«/«).
Na slici 82. prikazan je shematski rad na automatskim prešama.
Metoda dobivanja ulja po Skipinu
Posljednjih godina u Sovjetskom Savezu mnogo se raširila metoda dobivanja ulja po ing. Skipinu. Princip te metode sastoji se u ovom; Opaženo je da sjeme sa 15 do 20% vode i nakon toga ugrijano na 60° C, otpušta ulje samo od sebe. Primjenjujući ovu činjenicu izrađena je metoda dobivanja ulja koja se sastoji u tome da se sjeme kod ulaza u grijalicu navlaži do sadržaja vlage od 15 do 20%, te se onda u grijalici zagrije. Već kod samog grijanja sjeme otpušta jedan dio ulja, skoro 50 do 70% od ukupne količine. Pogača se nakon ovog iscjeđivanja suši i zatim podvrgne konačnom prešanju ili ekstrakciji.
Dobivanje ulja ekstrakcijom
Metoda prešanja sjemenja i uljanih plodova danas se skoro u svim modernim tvornicama ulja koje rade s potpunim iskorištenjem sirovine dopunjuje ekstrakcijom, i to tako da se jedan dio ulja izvadi prešanjem a ostatak ekstrakcijom.
Ekstrakcija se vrši na taj način da se pomoću jednog otapala za ulje, na primjer, benzina, trikloretilena, tetrakiormetana itd., ulje otopi; otopina ulja se mehanički odijeli od ostatka sjemenja, a zatim se otopina ugrije. Kod toga otapalo koje je lako hlapljivo otpari, a zaostane ulje.
Postupak ekstrakcije može se podijeliti na ove faze rada: a) priprema sjemenja ili pogača za ekstrakciju; b) ekstrahiranje; c) odvajanje otapala od zaostataka sačme i priugotavljanje sačme; d) otparavanje otapala iz otopine s uljem te ponovno ukapljivanje otapala i vraćanje u proces ekstrakcije.
Neke vrste sirovina koje imaju manje ulja ne prešaju se već se izravno podvrgavaju ekstrakciji. Posve je razumljivo da se takvo sjeme prije ekstrahiranja mora pripremiti kako je u prednjim odlomcima opisano, tj. sjeme se mora čistiti, sušiti, ljuštiti i mljeti. Meljava sjemenja ili pogača koje idu na ekstrakciju mora biti u obliku pločica, čime se omogućuje dobro prodiranje otapala u materijal i lagana cirkulacija. Kod pogača koje se dobivaju iza prešanja ili cijeđenja po Skipinu, također se moraju vršiti pripreme kao kod sjemenja, tj. pogače se moraju najprije drobiti, mijeti a, ako je potrebno, prije posljednje meljave i osušiti. Materijal koji se želi ekstrahirati potrebno je dobro osušiti (najmanje na 6% vlage), jer vlaga koja se ne miješa s organskim otapalima koja se upotrebljavaju za ekstrakciju ulja, priječi ulaz otapalima u materijal i smanjuje topljivost ulja. Sve ove operacije koje služe za pripremu sjemenja ili pogača prije ekstrakcije, obavljaju se na isti način kao kod pripreme sjemenja za prešanje, tj. čišćenje, sušenje, lomljenje i mljevenje obavlja se na isti način i u istim strojevima kako je opisano u odnosnim odlomcima.
Za provođenje ekstrakcije upotrebljavaju se različiti aparati. Među najstarije i najjednostavnije tipove aparata koji se još i danas upotrebljavaju spadaju uspravni ekstraktori.
Sam ekstraktor je zapravo samo jedan dio potpunog ekstrakcionog postrojenja koje se, osim od ekstraktora, sastoji još i od destilatora i konđenzatora kao glavnih dijelova, a zatim filtra za miscelu (miscela je otopina ulja u organskom otapalu), pumpa, hvatača sačme, odvajača otapala i vode, hvatača para lako hlapljivog otapala koji može biti zasebna instalacija, kao i pomoćnih rezervoara za miscelu, čisti benzin i ulje.
Uspravni ekstraktor je uspravna valjkasta posuda koja na gornjem svodu ima otvor za punjenje ekstraktora materijalom za ekstrahiranje, a postrance na donjem dijelu ima vrata za vađenje sačme. Unutar ekstraktora, u visini dna vratiju, postavljen je sitasti pod na kome leži materijal koji se ekstrahira. Da bi se materijal što bolje mogao pariti, u ekstraktor je ugrađeno miješalo koje se sastoji od dviju ruka koje su učvršćene na osovinu u suprotnom smjeru. Na rukama miješala nalaze se zubi koji materijal lome i miješaju. Miješalo dobiva pogon pomoću zupčanika sa glavne osovine ili pojedinačno preko zupčanih prenosa. Ekstraktor je snabdjeven ovim priključcima: za ulaz čistoga benzina ili miscele; za izlaz miscele; za izlaz čistoga benzina; za izlaz zraka kod punjenja ekstraktora benzinom; za izlaz benzinskih i vodenih para; za ulaz benzinskih para; za uzlaz vodene pare ispod sitastog poda na više mjesta i za priključivanje sitne armature — manometra, termometra, sigurnosnih ventila, probnih pipaca itd. Kako se na slici 83. vidi, svi priključci za benzin, miscelu ili paru tako su smešteni da nigdje ne dolaze u dodir s materijalom koji se ekstrahira, već se između njih nalazi sito koje ih odvaja, i to na dnu sitasto dno, a na vrhu sito koje se ulaže kod zatvaranja ekstraktora nakon punjenja. Ukoliko se ekstrahira sitan materijal, treba upotrebljavati gustija sita ili tekstilni materijal — jutu ili staro filtarplatno.
Sl. 83 — Uspravrii ekstraktor: A) poklopac za punjenje materijaia; b) vrata za pražnjenje ekstraktora; C) sitasto dno; D) miješalo; E) gornje sito; F) zupčanik; G) glavna osovina. Priključci: a) za benzin; b) za miscelu; c) odušak; d) izlaz za miscelu; e) izlaz za benzin; f) ulaz vodene pare za parenje; g) izlaz za benzinsku i vođenu paru
Izostavljeno iz prikaza
Priključci za dovod benzina i rijetke misceie u ekstraktor nalaze se u gornjem dijelu, jer su benzin i miscela lakši od ulja koje teži, kao specifički teže, prema dolje, tako da se gusta miscela kao specifički teža kreće prirodnim smjerom. Ako se mjesto benzina upotrebljava koje drugo otapalo koje je specifički teže od ulja, na primjer trikloretilen, priključci za ulaženje toga otapala stavljaju se na dno ekstraktora, jer ulje, kao specifički lakše, teži prema gore, pa će gusta miscela opet imati prirodni smjer kretanja.
Rad na ekstraktoru može se prikazati ovako: Prije punjenja ekstraktora svi ventili priključaka moraju biti zatvoreni isto kao i vrata za vađenje sačme. Punjenje se vrši na gornji otvor, i to tako da materijal dođe do gornjega sita. Kod nekih vrsta materijala koji daju laganu sačmu ne treba puniti do vrha, jer kod parenja takav materijal izlazi zajedno s parom, i to tim više što je ekstraktor puniji. Pošto se ekstraktor napuni, zatvara se gornji poklopac. Da bi zatvaranje poklopca bilo što bolje, u utoru poklopca i ekstraktora nalazi se brtvilo od azbesta, koje prije zatvaranja ekstraktora treba namazati grafitom suspendiramm u glicerinu ili ulju. Odmah nakon zatvaranja gornjeg otvora otvara se ventil za izlaz zraka, a na ulazni priključak pumpa se u ekstraktor benzin. Čim se na staklu odušnog priključka opazi da je ekstraktor pun, otvara se donji izlaz za miscelu a odušni priključak se zatvara. Tim započinje ekstrahiranje koje se nastavlja polaganim pumpanjem benzina s istovremenim izlaženjem miscele. Da bi se postigao bolji efekat ekstrahiranja, tj. da bi ekstrahiranje bilo brže, benzin se prije ulaza u ekstraktor može zagrijati na 40 do 60° C. Pomoću probnog pipca ispituje se miscela koja je u početku gusta a pod konac sve rjeđa; kad je sve ulje ekstrahirano, prolazi čisti benzin. Da se ne mora vršiti ispitivanje miscele u laboratoriju, što daje točne rezultate, može se rukovalac ekstraktora poslužiti tehničkom metodom ispitivanja, tj. nekoliko kapi miscele stavi na tanki papir ili matiranu staklenu ploču. Kad benzin ispari, na papiru ili na ploči iza miscele u kojoj još ima ulja ostaje masna mrlja; ta mrlja je kod guste miscele masnija jer ima više ulja, a suša kod rijetke. Kad misceia više ne sadrži ulje, ekstrakcija je završena. Benzin koji se nalazi u ekstraktoru na ekstrahiranom materijalu, teško bi istekao sam iz ekstraktora; stoga ga treba tlačiti pomoću vodenih ili benzinskih para. Čisti benzin ispušta se iz ekstraktora kroz donji izlazni priključak, dok se benzinske pare propuštaju u ekstraktor na gornji ulazni priključak. Nakon iscurenja tekućeg benzina, zatvara se donji priključak za benzin kao i gornji za benzinsku paru, a otvara gornji izlaz za paru i donji ulazi za vodenu paru. (Ovdje treba oprezno postupati da se ne bi dogodilo da se para pusti u ekstraktor prije nego što je otvoren gornji izlazni ventil; uslijed naglog ulaza vruće pare u materijal koji sadržava još ne što i tekućeg benzina a mnogo benzinskih para, benzinske pare bi se naglo rastegle, nastao bi veliki tlak koji može dovesti i do eksplozije ekstraktora. S obzirom na upaljivost benzina to bi moglo prouzročiti i požar ekstrakcije, a to bi značilo potpuno uništenje postrojenja). Vodena para koja ulazi u materijal tjera iz njega ostatke benzina, tako da nakon pravilnog parenja sačma ne smije imati ni traga mirisa po benzinu. Parenje jednog punjenja ekstraktora traje, prema vrsti materijala, 30 do 60 minuta. Da je parenje završeno ustanovljuje se po mirisu pare koja se iz ekstraktora pusti kroz probni pipac ili kroz gornji otvor ekstraktora koji se malo otvori. Nakon dovršetka parenja zatvaraju se svi priključci a otvara gornji poklopac i vrata kroz koja se vadi ekstrahirani materijal.
Da bi se ekstrahiranje bolje i brže provadilo, može se za vrijeme ekstrakcije staviti u pogon miješalo, što se, s obzirom na težinu mokrog materijala, ne radi, već se miješalo upotrebljuje tek za vrijeme parenja i vađenja ekstrahiranog materijala.
Ovim je prva faza postupka ekstrahiranja ulja završena.
Miscela koja se sastoji od otapala i ulja podvrgava se destilaciji da bi se odstranio benzin odnosno otapalo. Destilacija je postupak zagrijavanja neke tekućine dok ne počne vreti i pretvarati se u paru, koja se u hladionicama ponovno pretvara u tekućinu. Otapala koja se upotrebljavaju za ekstrahiranje imaju redovito niska vrelišta, na 60 do 90° Č, pa se lako zagriju do vrenja i isparivanja, dok ulje ima visoko vrelište i ostaje u posudi u kojoj je provedena destilacija. Destilacija miscele vrši se u destilatorima. Destilatori koji služe u ekstrakcijama ulja obično su položeni ili uspravni kotlovi valjkastog oblika. Na gornjem dijelu destilatora nalazi se sabirač pare, koji ujedno služi i kao odjeljivač kapljica koje para vuče sa sobom. Na sabiraču pare nalazi se priključak za cijev kojom se odvodi para. Grijanje miscele u destilatoru vrši se pomoću sistema cijevi koje su ugrađene u destilator; kroz te cijevi prolazi vodena para i kondenzira u njima. U destilator su ugrađene i cijevi kojima se dovodi direktna para; dvije do tri takve cijevi su na dnu destilatora a dvije na gornjoj strani. Destilator je osim toga snabdjeven sa svom potrebnom armaturom: vodokaznim staklom za kontroliranje visine tekućine u destilatoru; staklom za promatranje unutrašnjosti; termometrom; manometrom i sigurnosnim ventilom. Sigurnosni ventil koji je ugrađen u destilator ne smije imati otvor za ispuhivanje u slobodan prostor već u kondenzator ili sakupljač para benzina. Miscela kojom se destilator napuni do jedne trećine, polako se zagrijava, kod čega benzin isparuje i izlazi u hladionike kroz sabirač pare i gornji priključak. Zagrijavanjem se sve više i više otapala ispari, i kad se temperatura podigne iznad vrelišta otapala, u destilatoru zaostane ulje. Da bi ulje bilo potpuno oslobođeno od otapala, zagrije se na 100 do 105° C i kroz njega propusti direktna para, koja se tako dugo provodi dok se u ulju izgubi miris otapala. Propusti li se direktna para u nedovoljno zagrijano ulje, vodena para se kondenzira u ulju i nastaje emulzija vode i ulja koja se vrlo teško razdvaja, odnosno iz koje je vrlo teško otpariti sadržanu vodu. Dok je miscela još rijetka može se destilacija provesti kod nešto povišenog pritiska od 0,5 do 1 atm, kod čega se sakupi nešto više pare benzina koja služi za potiskivanje tekućeg otapala na koncentraciju ekstrakcije u ekstraktorima.
Sl. 84 — Položeni destilator: A) sabirač pare B) cijevi za zagrijavanje; C) cijevi sa direktnom parom
Izostavljeno iz prikaza
Ako se dogodi da se miscela u destilatoru suviše brzo zagrije pa se uslijed naglog isparivanja podigne pjena, tako da prijeti opasnost da ta pjena uđe u sabirač pare a ođavde u kondenzatore, u destilator se pušta direktna para na gornje cijevi koja potisne pjenu na površini miscele, ili se pritvori izlazni ventil za pare benzina. U oba siučaja treba smanjiti grijanje i paziti da tlak u destilatoru ne skoči i suviše visoko, jer ako pređe maksimalno dozvoljenu granicu, otvara se sigurnosni ventil i u tom slučaju nema više mogućnosti da se pjena zaustavi. Tada se radi smanjivanja tlaka mora polako otvoriti izlazni ventil pa makar pjena i ušla u kondenzator. Ako se grijanje pravilno provodi, ne će doći do nepoželjnog pjenjenja. Međutim, treba napomenuti da neka ulja, koja sadrže više bjelančevina, vlage, fosfatida i slično, naginju na pjenjenje; to znači da se kod takovih ulja destilacija mora provoditi još opreznije.
Pregrijavanjem ulja u destilatoru ulje se može zapeći što se vidi po tamnijoj boji ulja. Isto tako ulje će se zapeći ako parne cijevi nisu potpuno uronjene u ulje, tj. ako se destilacija vrši s tako malom količinom miscele da parne cijevi ne urone potpuno u tekućinu. Ako se pak ulje premalo ugrije, postoji mogućnost da se otapalo ne odstrani potpuno, a kada se vrši pranje, vodena para se u još premalo toplom ulju kondenzira te ulje prima vodu koja se kasnijim zagrijavanjem teško odijeli jer izaziva jako pjenjenje.
Pare benzina i vode koje se odjeljuju iz destilatora ulaze u hladionik, gdje predaju svoju toplinu i prelaze u tekuće stanje, tj. kondenziraju. Kondenzatori su aparati sastavljeni od sistema cijevi koje se izvana hlade vodom ili nekom drugom rashladnom tekućinom. U pogonima ekstrakcije ulja upotrebljavaju se i protustrujni površinski kondenzatori, kako pokazuje slika 85. To znači da se pare koje se kondenziraju ne miješaju s rashladnom tekućinom, već da se nalaze u cijevima koje oplakuje rashladna tekućina. Da bi se rashladna tekućina, a to je u većini slučajeva voda, što bolje iskoristila, ulazi u kondenzatore u suprotnom smjeru od para koje se moraju kondenzirati. Po ovom principu najhladnija voda hladi cijevi u kojima je para već kondenzirala, i struji prema sve toplijim dijelovima cijevi u kojima se nalazi toplija para, tako da već nešto ugrijana voda oplakuje najtoplije dijelove cijevi, tj. mjesta gdje ulazi para koju treba kondenzirati. Kod kondenzatora kod kojih rashladna voda ide unutar cijevi dok se pare kondenziraju s vanjske strane, primijenjen je isti protustrujni princip.
Sl. 85 — Hladionik
Izostavljeno iz prikaza
Hladionik se sastoji od dvije komore među kojima se nalaze cijevi. U komorama su pregrade, tako da para koja ulazi u komoru najprije prođe kroz gornji snop cijevi kojih ima najviše; zatim ulazi u drugu’ komoru u kojoj skreće u donji snop cijevi kojih je manje jer su pare već donekle ohlađene pa, zauzimaju manji prostor; i nakon toga ponovno ulazi u prvu komoru a iz nje natrag u još niži snop cijevi; odatle ide u drugu komoru iz koje se, kroz najniži snop cijevi, već pretvorene u kapi vraćaju u prvu komoru iz koje izlaze kao ohlađena tekućina.
Osim ove vrste ima i drugih hladionika koji su potpuno zatvoreni, a pare prelaze preko vanjskih strana cijevi u kojima se nalazi rashladna tekućina.
Kako smo vidjeli kod parenja nakon ekstrahiranja u ekstraktorima, i kod pranja ulja u destilatorima, uz benzinske pare ulaze u kondenzatore i pare vode. Benzin koji će se ponovno upotrebiti kao ekstrakciono sredstvo, treba odijeliti od vode. Odjeljivanje benzina od vode provodi se u odjeijivačima. Odjeljivači vode od otapala rade na principu razlike u specifičnoj težini iskorišćujući svojstvo da se većina otapala ne miješa s vodom. Na slici 86. prikazan je jednostavan ali vrlo dobar odjeljivač vode i benzina ili nekog drugog otapala čija je specifična težina manja od specifične težine vode. Prikazani odjeljivač sastoji se od posude valjkastog oblika, kojoj je dno konično. Smjesa benzina i vode razdvaja se u odjeljivaču prema specifičnoj težini: benzinski sloj se stvara na površini, dok se u donjem sloju nalazi voda. Otvor benzina nalazi se u visini benzinskog sloja, tako da benzin može izlaziti iz odjeljivača samo s površine. Izlaz vode uređen je tako da se pomoću cijevi koja je stavljena skoro do dna posude, voda crpi (sifonira) i prelazi u zavinutu cijev koja je na vrhu otvorena da, po principu spojenih posuda, ne bi izcrpila čitavu količinu tekućine. Odjeljivač je sa gornje strane zatvoren ali ima posebni odušak za izjednačenje tlaka. Osim ovih odjeljivača, na istom principu se mogu graditi i položeni odjeljivači.
Sl. 86 — Odjeljivač vode od benzina; A) ulaz smjese; B) izlaz benzina; C) sifon za izlaženje yode; D) odušak
Izostavljeno iz prikaza
Kao pomoćne aparate, koji su pripojeni uz svaku ekstrakciju, treba spomenuti filtre za miscelu, hvatače sačme, pumpe i deflegmatore.
Da se nakon destilacije dobije čisto ulje, preduvjet je da miscela koja se destilira bude čista. Miscela koja izlazi iz ekstraktora, ne filtrira se kroz sito potpuno, jer su sita gruba pa miscela uvijek sadržava više ili manje mehaničkih primjesa sačme. Da bi se miscela očistila i tako omogućilo dobivanje čistog ulja u destilatorima, miscela se filtrira nakon izlaza iz ekstraktora a prije ulaza u destilatore. Filtracija može biti gruba, u filtrima koje pokazuje slika 87., ili u zatvorenim filtarprešama. Filtri kao što je ovaj na slici 87., sastoje se od posude u kojoj se nalazi još jedna posuda od finog žičanog tkiva (filtar). Miscela koja ulazi u filtar, najprije ulazi u žičano tkivo kroz koje mora proći da bi izašla iz filtra. Kod toga se iz miscele odvajaju mehanički dijelovi sačme koji se sakupljaju u posudi od žičanog tkiva a odakle se povremenim čišćenjem vade.
Vodena para kojom se pari ekstraktor nakon završavanja ekstrahiranja, a koja odvlači benzinske pare, vuče sa sobom također i stanovite količine sačme. Da ova sačma ne bi ušla u kondenzatore i tako ih brzo začepljivala, para se prije ulaza u kondenzatore propušta kroz aparat zvan hvatač sačme. Hvatač sačme je uspravna valjkasta posuda s koničnim dnom. Na donjem dijelu hvatač ima vrata kroz koja se odstranjuju mehaničke nečistoće koje se sakupljaju na sitastom dnu. Odozgo pa do sredine visine nalazi se pregrada, koja je postavljena tako da pare benzina ili vode moraju udariti u nju kod ulaza i obići je da bi na drugom kraju hvatača mogle izaći. Kod udaranja pare u pregradnu stijenu mehaničke čestice gube brzinu i padaju na sito, dok eventualno kondenzirane kapljice propadaju još i dalje, tj. kroz sito, i sakupljaju se u konusu hvatača, odakle se od vremena do vremena otpušta sakupljena tekućina, uglavnom kondenzirana voda.
Sl. 87 — Filtar za miscelu: A) žičana posuda; B) ulaz nečiste miscele; C) izlaz filtrirane miscele
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 88 — Hvatač sačme: A) vrata za čišćenje; B) sito; C) pregradna stjena; a) ulaz pare; b) izlaz pare; c) ispuštanje kondenzata
Izostavljeno iz prikaza
Protjecanje benzina i miscele kroz ekstraktore provodi se pomoću pumpa. Pumpe koje se upotrebljavaju za cirkuliranje benzina i miscele mogu biti parne stapne pumpe i centrifugalne pumpe. Kod ovih pumpa najvažnije je da rade sigurno i da se mogu po volji regulirati. To se može dobro postići parnim dvocilindričnim pumpama, koje se kod ove vrste ekstrakcije najviše upotrebljavaju. Reguliranje rada parnih pumpa provodi se reguliranjem dovoda pare koja ih pokreće. Centrifugalne pumpe reguliraju se otvaranjem ili zatvaranjem prelaznog ventila na spoju tlačne i usisne cijevi.
Radi izjednačenja tlaka u aparatu s vanjskim atmosferskim tlakom, svaki aparat — odvajači, sabirači miscele, ekstraktori — za vrijeme punjenja s benzinom mora imati otvoren odušak, kod čega svaki put stanovita količina benzinskih para, odnosno plina, izlazi kroz odušak. Da ovaj benzinski plin ne bi prelazio u slobodni prostor i time prouzročio gubitak na benzinu, a istovremeno u prostoriji da ne bi stvarao benzinsku atmosferu koja je štetna za zdravlje i stvara opasnost od eksplozije, svi se sakupljaju u deflegmatore gdje se ovaj benzinski plin odvodi direktnim štrcanjem vode ili ulja. Deflegmatori su zapravo uštrcni kondenzatori. Sastoje se od visokih tornjeva ispunjenih metalnim ili keramičkim prstenovima (Rašigovi prstenovi), preko kojih štrca voda koja apsorbira benzinski plin i izlazi na donji dio deflegmatora. Da bi deflegmacija bila što djelotvornija, upotrebljava se više tornjeva koji se tako spajaju da put prolaženja benzinskog plina bude što duži. Ako se kao rashladna tekućina upotrebljava voda, onda se izlazna smjesa propušta kroz odvajače benzina od vode, a ako je rashladna tekućina ulje, onda se ono po upotrebi zagrijava i destilira da bi se odstranio benzin. Nakon toga se ulje ponovno hladi i vraća natrag u deflegmatore. Ako se kao rashladna tekućina upotrebljava ulje, deflegmacija predstavlja posebnu insfalaciju koja se sastoji od deflegmatora, destilatora, hladionika za ulje, cirkulacione pumpe za ulje i pomoćnih rezervoara.
Sl. 89 — Deflegmatori: A) defiegmator; B) ulaz benzinskih para; C) ulaz vode ili druge tekućine za obaranje; D) izlaz vode sa dijelovima benzina
Izostavljeno iz prikaza
Da bi se iskoristili i posljednji ostaci benzina u zraku, odušak iz deflegmatora odvodi se pomoću cijevi u pogaču, odnosno u materijal koji ide na ekstrahiranje, tako da benzin, koji eventualno izađe, uđe u materijal, koji ide na ekstrakciju te se na taj način ponovno vrati u proizvodni tok.
Uz ove pomoćne aparate, u postrojenju ekstrakcije upotrebljavaju se i razni rezervoari za benzin, miscelu i ulje. Ti rezervoari mogu biti za benzin valjkasti zatvoreni tankovi, a za ulje otvoreni valjkasti ili četvorouglasti rezervoari.
Kako se vidi, rad na samo jednom ekstraktoru bio bi neracionalan i spor, jer bi na malu količinu materijala trebalo dodavati mnogo svježeg benzina; osim guste dobivala bi se i rijetka miscela koja bi se morala destilirati, što znači da bi trebalo utrošiti mnogo toplinske energije. Osim toga, rad na ekstraktoru bi bio povremen, dakle s prekidima, što znači da bi ne samo ekstraktor već i drugi dijelovi postrojenja ostali neko vrijeme neiskorišteni. Da bi se posao racionalizirao, a strojevi što bolje iskoristili, sastavlja se više ekstraktora, najmanje pet, u jednu bateriju, tako da benzin iz jednog ekstraktora ulazi u drugi, a iz ovoga u treći itd., kod čega se postizava i bolje iskorištenje otapala. Uz to se znatno povećava kapacitet postrojenja, tim više što su pomoćni aparati stalno u pogonu. Na slici 90. prikazan je shematski rad jedne baterijske ekstrakcije sa pet ekstraktora.
Rad teče ovako: Parnom pumpom vuče se iz benzinskog rezervoara čisti benzin i tlači u ekstraktor I. Ekstraktor I. najduže je na benzinu pa se materijal najviše ekstrahira. Vrlo rijetka miscela, koja izlazi iz I. ekstraktora, ulazi na gornji ulaz u II. ekstraktor. Tu miscela otopi nešto više ulja jer materijal nije bio dugo na benzinu; uslijed toga već nešto gušća ulazi u III. ekstraktor, gdje nailazi na još masniji materijal pa će miscela odatle izaći s još više ulja i takva ući u IV. a zatim u V. ekstraktor. Ovako vrlo gusta miscela ulazi u destilator na destiliranje. Da bi se destilacija mogla provesti što bolje, kod ovakve ekstrakcije se upotrebljavaju dva destilatora; u jednom od njih se destilira svježa nadošla miscela, tako da taj destilator ujedno služi i za stvaranje benzinskih para potrebnih za potiskivanje benzina nakon završene ekstrakcije u ekstraktoru; u drugome sa završava destilacija pranjem ulja. Isto tako, miscela se prije ulaza u destilator pušta u rezervoar za miscelu u kome se polako zagrijava, tako da je već topla u času kada dolazi u destilator. Kako je rečeno između ekstraktora i destilatora, odnosno rezervoara za miscelu, nalazi se filtar miscele. Benzin koji destilira prelazi u kondenzator, iz njega u odvajače a iza toga natrag u rezervoar za benzin, iz koga ga pumpa vuče i tlači u ekstraktore, tako da benzin prolazi u kružnom toku kroz pojedine aparate ekstrakcione instalacije. Kada se na prvom ekstraktoru ustanovi da je ekstrakcija završena, dovod benzina se spaja na drugi ekstraktor, tako da pumpa tlači svježi benzin na II. ekstraktor, dok se kroz gornji ulazni ventil tlači u ekstraktor benzinska para, kojom se čisti benzin iz ekstraktora također potiskuje kroz jedan filtar, kao za miscelu u benzinski rezervoar. Kada se iz I. ekstraktora odstrani benzin, kroz sačmu se propušta vodena para koja povlači sa sobom pare benzina. Smjesa para benzina i vode izlazi na gornji priključak i kroz hvatač sačme ulazi u kondenzator gdje se kondenzira; iz kondenzatora ulazi u odvajač u kome se odjeljuje benzin koji ide u rezervoar za benzin, a voda u kanal. Nakon završenog parenja ekstraktor se prazni na donja vrata. Dok je prvi ekstraktor na pari, već je ekstrakcija u drugom ekstraktoru završena te se iz njega tlači benzin; kada je to gotovo, pari se II. ekstraktor, dok je u to vrijeme I. ekstraktor već na pražnjenju. Na ovaj način promiče se u krugu vađenje i pražnjenje ekstraktora, tako da je u bateriji stalno jedan ekstraktor na punjenju ili pražnjenju, jedan na parenju ili tlačenju benzina, jedan na direktnom benzinu, a posljednji u krugu koji je punjen kao zadnji, daje gustu miscelu koja ide na destiliranje.
Sl. 90 — Shema baterijske ekstrakcije: I.—VI. ekstraktori; D) destiiatori; F) filtar za miscelu; S) sabirači miscele; P) pumpa za miscelu; K) kondenzator; O) odjeljivač; R) rezervoar za benzin; Q) pumpa za benzin; S) silos za materijal; Š) pužnica za odvod sačme; H) hvatač sačme; M) deflegmatori
Izostavljeno iz prikaza
Na ovaj način rad uspravnih ekstraktora postaje, skoro bi se moglo reči, kontinuiran, premda pojedini aparati rade s prekidima, što mnogo pridonosi boljem iskorištenju strojeva t otapala. Potrošak otapala kod ovog načina rada, ako je aparatura dobro brtvena a proces pravilno vođen, veoma je malen i iznosi 4—8 kg na 1000 kg materijala koji se ekstrahira. Kod svake vrste materijala potrošak je drukčiji, jer neki materijal jače a drugi slabije adsorbira otapalo na njegove čestice, od kojih ga je parenjem teže ili lakše odstraniti.
Sl. 91 — Položeni rotirajući ekstraktor
Izostavljeno iz prikaza
Za materijal koji se kod ekstrakcije i parenja ugrudva, upotrebljavaju se položeni rotirajući ekstraktori, kako pokazuje slika 91. Ovi ekstraktori su valjkaste položene posude, koje rotiraju oko osovine kroz koju u unutrašnjost ekstraktora ulazi benzin, miscela ili para. Materija! se puni ili prazni kroz vrata koja se nalaze na plaštu ekstraktora. Danas se ova vrsta ekstraktora rijetko upotrebljava, jer nije racionalna s obzirom na slabo iskorištenje kapaciteta i veći potrošak benzina. Ipak se ovi ekstraktori i danas upotrebljavaju za ekstrahiranje materijala kao što su riblji otpaci, otpaci kostiju i slično; u tom slučaju se ostali dijelovi ekstrakcije grade kao kod uspravne baterije, s tim da je mjesto uspravnih ekstraktora ukopčana baterija položenih ekstraktora.
Da bi se proces ekstrakcije još više racionalizirao, provedena je potpuna kontinuiranost postupka upotrebom kontinuiranih postrojenja ekstrakcije, kod kojih sve teče mehanički, a djelomično i automatski. Kontinuiranost postupka ekstrakcije izvršena je upotrebom kontinuiranih ekstraktora, zatim konrinuiranih destilatora, kontinuiranih otparivača benzina iz sačme itd.
Jedna od najstarijih izvedaba kontinuirane ekstrakcije je instalacija s ekstraktorom po Hildebrandu, koji pokazuje slika 92. Takav ekstraktor sastoji se od sistema širokih cijevi u obliku slova U, u kojima se nalaze pužnice koje potiskuju materijai od ulaza prema izlazu, a u protivnom smjeru nego što kroz cijev prolazi otapalo. Na taj način na materijal dolazi svježe otapalo s najmanje ulja, a na svježi još neekstrahirani materijal dolazi gusta miscela.
Sl. 92 — Ekstraktor po Hildebrandu
Izostavljeno iz prikaza
Kod kontinuiranih ekstrakcija, pa tako i kod sistema po Hildebrandu, ekstrahirani materijal se ne oslobađa otapala u samom ekstraktoru, već u posebnim pužnicama koje ga nose kroz sistem cijevi koje griju.
Dok materijal prolazi kroz posljednje cijevi, dodaje mu se vodena para, u prvom redu zato da se odstrane ostaci benzina, a onda i zato da materijal primi potrebnu vlagu. Kapacitet i rad ekstraktora mora biti tako udešen da odgovara radu pužnica, jer pužnice moraju Osušiti onoliko ekstrahiranog materijala, koliko ga ekstraktor izbaci. Da bi kontinuiranost procesa ekstrahiranja bila provedena i na strani otapala, odnosno miscele, uz kontinuirane ekstraktore upotrebljavaju se i kontinuirani destilatori. Ti su destilatori slične građe kao deflegmatori, tj. to su visoke kolone u kojima se nalaze pregrade koje se griju indirektnom parom, dok se i sama miscela prije ulaza u destilator zagrijava do temperature isparavanja otapaia. Vruća miscela se uvodi na vrh destilacione kolone te isparava dok pada preko vrućih pregrada, a benzinske pare se opet s vrha hvataju u kondenzatore, dok se ulje oslobođeno od benzina sakuplja na dnu kolone odakle se pumpom ispumpava u rezervoar za ulje. Da bi se ulje što bolje očistilo od para benzina, u donjem dijelu kolone pušta se u kolonu direktna para koja, u protivnom smjeru od toka miscele, povlači sa sobont ostatke benzinskih para. Destilacija kod kontinuiranih postrojenja redovito se ne vrši samo u jednoj destilacionoj koloni već u više njih, kod čega se najprije vrši djelomično isparavanje u predestilatorima, a zatim završno isparavanje u konačnim destilatorima, gdje se vrši i pranje ulja vodenom parom.
Sl. 93 — Ekstraktor po Iljinu
Izostavljeno iz prikaza
Ekstraktor po Hildebrandu ima nedostatak u tome da se kod rada dešava zabrtvljenje u koljenu ekstraktora, pa se ekstraktor mora otvarati uz gubitak benzina i ulja. Da bi se taj nedostatak otklonio, Iljin je konstruirao ekstraktor sličan sistemu Hildebranda, ali je kod njegove konstrukcije izbjegnuto koljeno. Ekstraktor po Iljinu ili, kako se naziva, ID—3, sastoji se od okomite cijevi koja je u donjem dijelu dvostruka. Kroz cijev je provučena pužnica. Isto tako je ugradena pužnica i između cijevi u donjem dijelu, tako da materijal najprije ulazi u međuprostor u donjem dijelu između dvije cijevi, gdje ga pužnica transportira prema dolje; tu ga zahvaća unutrašnja pužnica koja ga podiže prema gore. Otapalo pak ide obratnim smjerom. Cijeli ekstraktor nalazi se u još jednom dvostrukom plaštu kojim prolazi vodena para, tako da se ekstrakcija može provoditi uz povišenu temperaturu. Budući da je u ekstraktoru po biljinu materijal kratko vrijeme izložen djelovanju otapala, nakon provođenja kroz jedan ekstraktor materijal se ponovno ekstrahira u drugom ekstraktoru, u kom slučaju u prvi ekstraktor ne ulazi čisto otapalo već miscela iz drugog ekstraktora, a tek u drugi ekstraktor ulazi čisto otapalo.
Sl. 94 — Ekstraktor po Bolman
Izostavljeno iz prikaza
Danas se također mnogo upotrebljava ekstrakcija sistema Bolman. Ekstraktor po Bolmanu sastoji se od zatvorenog tornja, unutar koga je postavljen elevator s peharima koji imaju sitasto dno. Elevatorski se sistem kreće vrlo sporo, a u pehare u koje se puni materijal, uštrcava se otapalo koje od gornjeg pehara pada na slijedeći itd. kod čega ekstrahira materijal i postaje sve gušća otopina, tj. miscela. Dodavanje čistog otapala, odnosno miscele, tako je uređeno da se čisti benzin dodaje u protivnom smjeru od gibanja elevatora na već ekstrahirani materijal, a polumiscela koja se hvata u tom dijelu dodaje se na svježe punjeni’ neekstrahirani materijal u istom smjeru u kome se kreće elevator. Punjenje i pražnjenje pehara za materijal vrši se automatski. Princip rada ekstraktora po Bolmanu prikazan je na slici 94. Kao i kod ekstraktora po Hildebrandu, i ostali dio ekstrakcione instalacije izrađen je na bazi kontinuiranih postupaka. Na slici 95. prikazana je shema instalacije kontinuirane ekstrakcije s ekstraktorom po Bolmanu. Pužnicom 5) dolazi materijal u ekstraktor 1), gdje se automatski pune pehari koji se u elevatorskom sistemu okreću u smjeru kazaljke na satu. Na svježe pridošli materijal pušta se polumiscela koja se procjeđuje kroz sve pehare u ovoj polovici ekstraktora i skuplja na dnu. Kada pehari pređu u drugu polovicu ekstraktora, nailazi na sve rjeđu miscehi dok na koncu ne stigne na čisto otapalo. Nakon iscjeđenja, pehari koji dolaze na vrh elevatora prekregu se i ispražnjuju u pužnicu koja ga izvodi iz ekstraktora i transportira u sistem cijevi s pužnicama 16), gdje se oslobađa benzina. Tako oslobođeni i ovlaženi materijal pada u transportnu pužnicu koja ekstrahiranu sačmu odvozi iz ekstrakcije. Benzinska para koja se u pužnicama oslobodi iz sačme, najprije prolazi kroz odvajač sačme 17), a zatim ulazi u kondenzator 18) a odatle u benzinske odjeljivače 13). Odušci cjelokupnog postrojenja pripojeni su na deflegmacioni uređaj 20). Iz benzinskih rezervoara 22) pomoću pumpa 24) ili 23) povlači se benzin u predrezervoar iz koga se benzin pušta u ekstraktor. Polumiscela koja nastaje u lijevom dijelu ekstraktora, pumpa se centrifugalnom pumpom 4) na filtre za miscelu 8), odakle, preko rezervoara 7), ulazi u ekstraktor. Gusta miscela, koja nastaje u desnoj strani ekstraktora, pumpa se pomoću centrifugalne pumpe 3) u filtre 8) a odatle u rezervoar 7); iz njega u zagrijače i predotparivače 10); iz njih se pušta benzinska para u hladionik 11, a ugušćena vruća miscela u konačni kontinuirani destilator 12). Benzinske pare iz destiiatora ulaze u kondenzator, a smjesa benzina i vode u odjeljivače 13). Ulje koje se skuplja na dnu destilatora, pumpa se centrifuga pumpi pumpom 15) u rezervoar za ulje. Kako se na prikazanoj shemi vidi, postrojenje je snabdjeveno sa dosta rezervnih centrifugalnih pumpa, čime je osiguran normalan rad postrojenja.
Sl. 95 — Shema rada ekstrakcije po Bolmanu
Izostavljeno iz prikaza
Svi dijelovi ovog postrojenja moraju biti tako konstruirani da njihovi kapaciteti točno odgovaraju njihovom međusobnom radu da se ne bi dogodilo da jedan dio radi preopterećen) a drugi neiskorišćen. Reguliranje rada ove ekstrakcije, baš zbog povezanosti njenih sastavnih dijelova, dosta je teško i može se vršiti u malim granicama, pa će ovu ekstrakciju, kao i uopće sve kontinuirane ekstrakcije, teško biti prilagođivati svakoj vrsti sjemenja, odnosno materijala; stoga je za svaki materijal potrebno konstruirati specijalne ekstrakcije. Treba spomenuti da nije svejedno, da !i će se ekstrahirati laki ili teški, više ili manje masni materijal, jer ova aparatura ne dopušta regulaciju u tako širokim granicama. Stoga će se u takvim slučajevima događati ili da materijal ne bude potpuno ekstrahiran uslijed čega će se pojaviti gubici na iskorištenju, ili će pak aparatura biti slabo iskorištena, što će se dogoditi kad se ekstrahira lak i slabo mastan materijal. Baš stoga se još i danas često grade baterijske ekstrakcije, kod kojih je regulacija rada mnogo jednostavnija, jer kod nje je svaki aparat posebna jedinica.
Vrijeme koje je potrebno da se izvrši potpuno ekstrahiranje materijala, ovisi o količini ulja u materijalu, o brzini protjecanja otapala kroz materijal, o temperaturi otapala, o sadržaju vlage u materijalu ili otapalu, o topljivosti ulja u otapalu, o obliku i veličini materijala koji se ekstrahira. Kad u materijalu ima više ulja, logično je da će ekstrahiranje biti dugotrajnije, isto kao i kad materijal sadrži više vlage, jer se time smanjuje topljivost, ili kad je materijal nejednolik i krupan. Povišenjem temperature otapala ekstrakcija teče brže, jer se samim tim povećava topljivost ulja u otapalu. Neka ulja koja imaju slabu topljivost u benzinu, na pr. ricinusovo ulje, treba duže ekstrahirati, a isto tako ako se, na pr., za ostala ulja kao otapalo upotrebi alkohol. Uzevši u obzir sve. ove faktore, treba mijenjati brzinu protjecanja otapala i vrijeme trajanja ekstrahiranja. Uz normalne uvjete potrebno je da se materijal ekstrahira jedan do dva sata. Materijal je dobro ekstrahiran kad u njemu nema više od 0,8% ulja, jer ova mala količina ulja koja zaostaje u sačmi, zahtijeva suviše troškova da bude izvađena; stoga se s ekstrahiranjem ne ide do još nižih rezultata.
Ulja koja se dobivaju ekstrakcijom nisu više tako dobre kvalitete kao ulja dobivena prešanjem. Uzrok su tome različite primjese u ulju koje otapalo otopi zajedno s uljem, a osim toga i ostaci otapala. Ekstrahirana ulja većinom su tamnije boje, jer se ekstrakcijom oduzme i prirodna boja; često se dešava da se ulje predestiiacijom pregrije pa primjese ulja pregore i u tom stanju daju ulju tamniju boju. Ovo svojstvo ekstrahiranih ulja, međutim, nije takvo da dobrom rafinacijom ne bi moglo biti uklonjeno. Stoga se sva ekstrahirana ulja koja se upotrebijavaju za jelo, a i neka tehnička ulja, moraju prije upotrebe rafinirati. Ukoliko je ulje namijenjeno za vađenje njegovih primjesa, na pr., sojino ulje za vađenje lecitina, potrebno je kod destilacije ulja održavati što nižu temperaturu, a najviše do 40 ili 50® C; to je moguće samo destilacijom u vakuumu, uslijed čega se vrelište otapala snizuje pa se destilacija može provoditi i na nižim temperaturama. Pokazalo se da je tada i ekstrakcija ubrzana, ako se provodi u vakuumu, tako da postoje specijalna postrojenja za ekstrakciju soje koja rade pod vakuumom.
Ekstrakcija ulja pod vakuumom radi čuvanja prirodnih sastojina ulja i radi čuvanja bjelančevina koje zaostanu u sačmi, može se smatrati kao jedan korak dalje u racionalizaciji ekstrahiranja ulja, tim više što za takvu ekstrakciju i destilaciju treba manje toplinske energije.
Otapala (Ekstrakciona sredstva)
Kao ekstrakciono sredstvo ili otapalo za ekstrahiranje ulja upotrebljavaju se otapala kao što sam benzin, benzol, eter, ugljikov disulfid, tetraklorugljik, trikloretilen, etilklorid i drugi. Od otapala za ulje traži se da dobro otapaju ulja, a da kod toga ne tope i druge sastojine kao što su, na primjer, bjelančevine, ugljikohidrati i slično; da ne djeluju kemijski na ulje; da su neškodIjivi; da se lako otparuju jer se time štedi toplinska energija; da imaju nisko vrelište jer se time omogućuje rad na nižim temperaturama, čime se ušteđuje toplinska energija i ujedno postizava bolji kvalitet ulja; da ne najedaju aparaturu; da su bezopasim u pogledu eksplozije i požara; i, konačno, da su jeftina. Nijedno od navedenih otapala ne ispunjava sve ove uvjete. Stoga, po pravilu biranja manjeg zla, đanas je u upotrebi čitav niz otapala od kojih svako ima i mana i prednosti.
Ekstrakcioni benzin, ili petroleter, danas je najčešće u upotrebi. To je laki destilat nafte, tj. vrsta lakog benzina s niskim vrelištem i malom specifičnom težinom. Po sastavu, ekstrakcioni benzin je smjesa ugljikovodika, pentana i heksana. Vrelište ekstrakcionog benzina kreće se između 70 i 90° C, a specifična težina mu je (0) 0,6454 do 0,6900. Ekstrakcioni benzin nakon isparavanja ne smije za sobom ostaviti ostatak. Da bi se ispitao ekstrakcioni benzin, mjeri mu se specifična težina i vrši pokusna destilacija po Engieru. Ekstrakcioni benzin vrlo dobro otapa ulje, ne miješa se s vodom, ne otapa bjelančevine, a ima nisko vrelište, tako da mu je za isparavanje potrebno malo topline. Benzin ne djeluje ni na aparaturu ni na ulje. Po ljudsko zdravlje je štetan, ali nije naročito opasan. Djeluje na čovjeka narkotično, jer uspavljuje organizam. Dužim djelovanjem mogu nastati manja oboljenja želuca, crijeva ili pluća, no upotrebom mlijeka ovo se djelovanje mnogo smanjuje, zapravo se skoro potpuno otstranjuje. Loša strana ekstrakcionog benzina je zapaljivost. Benzin ima plamište na —30° C, što znači da se djelovanjem plamena iz udaljenosti od jednog centimetra od površine zapali i onda kad se ohladi na tu temperaturu. Ako se pare benzina nađu u smjesi sa zrakom u količini od 2,5 do 4,8%, postaju eksplozivna smjesa. Smjesa s većom ili manjom koncentracijom benzinskih para u zraku nije ekspiozivna ali je zapaljiva. Baš zbog te zapaljivosti benzina i eksplozivnosti smjese zraka i benzinskih para, treba biti naročito oprezan pri radu sa benzinom i kod uskladištenja. U prostorijama u kojima se radi sa benzinom, ne smije biti mogućnosti stvaranja iskre ili plamena. Dovoljno je da čavao na cipeli stvori na kamenom podu iskru pa da izazove eksploziju, ako u prostoriji u kojoj se radi postoji smjesa zraka i benzinskih para u eksplozivnom odnosu. Isto tako je opasna i iskra koja, uslijed statičke elektricitete, nastaje kad se remen kliže po remenici. Alat koji se upotrebljava u ekstrakciji ne smije biti od takvog željeza koji udarcem o kremen na podu ili sudarom sa drugim željezom stvara iskre, već treba da je od mjedi, bakra, aluminija, ili da je osiguran gumenim štitnikom. Električne instalacije moraju biti izvedene u eksploziono sigurnoj izvedbi ili moraju biti postavljene izvan postrojenja u kom se radi sa benzinom. Za skladištenje benzina postoje posebni propisi. Skladište mora bit-i takvo da bude isključena opasnost od vatre ili eksplozije. Rezervoari za benzin moraju biti spušteni pod zemlju i da do njih bude dobro osiguran pristup. Radi sprečavanja eksplozije uslijed stvaranja eksplozivne smjese sa zrakom, u prazan prostor rezervoara pušta se jedan od neutralnih plinova, na primjer ugljični dioksid (CO2) ili dušik (N), koji zamjenjuje zrak i tako štiti od stvaranja eksplozivnih smjesa. Isto tako se’ smanjuje opasnost od eksplozije zasićenjem zraka parama benzina, jer smjesa zraka zasićena benzinskim parama nije više eksplozivna već samo zapaljiva.
Benzol (C6H6) vrlo je dobro otapalo za ulje, ali ima sličnih nedostataka kao benzin, tj. zapaljiv je, a osim toga se proizvodi u manjim količinama nego benzin pa je skuplji.
Eter (C2H5)2O slabiji je kao otapalo, ima vrlo nisko vrelište (34,6° C) i zapaljiviji je od benzina. Zbog skupoće i velike zapaljivosti, eter se ne upotrebljava u tehnološkom procesu, ali zbog niskog vrelišta mnogo se upotrebljava u laboratorijima za vršenje pokusnih ekstrakcija kod ispitivanja sjemenja i drugog materijala u pogledu sadržaja masnoća.
Tetraklorugljik ili tetraklormetan (»tetra«) (CCU), vrlo je dobro otapalo, ali ne otapa samo ulje nego i druge sastojine; zbog toga je ulje dobiveno ekstrakcijom tetraklormetanom vrlo loše kvalitete. Uslijed velikog sadržaja klora, »tetra« štetno djeluje na aparaturu, a utječe kemijski i na samo ulje. Tetra je štetan po ijudsko zdravlje. Jedno dobro svojstvo »tetre« je u tome da ne gori već, naprotiv, služi za gašenje vatre. Tetraklorugljik je skuplji od benzina.
Trikloretilen ili »tri« (CHCl = CCI2) sličan je po svojstvima tetraklormetanu; ima dobra svojstva otapanja, čak i onih sastojina koje u uljima nisu poželjne. Djelovanjem vodene pare djelomično se razgrađuje te daje solnu kiselinu koja i u malim količinama štetno djeluje na aparaturu. U pogledu škodljivosti trikloretilen sličan je drugim otapalima. Specifična težina mu je (15) 1,469, što znači da je teži od vode pa će prema tome rad s njime biti nešto drukčiji nego sa benzinom. Trikloretilen mnogo se upotrebljava za ekstrakciju ulja, jer ima tu prednost nad benzinom da nije zapaljiv.
| – | Spec. tež. | Vrelište°C | Spec. toplina kal/kg/°C |
| ekstrakc. benzin | 0,64—0,69 | 70—90 | 0,41—0,45 |
| benzol | 0,879 | 79,8 | 0,43 |
| tetra | 1,632 | 78 | |
| tri | 1,467 | 87,15 | 0,223 |
| dikloretan | 1,257 | 84 | 0,30 |
Dikloretan (C2H4CI2) je dobro ekstrakciono sredstvo; manje djeluje na kovine nego trikloretiien, ali mu je nedostatak u tome da se djelomično otapa u vodi, uslijed čega nastaju gubici, odnosno potrebna je još jedna operacija u ekstrakciji više, tj. voda se iza odjeljivanja u odjeljivačima mora podvrgnuti destilaciji.
Radi boljeg pregleda otapala, na tabeli 21. data su najvažnija svojstva navedenih otapala.
Pogače i sačme
Pogače su ostaci sjemenja i plodova nakon isprešavanja ulja. Ovo ime im je dato zbog oblika koji je bio sličan pogači koja je ostajala nakon prešanja ulja u hidrauličkim prešama. Sačma su ostaci sjemenja i plodova nakon ekstrahiranja. I jedne i druge sadržavaju, prema sirovini, stanovite količine hranjivih tvari i stoga služe kao hrana bilo za ljude bilo za stoku. Hranjive tvari u pogačama i sačmama uglavnom su bjelančevine i, manje, ugljikohidrati, a u pogačama i manje količine ulja. Sadržaj bjelančevina u nekim sačmama kreće se i do 60%, uslijed čega su pogače i sačme bogata bjelančevinasta hrana. Kako je poznato, stoci, kao i ljudima, potrebna je za život raznolika hrana, tj., masti, ugljikohidrati i bjelančevine, te ne mogu normalno živjeti od hrane koja bi sadržavala samo jednu od navedenih sastojina. Stoga se za hranu ne može upotrebiti samo sačma ili samo pogača, jer velike količine bjelančevina kvare tok probave, dok bi uslijed stalne jednostavne hrane stoka mogla stradati. Stoga se pogača i sačma dodavaju stoci uz drugu hranu, u kojoj mora biti i celuloznih vlakanaca koja popunjavaju probavne organe i podstrekavaju njihov rad, a ujedno razblažuju hranu.
Da se dobije miješana hrana, sačma i pogača se miješaju s otpacima mlinske industrije — posijama, mekinjama —koje sadržavaju ugljikohidrate, zatim s repinim rezancima, sijenom; za tovljenje svinja miješaju se u napoj sa bundevama, a često se takovom hranjivu dodaje koštano brašno zbog potrebnih mineralnih tvari kao što je fosfor i kalcij.
Osim ricinusove pogače i sačme, kao stočna hrana mogu se upotrebiti sve ostaie pogače i sačme pa i duhanske, ali, kako je kod pojedinih vrsta spomenuto, neke se od njih smiju dodavati samo uz stanoviti oprez, i to odrasloj krupnoj stoci. Općenito se može uzeti da se sastavljanje krmnih smjesa i veličina obroka mora ravnati prema sastavu pogača, sačma i drugih dodataka, a zatim i prema vrsti stoke, starosti i namjeni hranjenja stoke, t j. da li se stoka hrani zbog rada (na pr. vuče), zbog mlijeka, masti, mesa ili rasploda.
Pogače i sačme prije same upotrebe treba močiti ili pariti vrelom vodom, čime postaju mnogo probavljivije.
Nakon izlaza iz preša ili ekstraktora pogače i sačme sadrže još stanovite količine vlage. Ta vlaga može štetno djelovati na bjelančevine koje se vrlo brzo kvare kad se vlažne uskladište. Maksimalna vlaga kod koje još ne dolazi do kvarenja bjelančevina je 8%. Da bi se odstranila suvišna vlaga, pogače i sačme nakon drobljenja u drobilicama suše se u položenim sušarama, koje se upotrebljavaju za sušenje sjemenja. Radi daljnjeg usitnjavanja, pogače i sačme se nakon sušenja melju krupnije ili sitnije, prema želji i potrebi potrošača. Za mljevenje pogača i sačma upotrebljavaju se isti mlinovi kao i za mljevenje sjemena, tj. mlinovi na valjke, na ploče i čekiće. Radi jednolikosti proizvoda i radi odstranjivanja grubih nečistoća, sačma se prije pakovanja mora prosijati kroz ravna ili, bolje, okrugla sita kakva se upotrebljavaju za odstranjivanje nečistoća iz sjemenja.
Posebno treba obratiti pažnju na pogače koje još sadrže stanovitu količinu ulja, jer se uslijed toga lako kvare pa se ne smiju dugotrajno skladištiti. Ovo je naročito važno za pogače onih sirovina koje daju ulja linolne i linolenske kiseline, jer ta ulja brzo oksidiraju pa vrlo lako može doći do samozapaljenja sitno samljevenih pogača. Stoga se preporučuje da se pogače što prije potroše i da se pred samu upotrebu sitno samelju.
Za ljudsku hranu troše se samo neke vrste pogača i sačma, i to sojina, arašidova, sezamova, od kukuruznih klica, od Ijuštenih bundevskih koštica, od kokosa i kakaovca. Ovakve sačme moraju biti pripremljene od brižljivo očišćenih sirovina.
Budući da sačme sadrže veće količine bjelančevina, mogu poslužiti u tehnici kao sirovina za dobivanje tehničkih bjelančevina. Biljne bjelančevine koje se dobivaju izluživanjem sačma, a katkada i samo mljevenjem sačme, služe za izradbu plastičnih masa (bakelita), za proizvodnju lijepka za papir i drvo (hladna ljepila), kao i za dobivanje umjetnih tekstilnih vlakanaca.
Sirovo ulje
Ulje koje se dobiva prešanjem ili ekstrakcijom sadrži različite pratioce i nečistoće. Ovi pratioci i nečistoće mogu se podijeliti na one koji su karakteristični za ulja, na primjer, fosfatidi, sterini, vitamini i slično, i na one koji potječu od samog sjemenja a nisu u sastavu ulja niti se u njemu tope kao mehaničke nečistoće, na primjer, vlaga i neke bjelančevine. Pod sirovim uljem smatra se prešano ili ekstrahirano ulje iz koga su odstranjene one sastojine koje ne ulaze u sastav ulja, dakle mehaničke nečistoće, voda i bjelančevine koje su ušle u ulje za vrijeme procesa vađenja — prešanja ili ekstrakcije.
Najjednostavniji postupak odstranjivanja ovih nečistoća je taloženje u rezervoarima — bistricima. Ulje se ostavlja stanovito vrijeme u većim rezervoarima. Na dnu rezervoara skupljaju se mehaničke nečistoće, voda i koagulirane bjelančevine. Ovaj postupak vrlo je jednostavan, ali izaziva velike gubitke na ulju, jer ulje ostaje djelomično u talogu, a često se događa da se ne može dobro odijeliti od taložnog sloja. Ipak, ovaj način čišćenja upotrebljava se često u manjim postrojenjima, kao kod prerade maslina gdje se skuplja osobito mnogo vode koja potječe iz samog ploda masline. Ova voda je, prema tome, prirodna ili vegetabilna, a narod je zajedno s talogom naziva murga.
Sl. 96 — Centrifuga za filtriranje ulja: R) rotor; D) dno rotora koje se otvara; P) plašt centrifuge u kome se sakuplja ulje; a) izlaz ulja; b) ulaz ulja; c) izlaz taloga
Izostavljeno iz prikaza
Duže stajanje ulja na vodi i talogu ne djeluje povoljno na kvalitetu ulja, jer baš u tim vegetabilnim vodama i talozima ima mnogo fermenata koji utječu na kvarenje ulja. Jedan od vrlo opasnih fermenata koga ima u murgi je lipaza, koja pospješuje hidrolitičku razgradnju ulja, tj. cijepa gliceride na masne kiseline i glicerin, čime se naglo povećava sadržaj slobodnih masnih kiselina, što znači da ulje postaje sve slabije kvalitete. Osim toga, ova metoda ima nedostatak i u tome što treba da traje duže vremena, jer taloženje mora biti što duže ako se želi postići stanovita bistrina ulja.
Mnogo brži i racionalniji postupak je mehaničko odstranjivanje nečistoća cijeđenjem u centrifugama ili filtriranjem.
Za cijeđenje ulja konstruirane su centrifuge u kojima se rotor sastoji od okrugle posude s plaštem od finog žičanog tkiva. Centrifuga je tako konstruirana da se dno rotora, dok rotor stoji, može otvoriti, tako da se talog koji se skupi na žičanom tkivu može isprazniti kroz taj otvor. Dok je centrifuga u pogonu, u središte rotora pušta se slabi mlaz ulja koje dolazi nakon prešanja ili ekstrahiraflja. Velika brzina rotacije rotora odbaci ulje iz središta na plašt rotora, tj. na žičano tkivo gdje se odvaja od mehaničkih nečistoća i prolazi u sabirni plašt centrifuge a iz njega u sabirni izliv. Kad se sakupi dovoljna količina taloga, centrifuga se zaustavi a’ talog isprazni kroz otvoreno dno. S obzirom na veliku brzinu koju ima centrifuga (700 do 1200 okretaja u minuti), s njom treba rukovati vrlo oprezno. Stavljanje u pogon mora biti postepeno, a isto tako i zaustavIjanje mora biti postepeno i polagano pomoću kočnice koja je za to određena. Centrifugu ne treba opterećivati talogom, a ulje se mora jednoliko dodavati, tako da talog na cijeloj površim plašta bude u jednako đebelom sloju. Nejednolikost sloja također poremećuje ravnotežu rotora, kod čega osovina centrifuge dobiva jednostrano opterećenje te se može svinuti i puknuti. U tom slučaju odkida se rotor od centrifuge a ustrajnost mase koja se naglo kreće izbija ga iz plašta, kod čega vrlo lako dolazi do teških oštećenja stroja i do unesrećenja radnika koji poslužuje centrifugu. Za vrijeme rada centrifuge ne smije se ulaziti rukama niti bilo kojim predmetom u rotor, jer to može izazvati nesreće i slične posijedice kao kod nejednolikog opterećivanja.
Sl. 97 — Vibrator: D) sito; C) pera (opruge) na kojima sito vibrira; A) ulaz nečistog ulja; F) izlaz filtriranog ulja; B) ispadanje taloga
Izostavljeno iz prikaza
Prednost filtriranja ulja na centrifugama je velika brzina filtriranja na maloj površini, uz upotrebu malo energije.
Za cijeđenje, odnosno filtriranje ulja danas se mnogo upotrebijavaju vibrirajuća sita, takozvani vibratori. To su ravna, malo zaobljena sita od vrlo finog žičanog tkiva, koja leže na perima (oprugama) na kojima vibriraju vrlo velikom brzinom. Na slici 97. prikazan je shematski rad vibratora. Isprešano ili ekstrahirano ulje dodaje se na nižu stranu sita; uslijed vibracije ulje prolazi kroz sito, filtrira, a talog koji ostaje na površini sita pomiče se prema višoj strani i sa sita ispada suh. Upotreba vibratora vrlo je prikladna jer vibratori, kao i centrifuge, imaju veliki kapacitet a treba im malo snage, ali rade kontinuirano i manje su opasni aparati nego centrifuge.
Sl. 98 — Okvirna filtarpreša: A) ploče; B) okvir; C) vijak (zavrtanj) za pritezanje ploča i okvira; D)ulaz ulja; E) izlaz ulja
Izostavljeno iz prikaza
Mehaničke nečistoće mogu se također odijeliti filtriranjern u filtarprešama. Filtarpreša ima dvije vrste: s okvirima (okvirne) i s komorama (komorne). Preše s okvirima upotrebljavaju se za filtriranje tekućina koje sadrže mnogo taloga, a preše s komorama za filtriranje tekućina s malo taloga.
Filtarpreše s okvirima sastoje se od ploča i okvira. Ploče i okviri sastavljeni su naizmjenično, tako da između svake ploče dolazi po jedan okvir, a između okvira i ploče dolazi filtraciono platno kroz koje se filtrira ulje. Ulje koje se tlači pomoću pumpe ulazi u filtarprešu kroz cijev koju čine otvori na okvirima i pločama. Ova je cijev spojena s unutrašnjošću okvira, tako da ulje s talogom ulazi u okvir između dviju ploča, među kojima se još nalazi i filtraciono platno. Stvarajući tlak, ulje iz prostora okvir« prolazi kroz filtarplatno, filtrira se, ulazi u kanalizacioni sistem ploče kroz koji, putem malog pipca na ploči, izlazi iz filtarpreše. Da kod filtracije ulje koje je pod tlakom ne bi prolazilo i između ploča i okvira, ploče i okviri su međusobno stegnuti vijkom (zavrtnjem) ili hidrauličkim zapornim organom. Baš zbog toga stezanja ploča, kao i filtracije koja se vrši pod tlakom, ovi.se aparati zovu filtarpreše, premda nemaju veze s prešanjem u užern smislu.
Sl. 99 — Ploče i okviri okvirne filtarpreše: A) ploče; B) okviri; C) filtar-platno; D) ulaz ulja; E) izlaz ulja; F) skupljanje taloga
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 100 — Komorna filtarpreša; A) ploče; C) filtarplatno; D) ulaz ulja; E) izlaz ulja; F) skupljanje taloga
Izostavljeno iz prikaza
Komorne filtarpreše su slične okvirnima,. samo što kod njih postoje ploče bez okvira. U komornim filtarprešama ulje prolazf kroz sredinu ploče, i to ulazi u prostor između dva filtarplatna koja su postavljena na pločama; zatim prolazi kroz platno, ulazi u kanalizacioni sistem ploče a iz ovog kroz pipac izlazi napolje Kako se vidi, ovdje ulje ulazi i izlazi kroz ploču, dok u okvirnim prešama ulazi kroz okvir a izlazi kroz ploču.
Za tlačenje ulja u filtarpreše upotrebljavaju se stapne i centrifugalne pumpe. Na proces filtriranja bolje djeluju centrifugalne pumpe, jer daju jednolik tlak, ali su manje trajne, pa prema tome i manje sigurne. Stapne pumpe su sigurnije i trajnije ali nejednoliko tlače ulje, uslijed čega je filtriranje manje pravilno, a filtarplatno se brže dere.
Platno koje se upotrebljava za filtriranje specijalne je vrste, gusto je tkano, oštro i vrio čvrsto. Usprkos tome ne smije se kod filtriranja prekoračiti tlak u ulju preko 5—6 atm, jer preko toga tlaka platno se trga, a i sam filtrat nije čist.
Ulje se filtrira vruće ali ne na višim temperaturama (ne preko 60° C), jer vrlo lako oksidira. Vruće se filtriranje provodi zato što ulje na višim temperaturama ima manji viskozitet, i zato što se na višim temperaturama bjelančevine koaguliraju pa se tom prilikom odstranjuju.
Kada se filtarpreša napuni talogom, a prije samog čišćenjar preša se ispuhiva zrakom da bi se talog što više oslobodio ulja i tako spriječili nepotrebni gubici na ulju.
Ovdje treba napomenuti da su talozi, kao i filtaralatno, vrlo opasni samoupaljivi materijal, naročito ako se filtriraju nezasićena ulja grupe linolne i linolenske kiseline. Do samoupaljenja dolazi uslijed brze oksidacije ulja, koje na masnom filtarplatnu ili na finom talogu zauzima vrlo veliku površinu, pa ima velik dodir za zrakom što vrlo dobro djeluje na brzu oksidaciju. Prema tome, uklonjene taloge i filtarplatna treba odmah preraditi ili oprati, odnosno stavljati samo na mjesta koja su za to prikladna.
Da bi se postiglo brže i potpunije filtriranje i da se istovremeno odstrani vlaga iz ulja, prešano i ekstrahirano ulje suši se prije filtriranja zagrijavanjem u vakuumu. Ulje se suši u uspravnim kotlovima sa dvostrukim plaštem ili sa sistemom cijevi za grijanje indirektnom parom. U kotlu se nalazi miješalo kojim se postizava Jeđnoliko zagrijavanje ulja. Kotao mora biti zatvoren da bi se moglo raditi pod vakuumom. Vakuum (smanjeni tlak) upotrebljava se radi boljeg isparavanja vode i na nižim temperaturama, kao i zato što čuva ulje od oksidacije. Upotrebom vakuuma, prema tome, postizava se bolja kvaliteta ulja. Na slici 101. prikazan je kotao za sušenje.
Savremena tehnika pošla je još i dalje u odvajanju nečistoća. Ulje se najprije procjeđuje kroz vibratore, a zatim se podvrgava djelovanju tople vode ili pare, nakon čega se u separatorima odijeli od vode i nastaloga taloga. Dodavanjem vode ili pare bubre fosfatidi i bjelančevine, smanjuje im se topljivost u ulju od koga se lakše odjeljuju. Odjeljivanje vodene smjese od ulja vrši se u separatorima. Separatori su jedna vrsta centrifuga u kojima se odjeljuje tekućina od tekućine na principu razlike u specifičnoj težini. Rotor separatora sastoji se od kosih lamela. Mješavina ulja i vode ulazi u sredinu rotora, gdje se djelovanjem centrifugalne sile odjeljuje prema specifičnoj težini, tj. specifički najteži dijelovi, na pr. talog, skupljaju se na obodu rotora, zatim dolazi specifički lakša voda, a oko same osovine skuplja se ulje. Separator, je tako uređen da se proces separiranja vrši kontinuirano: ulje bez prekida ulazi u separator, a isto tako neprekidno izlaze iz njega rastavljeni dijelovi — čisto ulje, voda i talog. Na slici 102. prikazan je moderan separator koji služi za uišćenje ulja. Separatori su manji strojevi ali s vrlo velikim kapacitetom.
Ovaj način čišćenja ulja, tj. miješanje s toplom vodom a zatim separiranje, zove se hidratacija ulja. S obzirom na to da se kod nje ne odjeljuju samo nečistoće strane ulju, već i sastojine ulja kao što su fosfatidi, hidratacija ulazi već u postupke predrafinacije ulja, te će još jednom biti spomenuta, kad bude riječ o njoj.
Sl. 101 — Kotao za sušenje ulja: a) ulaz ulja; b) izlaz ulja; c) para za zagrijavanje; d) miješalo
Izostavljeno iz prikaza
Očišćena sirova ulja mogu se smatrati i gotovim proizvodom i poluproizvodom. Ako se ulje upotrebljava u tehničke svrhe, na pr., za gorenje, podmazivanje, izradbu boja, uz ispunjenje stanovitih kvalitetnih uvjeta mogu se smatrati gotovim proizvodima. Sirova ulja nekih sirovina mogu služiti čak i za jelo bez daljnjeg rafiniranja kao, na pr., ulje bundevskih koštica, maslinovo ulje, ulje arašida i druga, što ovisi o lokalnim prilikama nekoga kraja. Međutim. u većini slučajeva sirova ulja treba smatrati poluproizvodima, tj. sirovinama koje će se podvrći daljnjim postupcima preradbe — rafiniranju, hidriranju, saponifikaciji, oksidaciji itd.
Sl. 102 — Separator: A) ulaz ulja kroz zaštitno sito, B) rotor, C) sloj ulja, D) sloj vode, E) sloj taloga, F) izlaz ulja, G) izlaz vode, H) iziaz taloga
Izostavljeno iz prikaza
Preradba ulja
Rafiniranje ulja
Uz gliceride masnih kiselina sirovo ulje sadrži primjese otopljene u ulju već iz samog sjemenja, na primjer, fosfatide, boje, mirise, okuse, sterine, vitamine itd., kao i produkte kemijske razgradnje glicerida masnih kiselina kao što su nisko molekularne masne kiseline, aldehidi, aldokiseline i ketokiseline, produkti raspadanja glicerina, zatim ketoni i njihovi polimerati koji nastaju oksidacijom samoga ulja. Osim ovih prirodnih primjesa, usprkos čišćenju, u sirovom ulju se nalazi još stanovita količina bjelančevina, vlage i mehaničkih nečistoća, a u ulju dobivenom ekstrakcijom i ostataka ekstrakcionog otapala.
Odstranjivanje svih ovih primjesa, od kojih neke nepovoljno djeluju na kvalitetu ulja, postizava se potpunom rafinacijom.
Potpuna rafinacija se sastoji od ovih operacija: otsluzivanja (hidratacijom ili kiselom rafinacijom); neutralizacije; pranja, sušenja i odbjeljivanja; vrućeg filtriranja; dezodorizacije i, konačno, od hladnog filtriranja.
Hidratacija
Ukoliko hidratacija nije provedena za vrijeme čišćenja sirovog ulja, treba je provesti prije same neutralizacije, i to sa svrhom da se iz ulja odstrane sluzne tvari kao što su bjelančevine, fosfatidi i sterini, a ujedno da se te sastojine, koje mogu korisno poslužiti u tehnici, izvade iz ulja prije nego što budu razorene u toku rafinacije. Hidratacija se vrši tako da se ulju doda do 4% vode uz zagrijavanje na 40° C; kod toga sluzi, bjelančevine, fosfatidi, sterini i druge hidrofilne sastojine (sastojine koje se miješaju i koje privlače na sebe vlagu) bubre uz primanje vode, te ih je nakon toga lako odijeliti od ulja separiranjem u separatorima. Bubrenje se može vršiti dodatkom vode u uspravnim kotlovima s uredajem za grijanje i miješanje, ili u samim dovodnim cijevima uštrcavanjem vodene pare u ulje koje prolazi tim cijevima. Ruski učenjaci su opazili da se hidratacija uspješnije vrši ako se mjesto čiste vode ulju dodavaju slabe otopine nekog elektrolita, kao što je solna kiselina i kalcijev klorid. Kako je rečeno, hidratacijom se odstranjuju sve hidrofilne sastojine koje kod tog procesa ostaju kemijski nepromijenjene te se dalje mogu upotrebljavati u smjesi kao tehnički emulgatori, a kod onih ulja koja sadrže veće količine lecitina, kao izlazna sirovina za njegovo dobivanje. Ako se hidratacija kao i dobivanje ulja vrši sa svrhom vađenja lecitina, odnosno lecitina uz primjese drugih fosfatida, u toku cijeloga procesa dobivanja treba paziti da se nepovoljnim uvjetima rada ne razgradi lecitin koji je vrlo osjetljiv na povišenu temperaturu (preko 40° C), zatim na vodenu paru na višim temperaturama, na vrelu vodu kao i na druge kemijske reaktive (kiseline i lužine). Proizvod koji se dobiva hidratacijom ulja koje sadrži veće količine lecitina (ulje od soje), sadrži, osim lecitina, i ostale hidrofilne sastojine kao bjelančevine, sterine i druge koji se odstranjuju frakcioniranim otapanjem u raznim otapalima. Kod toga se u većini slučajeva lecitin topi a iz otopine dobiva otparavanjem u vakuumn ili taloženjem.
Sl. 103 — Shema hidratacije: A) kotao za bubrenje; B) separator; C) rezervoar za nabubrene hidrofilne sastojine; D) rezervoar za čisto ulje; a) ulaz ulja u kotao A); b) ulaz vode za bubrenje; c) izlaz čistog ulja; d) izlaz vodene smjese hidrofilnih sastojina
Izostavljeno iz prikaza
Kisela rafinacija
Umjesto hidratacije, ods’.uzivanje se može vršiti manje racionainim ali zato energičnijim postupkom, t. zv. kiselom rafinacijom. Sirovom ulju koje se zagrije na 20 do 25° C, doda se 0,5 do 1,5% (na ulje) sumporne kiseline jačine 66° Be. Kiselinu treba dodavati polagano uz miješanje ulja, i to prskalicama da se kiselina što bolje rasporedi u cijeloj količini ulja. Dodana kiselina koagulira bjelančevine, sulfurira i osmoljuje druge sastojine, koje se u obliku taloga skupljaju u koničnom dnu aparata. Pošto še dovrši dodavanje kiseline, doda se 4—5% vrele vode, kojom se ispere višak kiseline i pospješi taloženje. Nakon dodavanja vode zaustavi se miješalo da se omogući što potpunije skupljanje taloga na dnu kotla. Talog koji ovdje nastane sličan je talozima koji se dobivaju u toku .rafiniranja mineralnih ulja, i zove se gudron a upotrebljava se kod kuhanja sapuna i kao slabiji tehnički emulgator. Postupak kisele rafinacije vrši se u uspravnim kotlovima s koničnim dnom. Kotlovi moraju biti snabdjeveni uređajem za grijanje (dvostrukim plaštem) i miješalom. S obzirom na to da sumporna kiselina jako nagriza kovine, aparati za kiselu rafinaciju moraju biti građeni od materijala koji je otporan prema kiselinama ili presvučeni pocaklinom (emajlirani) ili olovom.
Neutralizacija
Neutralizacija ulja obavlja se u svrhu otklanjanja slobodnih. masnih kiselina u ulju. Ako se slobodnim masnim kiselinama dodaju lužine, daju alkalijske soli — sapune — koji su topljivi u vodi uslijed čega se mogu vodom isprati iz ulja. Proces neutralizacije može se prikazati slijedećom kemijskom jednadžbom:
NaOH + HOOC.C17H33 → NaOOC. C17H33 + H2O
natrijeva oleinska natrijev olea-t voda lužina kiselina (sapun)
Neutralizacija se može provesti svim alkalijskim hidroksidima i karbonatima. S obzirom na odvajanje CO2, alkalijski karbonati nisu najprikladniji, jer kod neutralizacije dolazi do jakog pjenjenja. Od svih lužina najčešće se upotrebljava natrijev hiđroksiđ u vodenim otopinama od 5, 10, 20 i 30° Be. Jačina lužine koja se ima upotrebiti ovisi 0 sadržaju slobodnih masnih kiselina u ulju koje se neutralizira. Ulja s malim sadržajem slobodnih masnih kiselina neutraliziraju se slabijim otopinama Iužine, a ona s većim sadržajem slobodnih masnih kiselina jačim otopinama. Slabije otopine imaju utoliko prednost pred jakim otopinama, što uzrokuju manje gubitaka na neutralnom ulju, jer se njima slabije osapunjuju neutralni gliceridi; sama otopina nastalog sapuna, koji se naziva sopštok (sapunica) rjeđa je pa se lakše odijeli od neutralnog ulja. Jače otopine lužine osapunjuju i same neutralne gliceride, a nastala sapunica je vrlo gusta, tako da se teško odjeljuje od neutralnog ulja, uslijed čega dolazi do većih gubitaka ulja.
Sam proces neutralizacije vrši se u aparatima, neutralizatorima, koji su vrlo slični aparatima za kiselu rafinaciju, s tim da ne moraju biti ođ posebnog materijala koji je otporan prema kiselinama. Neutralizatori su, prema tome, uspravni otvoreni kotlovi s koničnim dnom radi boljeg i lakšeg odvajanja sapunice, sa dvostrukim plaštem za zagrijavanje pomoću, pare, s miješalom i prskalicama (dizama) kroz koje se pušta otopina lužine na površinu ulja. Prskalice su postavljene u različitim udaljenostima od osovine miješala, tako da kod okretanja za vrijeme prskanja lužina dosegne cijelu površinu ulja. Osim prskalica za lužinu, u ove aparate stavljene su i prskalice za vodu u obliku ruže ili u obliku tanjura na kome se mlaz vode jednoliko razbija na sve strane. Svaki aparat za neutralizaciju mora biti snabdjeven termometrom radi kontrole temperature ulja. Prije same neutralizacije ulje se u neutralizatoru zagrije u većini slučajeva na 96° C, što ovisi o vrsti ulja. Vrlo osjetljiva ulja, na primjer lan i druga nezasićena ulja, zagrijavaju se prije neutralizacije na svega 30° C, a tek nakon neutralizacije na 80 do 90° C, kod kojih se temperatura provodi neutralizacija. Za vrijeme zagrijavanja treba ulje miješati da se u njemu postigne jednolika temperatura. I lužina koja ima da se upotrebi za neutralizaciju, ako se radi sa slabim otopinama, mora se također ugrijati na temperaturu ulja. Količina lužine dodaje se prema sadržaju slobodnih masnih kiselina, prema količini ulja, koncentraciji otopine lužine i čistoći otopljene lužine. Osim količine koja je teoretski potrebna za neutralizaciju ulja, dodaje se svaki put još i jedan višak od 5 do 15% lužine. To je potrebno zato što se jedan dio lužine potroši na osapunjenje neutralriih glicerida kao i na druge sastojine, uslijed čega bi taj dio manjkao kod neutralizacije slobodnih masnih kiselina koje bi ostale nevezane.
Sl. 104 — Aparat za neutralizaciju: a) ulaz ulja; b) miješalo; c) prskalice (dizne) za lužine; d) prskalice za vođu; e) otpust sapunice; f) probni pipac za ispuštanje; g) cijev za izvlačenje neutralizirgnog ulja
Izostavljeno iz prikaza
Potrebna količina Iužine izračunava se na ovaj način: Za neutralizaciju jedne molekule slobodne masne kiseline potrebna je jedna molekula natrijeve lužine. Težinski prikazano, ovo pravilo izgleda ovako:
1 mol NaOH : 1 mol. C18H3402 → 40 : 282
(40 i 282 su molekularne težine natrijeve Iužine i oleinske kiseline).
Iz ovog odnosa proizlazi da je za neutralizaciju 1 kg oleinske kiseline potrebno 0,143 kg natrijeve lužine.
Ako treba izračunati koliko je lužine potrebno za neutralizaciju jedne šarže nekog sirovog ulja, potrebno je znati sadržaj slobodnih masnih kiselina i količinu ulja. Sadržaj slobodnih masnih kiselina ustanovi se analitičkim putem, a količina ulja mora biti poznata ako je poznat volumen aparata. Označi li se sadržaj slobodnih masnih kiselina s »a«, a količina ulja u aparatu sa »M«, dobit će se količina lužine koja je teoretski potrebna za neutralizaciju šarže ulja količine »M« po ovoj formuli:
Kg NaOH = a.M / 100 . 0,143 100
Ovo je teoretska količina lužine u krutom stanju; međutim za neutralizaciju se ne upotrebljava kruta lužina, već otopine lužine jačine 5, 10, 15, 20 i 30° Bc, pa stoga ovu količinu krute lužine treba preračunati na količinu otopine lužine u kilogramima ili litrama.
Na tabeli 22. date su vrijednosti sadržaja krute lužine u otopinama jačine 5, 10, 15 i 20° Be, i to u težinskim postocima i u gramima na litru otopine.
Označi !i se izračunata količina krute lužine sa »x«, a izračunata količina otopine sa »v«, onda se, kod jačine lužine sa »y« g/1 ili »z« %, količina otopine lužine »v« u litrama može izračunati ovako:
| °Be (15) | Specifična tezina (15) | % po težini kod 15°C | Grama na litru kod 15°C |
| 5 | 1,036 | 3,15 | 32,6 |
| 10 | 1,075 | 6,58 | 70,7 |
| 15 | 1,116 | 10,30 | 114,9 |
| 20 | 1,162 | 14,35 | 166,7 |
| 25 | 1,210 | 18,58 | 224,8 |
| 30 | 1,263 | 23,67 | 298,6 |
a) x kg NaOH : v lit NaOH = y : 1, odakle se dobiva (kruta) (otopina)
b) x kg NaOH : m kg . NaOH = z : 100, odakle se dobiva (kruta) (otopina)
Budući da količinu potrebne otopine lužine treba izraziti u litrama, jer je to u praksi lakše provedeno, kilogramsku težinu otopine »m« treba podijeliti specifičnom težinom otopine lužine kojom će se vršiti neutralizacija. Prema tome, potrebnu količinu otopine lužine sadržaja z % NaOH treba dodati u litrama po ovoj formuli:
v lit NaOH = aM / z g • 0,143, gdje ,,g“ znači specifičnu težinu otopine NaOH.
Primjer:
Treba izračunati teoretski potrebnu količinu 15° Be jake otopine NaOH za neutralizaciju 1000 kg ulja sa 2% slobodnih masnih kiselina.
a) način: Iz tabele se vidi da je y = 114,9; ako ovo u formuli pod a) uvrstimo s podacima koji su dati u primjeru, dobit ćemo:
Izostavljeno iz prikaza
Odgovor glasi: za 1000 kg ulja sa 2% slobodnih masnih kiselina, za potpunu neutralizaciju treba teoretski 24,91 15° Be otopine NaOH.
b) način. Iz tabele se vidi da je z = 10,30 i g = 1,116. Uvrsti li se ovo s podacima iz primjera u formuli pod b) dobiva se:
Izostavljeno iz prikaza
Odgovor je isti kao pod a)
Ova izračunata teoretska količina lužine, kako je rečeno, nije dostatna za potpunu neutralizaciju, jer se jedan dio lužine troši i na sporedne reakcije; stoga će biti potrebno teoretskim količinama dodati još 5 do 15% otopine lužine da se dobije praktički potrebna količina.
Da se dobije praktički potrebna količina otopine lužine sa 5% viška, formule pod a), odnosno pod b), glase:
Izostavljeno iz prikaza
odnosno
Izostavljeno iz prikaza
Sa 10% viška formule glase:
Izostavljeno iz prikaza
Sa 15% viška formule glase:
Izostavljeno iz prikaza
Primjer:
Treba izračunati praktički potrebnu količinu 5° Be jake lužine uz 10% viška za neutralizaciju 2500 kg ulja sa 0,9 % slobodnih masnih kiselina.
a) Iz tabele 22. vidi se da je y = 32,6. Uvrsti li se ovo iz formula za praktički potrebnu količinu pod a), dobiva se:
V = 025U°• 1,43 • 1,1 = 108,5 litara 5° Be otopine NaOH
b) Iz tabele 22. vidi se da je z = 3,15, ag = 1,036.
Uvrsti li se ovo u formulu za praktički potrebnu količina lužine pod b) dobiva se:
Izostavljeno iz prikaza
Da kod praktičnog rada ne bi trebalo svaki put ponovno izračunavati potrebnu količinu lužine, praktično je da se za pojedine sadržaje slobodnih masnih kiselina izračunaju praktički potrebne količine lužine i ispišu u vidu tabele.
Dodavanje otopine lužine na ulje može se provoditi uz miješanje ili bez miješanja ulja. Sigurno je da će neutralizacija biti bolje provedena ako se lužina dodaje uz miješanje, no ipak se to ne preporučuje, jer se miješanjem stvaraju emulzije koje se dosta teško odjeljuju, a sam sapun preuzme veće količine ulja uslijed čega nastaju i veći gubici na neutralnom ulju. Može se uzeti kao pravilo, da se kod neutralizacije sa slabim lužinama ne vrši miješanje, jer se kod malih koncentracija lužine lakše stvaraju emuizije; kod jakih lužina miješanje će biti potrebno, jer se radi s malim količinama otopine, a stvaranje emulzija je znatno smanjeno. Slabim lužinama treba smatrati lužine od 5—8° Be, a jakim preko 15° Be. Kod rada s lužinama srednje koncentracije (8—15° Be), miješanje se vrši po potrebi.
Čim se sapun slegne, što traje 15 do 30 minuta nakon neutralizacije, daje se na ulje voda ugrijana na 90—1009 C koja svojim mlazom povlači sapune prema dnu te im omogućuje lakše odjeljivanje. Vode se dodaje u koiičinj od 5 do 20% na ulje. Veća količina vode ne smeta. Vrijeme koje je potrebno da se sapun odijeli od neutralnog ulja različito je, a ovisi o načinu neutralizacije, jakosti Iužine i vrste ulja. Vrlo teško se odjeljuju sapuni, ako ulje nije prethodno ođsluzivano, jer sluzi koje se nalaze u ulju pospješuju stvaranje emulzija sapuna, vode i ulja. Ako odjeljivanje sapuna ide vrlo teško, mjesto vode može se dodati na sapunicu 1—2 postotna otopina kuhinjske soli (NaCl), koja, kao elektrolit, djeluje na brže odjeljivanje vodene otopine sapuna od neutralnog ulja. Međutim, dodavanje soli u većoj mjeri ne djeluje povoljno na odjeljivanje sapuna, naročito ako je sapunica gusta jer, kako je poznato, sapuni se dodatkom soli isoljavaju, izlaze iz otopine vode na površinu i ulaze u ulje.
Kad se postigne potpuno odjeljivanje sapuna od ulja i njegovo taloženje na dno, što traje 2 do 6 sati, otpušta se sapunica iz aparata u za to određene kotlove. Da se kod sapunice ne bi otpustiio i ulje; uz glavni pipac kojim se otpušta sapunica otvori se i probni pipac. Kad se na njemu pokaže ulje, treba pripaziti i smanjiti brzinu isticanja sapunice na glavnom pipcu da s uljem ne bi izišlo suviše neutralnog ulja.
Ako prije neutralizacije nije provedeno odsluzivanje ulja hidratacijom ili kiselom rafinacijom, dobro je da se neutralizacija, provede sa dvije jačine otopine, i to najprije s jakom lužinom koja obara i veže ne samo slobodne masne kiseline, već i sluzi, bjelančevine, fosfatide itd., a zatim se ostatak lužine dodaje u obliku slabije otopine. U ovom slučaju za neutralizaciju treba upotrebiti više lužine, tj. treba dodati veći višak nego što je teoretski potrebno.
Sl. 105 — Shema kontinuirane rafinacije: A) aparat za doziranje; B) mješač; C) zagrijač; D) separatori; H) kontinuirani vakuum-sušionik; P) pumpe za cirkulaciju; a) otopina lužine; b) ulje; c) voda za pranje; d) sapunica; e) otpadna voda; f) mokro ulje; p) pregrijana para; u) suho neutralno ulje
Izostavljeno iz prikaza
Osim natrijevom lužinom u otopini, neutralizacija se može vršiti i drugim sredstvima, i to kalijevom lužinom, sodom (natrijev karbonat), potašom (kalijev karbonat), gašenim vapnom, odnosno vapnenom vodom, zatim organskim bazama — trietanolaminom i drugim amino-preparatima, amonijakom, kao i njihovim smjesama.
Pranje ulja od sapunice vrši se toplom vodom u istim aparatima u kojima se vršila neutralizacija, a može se vršiti i u posebnim aparatima za pranje, koji se po građi ne razlikuju od aparata za neutralizaciju. Voda kojom se pere ulje mora biti ugrijana na 90—-100° C, a isto tako i ulje čija je najviša temperatura 96° C. Pranje se vrši na taj način da se ulje prska vodom, koja se ostavlja da stoji pola sata do jedan sat da se odijeli, pa se zatim-otpusti. Dodavanje vode ponavlja se sve dok posljednja voda ne ostane bez tragova sapunice. To se ustanovljuje otopinom fenolftaleina koja u prisutnosti alkalija iz sapuna postane ružičasta. Praksa je pokazala da je kod upotrebe veće količine vode dovoljno pranje ponoviti 6 do 8 puta. Voda koja je služila za pranje, otpušta se u rezervoare s pregradama; te pregrade služe za skupljanje ulja koje je ispušteno zajedno sa vodom. Otpuštanje i dodavanje vode vrši se na isti način kao kod neutralizacije.
Opisani postupak neutralizacije i pranja ulja, kako se vidi, radi diskontinuirano, tj. s prekidima. Da bi se postigla veća racionalnost pri rafiniranju a sam proces ubrzao, izrađen je kontinuirani postupak prikazan na shemi koju prikazuje slika 105. Kontinuirani postupak sastoji se u tome da se otopina lužine i voda za pranje u strujanju miješaju uz točno doziranje, te se odmah iza toga u separatorima od neutralnog ulja odjeljuje sapunica, odnosno, kod pranja, voda. Ovaj postupak zahtijeva manje radne snage i manje prostora, ali više električne energije za pogon separatora, što u zemljama s jeftinom strujom ne poskupljuje proces.
Priprema otopine natrijeve lužine
Kruta natrijeva (i kalijeva) lužina za vrijeme otapanja u vodi razvija toplinu. Stoga treba biti vrlo oprezan kod otapanja lužine. Ako je lužina u komadima, otopi se u manjoj posudi u hladnoj vodi koja će se otapanjem lužine sama ugrijati. Ako je lužina izlivena u limenim bubnjevima, najbolje je bubanj samo na jednoj strani otvoriti, staviti ga u posudu za otapanje lužine i otopiti djelovanjem vodene pare. Na ovaj način dobivaju se jake (koncentrirane) otopine lužine koje u drugim rezervoarima treba razrijediti dodatkom vode. Ako je potrebno dobiti čistu otopinu, dobro je otopinu lužine obraditi kondenznom vodom, što ne mora biti pravilo. Razrjeđivanje lužine vrši se prema potrebi do određene jačine u 0 Be, što se kontrolira mjerenjem aerometrom. To mjerenje se mora provesti na određenoj temperaturi otopine lužine (15° C), a ako je otopina toplija ili hladnija, treba je prije mjerenja ohladiti ili ugrijati da se ne bi dobila kriva koncentracija.
Sušenje i odbjeljivanje ulja
Nakon pranja ulje sadržava stanovitu količinu vlage koja se mora odstraniti još prije odbjeljivanja. Sušenje ulja vrši se u istom aparatu u kome će se vršiti odbjeljivanje. Ovih aparata ima dvije vrste: uspravnih i položenih. Uspravni aparati slični su aparatima za pranje i neutralizaciju, od kojih se razlikuju po tome što su zatvoreni da bi se mogao postignuti vakuum, i po tome što ovi aparati nemaju uređaja za dodavanje lužine i vode. Kod aparata za sušenje i odbjeljivanje od velike je važnosti dobro miješanje, što se postizava upotrebom miješaia koja moraju biti snažna i djelotvorna. Položeni aparati su položeni bubnjevi sa dvostrukim poluplaštem, s miješalom i sabiračem pare. Danas su u upotrebi oba tipa ovih aparata, od kojih svaki ima svoje prednosti i svoje nedostatke.
Sl. 106 — Položeni kotao za odbjeljivanje
Izostavljeno iz prikaza
Vakuum potreban u kotlovima za sušenje i odbjeljivanje dobiva se vakuum pumpama, s tim da se isparena voda kondenzira u barometričkom konđenzatoru koji je (smješten između aparata za sušenje i odbjeljivanje i vakuum pumpe. Kondenzacijom vodenih para u barometričkom kondenzatoru vakuum postaje jači.
Barometrički kondenzatori su jedna vrsta uštrcnih kondenzatora kojima je izljev okomita cijev, visoka najmanje 11 metara, utaknuta u vodeni rezervoar. U okomitoj cijevi stalno se održava stupac vode visok oko 10 m od površine vode u rezervoaru. Ovaj stupac vode u okomitoj cijevi održava ravnotezu između vakuuma i barometričkog tlaka i na taj način omogućuje kontinuirano ispražnjavanje kondenzatora uz održavanje vakuuina. Rad barometričkog kondenzatora prikazan je na slici 107.
Obaranje vodene pare postizava se direktnim uštrcavanjem hladne vode. Što je voda hladnija, lakše se kondenzira para a vakuum se povećava.
Kod spajanja barometričkog kondenzatora s aparatom za sušenje potrebno je na cjevovode ugraditi aparate za hvatanje kapljica ulja koje se mogu izdvojiti iz aparata uslijed pjenjenja ili prenaglog zagrijavanja. Ovi aparati su obične cilindrične posude s pregradama koje skreću struju zraka i pare tako da kapIjice koje lete udaraju u stijene, gube brzinu, te se talože na dnu posude odakle se od vremena na vrijeme otpuštaju u zatvorenu predposudu iz koje odlaze u slobodan prostor.
Ulje koje se vakuumom povuče iz aparata za pranje na sušenje, zagrijava se pod vakuumom na 80—90° C. Zagrijavanje se mora provoditi poiako, a isto tako treba pažljivo regulirati jačinu vakuuma, jer se ulje koje sadrži vlage, kod sušenja pjeni. Stoga svakiput postoji opasnost da vakuum ne povuče pjenu iz aparata, uslijed čega nastaju nepoželjni gubici, premda se iza aparata za bijeljenje nalaze posude za hvatanje kapljica, a eventualno i ulja koje je povukao vakuum. Kada se ulje osuši, što traje prema sadržaju vlage, u aparat se pomoću vakuuma povuče zemlja za bijeljenje u količini od 0,5 do 5%, što ovisi o aktivnosti zemlje i boji koja se želi bijeljenjem postići.
Zemlje za bijeljenje su prirodne zemlje koje nastaju kao proizvod raspadanja eruptivnih stijena. Po svom sastavu zemlje za bijeljenje su aluminijski silikati u kojima se omjer između aluminijskog silikata i aluminijskog oksida odnosi kao 2,5 do 5 naspram. Sam sastav, međutim, nije dostatan da se neka zemlja može upotrebiti za odbjeljivanje. Za odbjeljivanje se mogu upotrebiti samo one zemlje koje imaju adsorpciona svojstva, tj. koje imaju svojstvo da iz svoje okoline privlače na svoju površinu druge tvari. Budući da je sposobnost adsorpcije ovisna o površini, to će finije samljevene zemlje imati bolje djelovanje.
Sl. 107 — Rad barometričkog kondenzatora: a) ulaz pare; b) ulaz rashladne vode; c) izlaz kondenzata otpadnom vodom; A) vakuumpumpa
Izostavljeno iz prikaza
Osim prirodnih postoje i umjetno aktivirane zemlje za odbjeljivanje. U uljnoj industriji upotrebljavaju se zemlje koje privlače samo boju a ne mijenjaju sastav ulja. Osim zemlje za odbjeljivanje, za adsorbiranje boje može se vrlo dobro upotrebiti i aktivni ugljen, koji osobito dobro adsorbira crvene boje. Dobri rezultati se postizavaju kad se zemlji za odbjeljivanje doda 10—20% aktivnog ugljena.
Zemlje za odbjeljivanje privlače vlagu, kod čega gube dobra adsorpciona svojstva. Da zemlje za odbjeljivanje ne bi primile vlagu, potrebno ih je skladištiti na suhom mjestu, a isto tako treba nastojati da ulje kome se dodavaju u svrhu odbjeijivanja. bude potpuno suho.
Ulje kojem je dodana zemlja za bijeljenje miješa se u vakuumu 30 minuta do 2 sata, uz održavanje temperature na 80—95° C. Za to vrijeme zemlja za odbjeljivanje adsorbira boju. Da bi se iz ulja odstraniia zemlja za bijeljenje, ulje se još vruće (treba ga ohladiti na 60° C) filtrira kroz okvirne filtarpreše. Kad je nakon filtriranja filtarpreša puna taloga, ispuhava se komprimiranim zrakom da se istisnu ostaci ulja. Kad se ispuhavaju nezasićena ulja, podiže se temperatura uslijed oksidacije; stoga je bolje kod tih ulja ispuhavanje vršiti suhom vodenom parom. Isto tako treba paziti da se izvađena zemlja za bijeljenje sama ne zapali uslijed autooksidacije ulja.
Postoji metoda odbjeljivanja ulja u samim filtarprešama. Suho ulje se zagrije u, posebnim zagrijačima i pomiješa toliko zemlje za bijeljenje, da se već prvom šaržom napuni filtarpreša, a iza toga se na tu zemlju filtrira daljnje ulje.
Dezodorizacija ulja
Ulja određena za jelo moraju se podvrći procesu dezodorizacije, tj. oduzimanju mirisa. Mirisi su po svom sastavu aldehidi, ketoni i drugi kemijski spojevi koji su lakše ili teže hlapIjivi. Budući da su neki od tih mirisa i na višim temperaturama teško hlapljivi, ishlapljivanje mirisa nije moguće izvršiti na atmosferskom, pritisku, jer bi uslijed visoke temperature koja bi se morala upotrebiti došlo do raspadanja glicerida na niskomolekuiarne masne kiseline, glicerin, akrolein itd., tako da bi prije došlo do raspadanja glicerida nego do istjerivanja mirisa. Da bi se spriječilo raspadanje glicerida a ipak omogućilo odstrapjivanje mirisa, dezodorizacija se provodi kod sniženog tlaka, tj. pod vakuumom. Da bi se postiglo još bolje isparavanje, dezodorizacija se provodi uz uvođenje direktne pregrijane pare u ulje, koja naglo izlazi iz ulja s njegove površine i smanjuje tenziju para na površini, pa tako omogućuje lakše otparavanje mirisa. Kvalitet dezodorizacije ovisi, prema tome, o visini vakuuma, jer što je postignut veći vakuum, to će ishlapljivanje biti bolje, a uz to moguće i na nižim temperaturama. Ulja su u pogledu okusa vrlo osjetljiva na temperaturu pa je, prema tome, vrio važno da se postigne što viši vakuum da se dezodorizacija može provesti na što nižoj temperaturi. Stoga se danas kod gradnje aparata za dezodorizaciju posvećuje osobita pažnja mogućnosti postizavanja visokog vakuuma; čak se ide tako daleko da se uštrcava vodena para, koja je pregrijavana pod niskim tlakom.
Sl. 108 — Dezodorizatoi: A) miaznica; a) ulaz ulja; b) izlaz ulja; c) ulaz direktne pare; d) ulaz izduv. pare; e) izlaz kondenz. vode; f) izlaz pare i mirisa vakuumom
Izostavljeno iz prikaza
Dezodorizacija se vrši u aparatima zvanim dezodorizatori.
To su valjkasti uspravni kotlovi sa dvosvtrukim plaštem u donjem dijeiu, sa sistemom cijevi za zagrijavanje ulja, te diznama ili mamut-mlaznicom za uštrcavanje vodene pare, kod čega treba postići što bolje miješanje pare i ulja. Mamut-mlaznica se sastoji od cijevi na kojoj se u udaljenosti od 10—20 cm nalazi limeni tanjur okrenut prema dolje. Na dnu cijevi, njenom središtu nalazi se dizna kroz koju ulazi vodena para. Para koja stiže u zagrijano ulje sama po sebi nastoji da što brže izađe iz ulja, što se još pojačava utjecajem vakuuma. Prolazeći kroz ulje para ga povlači sa sobom u cijev mlaznice; iz te cijevi ulje izlazi i udara u tanjur koji ga raspršuje u mlaz oblika gljive. Na taj način dobiva se cirkulacija i velika površina dodira ulja s vodenom parom.
Sl. 109 — Dezodorizator u pogonu (Aparat je toplinski izoliran)
Izostavljeno iz prikaza
Vakuum koji je potreban kod dezodorizacije isto kao i kod sušenja i bijeljenja dobiva se radom vakuumpumpe, dok se para koja se uštrcava kondenzira u barometričkim kondenzatorima. Budući da je kod dezodorizacije vakuum vrlo važan uvjet za pravilan rad, baš kod te operacije je potrebno da barometrički kondenzatori rade ispravno i sa što hladnijom vodom da se dobije što bolji vakuum. Da kapljice koje nosi struja zraka i pare ne bi ušle u barometrički kondenzator, između dezodorizatora i barometričkog kondenzatora postavljaju se hvatači kapljica i površinski kondenzator, kao što je opisano kod aparata za sušenje i bijeljenje (slika 110.).
Ulje se za dezodorizaciju priprema grijanjem u dezodorizatoru na 130—160° C, što ovisi o vrsti ulja. Da uslijed visoke temperature ne bi došlo do oksidacije ulja, već ovo grijanje se vrši u vakuumu. Kad se postigne željena temperatura, propusti se direktna vodena para i time počinje dezodorizacija. Ulje se prepusti djelovanju vodenih para prema okusu i mirisu proba ulja, koje se vade za vrijeme trajanja procesa dezodorizacije. Dezodorizacija nekih ulja traje 4—8 sati (suncokret, bundevske koštice, sezam itd.), a nekih i 9—12 sati (repice, lan, konoplja itd.). Para koja se pušta u dezodorizator mora biti suha i pregrijana na 300—330° C, čime se skraćuje proces dezodorizacije. Ako se upotrebi jače zagrijana para (preko 350° C), proces se još više skraćuje ali se istodobno ulje izlaže opasnosti da pod utjecajem visoke temperature dobije okus po pregorjelom ulju.
Sl. 110 — Shema dezodorizacije: a) dezodorizator; b) odjeijivač; c) površinski hiadionik; d) barom. kondenzuje) hiadionik za ulje nakon dezodoriziranja
Izostavljeno iz prikaza
U novije vrijeme se i ova faza rafiniranja vrši u kontinuiranom postupku. U tom slučaju se aparati za dezodorizaciju sastoje od kolone u koju sa gornje strane ulazi ulje zagrijano na 160 do 200° C, dok se sa donje strane uštrcava pregrijana vodena para. Unutrašnjost kolone za dezodorizaciju tako je uređena da ulje dolazi u što veći dodir s parom. Kod ovih aparata, mjesto vakuumpumpa, upotrebljeni su ejektori (ežektori), što su zapravo parne mlaznice koje brzim prolazom pare stvaraju vakuum.
Sl. 111 — Shema rada kontinuirane dezodorizacije; A) nagrijač ulja; B) dezodorizator; C) barom. kondenzator; D) ejektori; a) ulaz hladnog ulja; b) ulaz ulja u dezodorizator; c) ulaz pregrijane pare; d) izlaz dezodoriziranog ulja; e) indirektna para
Izostavljeno iz prikaza
Ejektori imaju veliku prednost pred vakuumpumpama jer imaju veći kapacitet, postizavaju veći vakuum i bez obzira na rad barometričkog kondenzatora, i treba im manje prostora i manje energije, a jednostavniji su pa, prema tome, treba im manje popravaka.
Hladno filtriranje ulja
Ulja se ohlađivanjem zamute ushjed izlučivanja taloga, koji potječe od glicerida viših zasićenih masnih kiselina; te kiseline imaju visoku točku skrućivanja, tako da se ohlađivanjem skrućuju. Kod nekih ulja, kao kod suncokretovog, ovaj se talog ne sastoji samo od glicerida zasićenih masnih kiselina, nego i od voskova. Kod suncokretovog ulja dolazi iz ljuske vosak cerilcerotat, koga će u ekstrahiranim uljima biti više nego u prešanim.
Ovaj bijeli talog koji se pojavljuje ohlađivanjem nije škodljiv obzirom na sastav pa se čak može reći da je u pogledu hranjivosti iste vrijednosti kao i tekući gliceridi, ali zbog Ijepšeg izgleda ipak se u toku rafinacije nastoji odstraniti taj talog. Odstranjivanje ovog taloga vrši se ohlađivanjem ulja i hladnim filtriranjem.
Hlađenje ulja vrši se u hladionicima pod vakuumom, i to stoga da bi se spriječila oksidacija ulja u prisutnosti zraka, kao i zato da se odstrani eventualno zaostala voda. Hladionici se hlade vodom ili rashladnim otopinama. Hladionici su uspravni kotlovi s dvostrukim plaštem i sistemom cijevi za hlađenje. Snabdjeveni su miješalima radi bržeg i jednoličnog hlađenja.
S obzirom na specifična švojstva glicerida koja vrlo lako podliježu pothlađivanju, tj. hlađenju ispod temperature skrućivanja a da se kod toga ne pokazuju kristali, treba nastojati da se uz polagano hlađenje postizava polagana i postepena kristalizacija. Sporim hlađenjem i postepenom kristalizacijom dobivaju se veliki kristali koji se lako filtriraju. Naglim hlađenjem ulje se lako pothlađuje, kod čega nastupa nagla kristalizacija. Uslijed toga se razviju vrlo sitni kristali koji se vrlo teško filtriraju. Opaženo je također da različite vrste ulja daju taloge različitih, svojstava pa čak i ulja iste sirovine ako su iz različitih krajeva.
Sl. 112 — Hladionik za ulje: a) rashladna voda; b) ulaz i izlaz ulja; c) vakuum
Da bi se postiglo što bolje filtriranje, najvažnije je da se hlađenje, odnosno kristalizacija, pravilno provede. Ako je moguće, preporučuje se da se ohlađeno ulje ostavi da na postignutoj, niskoj temperaturi miruje 24 do 48 sati. Za to vrijeme se kristali međusobno spajaju i rastu uslijed kristalizacije preostalih zasićenih glicerida. Važno je spomenuti da se upotrebom brzih miješala kristali mogu razbiti, pa je potrebno da se kod hlađenja upotrebljavaju samo spora miješala koja ne smetaju prirodni razvitak nastalih kristala.
Da bi se olakšala filtracija, može se ohlađenom ulju dodati matričnog materijala, na primjer, kremene zemlje ‘(kieselgur), azbestnog vlakna, pamučnog vlakna i slično, što djeluje kao propusni sloj na filtrima i sakuplja (aglomerira) sitne kristale koji se time povećavaju.
Hladno filtriranje vrši se u komorastim filtarprešama preko filtracionog platna, ili u drugim vrstama filtra od kojih su najpoznatiji Seitzovi filtri.
Za razliku od vrućeg filtriranja, kod ovog filtriranja treba izbjegavati upotrebu tlačnih pumpa i nastojati da se filtriranje postizava sa što manjim tlakom (od 0,1 do 0,5 atm). Najbolji se rezuitati. postizavaju filtriranjem bez pumpa, tj. s vlastitim padom ulja; kod toga se postizava jednoličan tiak i mirni tok ulja, tako da kristali ostaju nepromijenjeni. Ako se filtracija vrši pod većim pritiskom, talog se nabija na filtrima i kod toga se stvara nepropusni sloj za daljnje količine ulja.
Talog koji se skuplja na filtrima stavlja se u kotlove za sušenje, zagrijava preko temperature taljenja i filtrira još vruće. Ovako otfiltrirani proizvod, koji se sastoji od smjese glicerida zasićenih masnih kiselina, voskova i nešto ulja, zove se oleostearin (uljni stearin) ili oleomargarin ili biljno maslo, dok se danas često u trgovini naziva krivim imenom — »stearin«.
Preradba sapunice
Sapunica koja nastaje pri neutralizaciji je otopina natrijevog ili kalijevog sapuna u vodi, uz primjese kao što je neutralno ulje, bjelančevine i drugi produkti razgradnje pratioca glicerida nastali djelovanjem lužine. Po svom sastavu sapunica se može upotrebiti izravno kod kuhanja sapuna u proizvodnji sapuna, ili za pranje, ili se može podvrći hidrolizi, tj. osiobođavanju slobodnih masnih kiselina pomoću jakih anorganskih kiselina prema jednadžbi:
Izostavljeno iz prikaza
Na-stearat (sapun) sumporna kiselina stearinska kiselina Na-sulfat
U praksi, sapunica se stavlja u aparate otporne protiv kiseline, koji su slični aparatima za kiselu rafinaciju; u tim aparatima se zagrijava i dodaje joj se sumporne ili solne kiseline u količini koja je potrebna za potpunu hidrolizu sapuna. Uvođenjem direktne pare sapunica se izmiješa s kiselinom koja odmah cijepa sapun te se na površini digne sloj oslobođenih masnih kiselina. Dodavanje anorganskih kiselina može se kontrolirati pomoću kongocrvenog papira, koji djelovanjem anorganskih k:selina postane modar, dok masne kiseline ne djeluju na promjenu boje. Prema tome, kiselinu treba dodavati u sapunicu sve dok vodeni sloj ne pokaže modru boju kongopapira, što znači da je postignut mali višak anorganske kiseline. Izlučene masne kiseline puste se da miruju kraće vrijeme, tako da se njihov sloj potpuno odijeli od vodenog sloja koji se otpusti. Nakon odjeljivanja vodenog sloja masne kiseline se najprije peru vodom od mogućeg viška anorganskih kiselina, a zatim se suše u aparatu za sušenje i, prema potrebi, odbjeljuju, a onda filtriraju. Ove masne kiseline su smjesa masnih kiselina koje se nalaze u ulju od koga su dobivene/zatim neutralnog ulja koje je zaostalo kod lošeg odjeIjivanja sapunice u toku neutralizacije, te drugih nečistoća koje im daju tamnu boju i vrlo neugodan miris a ne smije ih biti više od 2%.
Dodatak anorganske kiseline koja je potrebna za razgradnju sapunice određuje se ili iz dodatka lužine pojedinim šaržama neutraliziranog ulja od kojih potječe sapunica, ili iz analize sapunice, što je teže s obzirom na to, da se najprije mora izvršiti analiza sapunice, pa tek onda obračun. Da bi se posao računanja olakšao, sapunicu pojedinih šarža treba ori neutralizaciji odijeliti tako da se točno zna odakle potječe sapunica koja se želi razgraditi.
a) Ako je sapunica proizvedena od šarža neutralizirano? ulja, kojima je za neutralizaciju dodano V1, V2, V3, V4 itd. litara »z«-postotne Iužine, onda se potrebna količina sumporne kiseline u litrama »b«, ako je sumporna kiselina »m«-postotna. može izračunati ovako: Iz kemijskih osnovnih pravila poznato je da za neutralizaciju dviju molekula Iužine treba jedna moIekuD sumporne kiseline, tako đa se može postaviti ovaj omjer:
2 NaOH : H2SO4 → 80 : 98 tj. (mol. težine)
80 : 98 = upotrebliena količina lužine : potrebna količina H2SO4.
Upotrebljena količina krute itižine, ako je z % sadržaj krute lužine u otopini u % i »g« specifična težina otopine lužine, jest
Potrebna količina čiste sumporne kiseline, ako je m% sadržaj čiste sumporne kiseline u tehničkoj, a »n« specifična težina tehničke sumporne kiseline, jest . m . n.
Iz ovih formula rnože se postaviti omjer 80:98 = odatle
Izostavljeno iz prikaza
Ovako izračunata količina sumporne kiseline ustvari je potrebna teoretski, no budući da sumporna kiselina sudjeluje i kod drugih sporednih reakcija pri razgrađivanju sapunice, naročito ako sapunica nije čista, bit će potrebno dodati stanoviti višak. Isto kao i kod neutralizacije, pri razgradnji sapunice dodaje se višak od 5—20% na teoretsku količinu sumporne kiseline. Prema tome, za višak od 5, 10 i 20% prednja formula glasi:
Primjer. Traži se praktički potrebna količina u litrama sumporne kiseline za razgradnju sapunice’, koja je dobivena kod neutralizacije četiriju šarža ulja kod kojih je utrošeno 120, 112, 98 i 105 litara 5% otopine lužine. Sumporna kiselina koja će se upotrebiti tehnička je i specifična težina joj je 1,840 i 95,60%. Za potpunu razgradnju treba 10% viška.
Iz zadataka se vidi da je: VT = 120, Va = 112, V3 = 98, V4 = 105, z = 5, g = 1,0555 (iz tabele na kraju knjige), m = 95,6 i n = 1,840.
Za razgradnju sapunice koja je zadana u primjeru praktički je potrebno, uz 10% viška, 17,58 litara 95;6%sumporne kiseline.
b) Analizom u kemijskom laboratoriju ustanovljuje se količina natrija koji 6e nalazi u sapunici i označuje sa u %. Ako se količina sapunice koja se želi preraditi označi sa S u kilogramima, onda je u sapunici sadržano ukupno
čiste sumporne kiseline u tehničkoj označen je sa m, a njena specifična težina sa n. Iz omjera koji je sličan onome pod a), a koji se zasniva na istom kemijskom zakonu ekvivalentnosti, može se izračunati potrebna količina sumporne kiseline ovako:
S obzirom na to da je kod razgradnje potreban višak, ovu formulu treba proširiti, tako da uz višak od 5, 10 i 20% glasi:
Masna kiselina koja je dobivena na taj način, kako je rečeno, nije čista, jer sadržava više ili manje neutralnog ulja, kao i nečistoća koje joj daju tamnu boju, miris a često i taloge. Ova masna kiselina upotrebljava se za izradbu sapuna, kolomasti, tehničkih sapunskih smjesa (ulje za bušenje, ulje za podmazivanje i pranje itd.) kao i za izradbu čistih masnih kiselina putem frakcionirane destilacije.
Preradba zemlje za odbjeljivanje
Zemlja upotrebljena za odbjeljivanje nakon vađenja iz filtarpreša sadržava još stanovitu količinu ulja, do 30%, što ovisi o ispuhivanju filtarpreša, tako da bi bilo nerentabilno baciti je bez prethodnog vađenja ulja, ukoliko nije potrebno zemlju regenerirati i ponovno vratiti u proces. Ako zemlje za bijeljenje nema mnogo, može se postepeno dodavati pogačama na ekstrahiranje, premda to ne utječe najbolje na ekstrahirano ulje koje će, na taj način, sadržavati nešto više primjesa, dok će u pogačama biti nešto više mineralnih primjesa. Da se to ne bi dogodilo, zemlja za odbjeljivanje oslobađa se ulja postupkom u autoklavu ili u posebnoj ekstrakcionoj instalaciji.
Postupak u autoklavu sastoji se u tome da se zemlja za odbjeljivanje promiješa sa pfopinom sode, lužine i soli ili nekim drugim elektrolitom, uz grijanje pod tlakom od 1—2 atm. Grijanje s miješanjem traje 1—2 sata, kod čega se zemlja za bijeIjenje odvoji od ulja i padne na dno u vodenu otopinu, dok se ulje sakupi na površini.
Ekstrahiranje zemlje za bijeljenje provodi se u malim položenim ekstraktorima ili u uspravnim ekstraktorima s miješalom. Miscela koja se dobiva filtrira se u zatvorenim filtarprešama i tako filtrirana dovodi na destilaciju.
Zemlja koja se na jedan od prednjih načina oslobodila ulja suši se, grije do stanovite temperature (200—400° C), eventualno i ispire solnom kiselinom, čime se ponovno aktivira i ponovno upotrebljava.
Otpadne vode
Otpadne vode koje nastaju u procesu rafinacije kao, na primjer, voda od pranja ulja i masnih kiselina, voda iz barometričk’ih kondenzatora, voda kod pranja poda itd., sadržavaju više ili manje masnoća bilo ulja bilo masnih kiselina. Da bi se postigao što manji gubitak, potrebno je otpadne vode pročistiti i oduzeti im sadržane masnoće. Stoga se sve ovakve otpadne vode skupljaju u posebne kanalizacione jame s pregradama, koje su tako postavljene da u kanal može isteći samo čista voda, dok se masnoće skupljaju na površini gdje se mogu hvatati i skupljati.
Sl. 113 — Sabirna jama za otpadne vode: a) voda; b) masnoće
Izostavljeno iz prikaza
Ove sabirne jame moraju biti što veće, tako da voda kroz njih protječe vrlo malom brzinom; to je potrebno zato da masnoće koje se nalaze raspršene u vodi imaju vremena da se odijele i isplivaju na površinu.
Masnoće koje se sakupe od otpadnih voda većinom su jako onečišćene, pa ih je stoga najpodesnije upotrebiti za proizvodnju sapuna, ili ih razgraditi tako da posluže za dobivanje masnih kiselina.
Zaključak
Ulje, rafinirano kroz sve faze rafinacije, odsluzivano, neutralizirano, bijeljeno, dezodorizirano i hladno filtrirano, mora biti svijetle boje, bez mirisa, bez okusa i potpuno bistro. Ovakvo ulje služi kao jelo a svojstva su mu određena granicama propisanim u standardima koje propisuje država ili koji se ugovaraju između proizvođača i potrošača.
Ulje za tehničke svrhe nije potrebno provesti kroz sve faze rafinacije; većinom će biti dovoljno kiselo rafiniranje, sušenje i bijeljenje, a katkada kao, na primjer, kod ulja za boje i lakove; i ulja za rasvjetu, bit će potrebno izvršiti i neutralizaciju. I ova ulja, kao i ona za jelo, moraju odgovarati kvalitetnim uvjetima u standardima ili kupoprodajnim ugovorima.
Sl. 114 — Shema rafiniranja ulja za jelo: 1) rezervoar za sirovo ulje; 2) pumpa; 3) kotao za kiselu rafinaciju; 4) i 5) posude za pripremanje otopina ili kiseline za kiselu rafinaciju; 6) kotao za neutralizaciju; 7) rezervoar za sapunicu; 8) pumpa za sapunicu; 9) kotao za pranje i sušenje; 10) kotao za odbjeljivanje; 11) posuda za zemlju za odbjeljivanje; 12) tlačna pumpa; 13) filtarpreša za vruće filtriranje; 14) međurezervoar za ulje; 15) dezodorizator; 16) hladionik; 17) pumpa za ulje; 18) filtarpreša za hladno filtriranje; 19) rezervoar za jestivo ulje; 20) rezervoar za otpadnu vodu
Izostavljeno iz prikaza
Na slici 114. prikazan je shematski rad u toku potpune rafinacije, kod čega su pojedine faze međusobno vezane.
Hidriranje ulja
Hidriranje ulja je zasićenje dvostrukih vezova nezasićenih masnih kiselina vodikom, tako da se dvostruki vez pretvori u jednostruki, tj. zasićeni, a nezasićene masne kiseline u zasićene. Tok kemijske reakcije hidriranja može se prikazati ovom jednadžbom;
Ako su masne kiseline vezane na glicerin, mogu se također hidrogenirati tako da se trigliceridi nezasićenih masnih kiselina hidrogenacijom pretvore u gliceride zasićenih masnih kiselina, kako pokazuje slijedeći primjer:
Izostavljeno iz prikaza
triolein vodik tristearin
Izostavljeno iz prikaza
triglicerid linolenske tristearin kiseline
Hidrogenacija ne mora biti svaki put potpuna, već se može provesti samo djelomično, tj. višestruko nezasićene masne kiseline i njihove gliceride može se djelomično hidrogenirati u jednostruke nezasićene masne kiseline, odnosno njihove gliceride; na primjer:
Izostavljeno iz prikaza
triglicerid linolenske triolein kiseline
Prema tome, hidrogenacijom se nezasićena ulja pretvaraju u zasićene tvrde masti, jer su gliceridi zasićenih masnih kiselina kruti, dok su gliceridi nezasićenih masnih kiselina tekući — ulja.
Prikazane reakcije ne odvijaju se same od sebe već im je potrebno dodati toplinu i katalizator, čijim se posredstvom vodik veže na dvostruki vez. Da se pojača vezanje vodika, u praksi se, osim spomenutog, proces vodi i kod povišenog tlaka, jer vezanjem vodik iz plinskog stanja nestaje stoga što ulazi u masnu kiselinu; time se smanjuje volumen, tako da tlak ide u korist samoga procesa. t
U samoj proizvodnji hidriranje se može podijeliti na ove faze: 1. proizvodnja vodika; 2. priprema katalizatora; 3. predrafinacija ulja; 4. hidriranje ulja; 5. konačna rafinacija ulja.
1. Proizvodnja vodika
Vodik potreban za hidriranje dobiva se na dva načina: elektrolizom iz vode i preko užarenog željeza iz vodenih para.
Sl. 115 — Princip elektrolize vode: A) anoda; K) katoda; E) galvanski element; O) kisik; H) vodik
Izostavljeno iz prikaza
Urone li se u vođu dvije elektrode pripojene u krug istosmjerne struje, na njima će se sakupljati mjehurići plina vodika i kisika. Voda se, dakle, elektrolizom raspada u svoje elemente vodik i kisik. Vodik se sakuplja na negativnoj elektrodi — katodi, a kisik na pozitivnoj elektrodi — anodi. Ovaj princip elektrolize primjenjuje se u procesu dobivanja vodika u velikim količinama, kod čega se iskorišćuje i nastali kisik. Raspadanje vode elektrolizom može se prikazati ovom kemijskom jednadžbom:
2H20 = 2H2 + O2
Za proizvodnju vodika konstruirani su aparati zvani elektrolizeri, kod kojih su iskorištene velike površine elektroda, tako da je moguća proizvodnja što čistijeg vodika u velikim količinama a uz što manji potrošak električne energije. Moderni aparati na 1 m3 vodika kod 0° C i 760 mm živinog stupca troše 5,5 kWh, sa čistoćom vodika od 99,9 do 100% H. Kako se uz vodik razvija i kisik, to se on hvata i komprimira pod visokim tlakom (100—250 atm.) u čelične boce i upotrebljava za različite svrhe — za autogeno varenje, za razne oksidacije u kemijskoj industriji. u medicini itd.
Dobivanje vodika elektrolizom vrlo je lijep postupak jer daje najčišći vodik, a treba najmanje posla uz sami dovod električne energije.
Zemlje koje imaju skupu električnu energiju proizvode vodik djelovanjem vode na užarenu željeznu piljevinu prema slijedećim jednadžbama:
Fe + H20 → FeO + H,
2Fe + 3H20 → Fe208+ 3 H9
6 Fe + 8 H20 → 2 Fe804 + 8 H,
Ovaj proces oksidacije željeza uz oslobađanje vodika provodi se u generatorima. Željezni oksidi koji nastaju nakon oksidacije, reduciraju se pomoću vodenog plina prema jednadžbi:
Fe304 + 2H? + 2CO = 3Fe + 2 H20 + C09
2FeO + H2 + CO 2Fe + H20 + C02
Naizmjeničnim provođenjem pare, tj. oksidacijom željeza i redukcijom željeznih oksida pomoću vodenog plina dobivaju se naizmjenično vodik (za vrijeme oksidacije) i vodena para s ugljičnom kiselinom (za vrijeme redukcije) koji se otpuštaju u zrak.
Vodeni plin koji služi za redukciju željeza dobiva se iz koksa i vode prema jednadžbi:
C + H2O → CO + H2
U generatorima (slika 118.) nalazi se koks koji se najprije užari strujom zraka. Kad se postigne visoka temperatura, obustavi se strujanje zraka, a na užareni koks pušta se vodena para koja se s užarenim koksom spaja, kako pokazuje prednja jednadžba. Plinovi koji su rezultat prvog sagorijevanja, tzv. toplog puhanja, puštaju se u zrak jer sadrže CO2 i N2, kao i neke druge plinove osim vodika, dok se plinovi drugog puhanja, tj. hladnog, koji nastaju djelovanjem vodene pare na koks, hvataju 1 služe za redukciju željeza jer sadrže vodik i ugljični monoksid.
Sl. 116 — Elektrolizer
Izostavljeno iz prikaza
Ovi plinovi zovu se vodeni plinovi jer su dobiveni iz vode; ti plinovi služe za gorenje, za vršenje tehničkih redukcija i za proizvodnju vodika.
Vodik dobiven putem željeza nije čist pa ga prije upotrebe treba čistiti, jer onečišćenja, od kojih su najopasniji spojevi sumpora, truju katalizator koji gubi svoje katalitičko djelovanje.
Sl. 117 — Generator za proizvodnju vodika: Fe) željezna strugotina, ili željezna rudača; z i zi) gornji i donji zrak; P) ulaz vodene pare; H) izlaz vodika; s) ulaz vodenog plina za redukciju željeznih oksida; V) izlaz plinova za vrijeme redukcije; L) izlaz plinova za vrijeme nagrijavanja zrakom
Izostavljeno iz prikaza
Čišćenje vodika vrši se mokrim i suhim putem. Čišćenje mokrim putem vrši se otopinama lužine (KOH ili NaOH), pranjem vodom i slično. Čišćenje mokrim putem vrši se u aparatima za pranje zvanim skruberima; to su tornjevi napunjeni rašigovim prstenovima preko kojih curi lužina ili voda, dok sa donje strane prema gore dolazi vodik. Skruberi su slični deflegmatorima koji služe u ekstrakciji za taloženje i hvatanje posljednjih ostataka benzinskih para. Čišćenje suhim putem vrši se preko kontaktnih masa koje vežu pratioce vodika, kao i preko posuda sa raznim zaprekama kod čega se vodik oslobađa vodenih para i drugih nečistoća. Uprkos najbrižnijem čišćenju, vodik dobiven preko željeza nikad nije tako čist kao elektrolitski, već uvijek sadrži stanovite primjese drugih piinova, na primjer dušika, kisika itd.
Sl. 118 — Generator za vodeni plin: G) generator; D) dimnjak; C) koks; Z) ulaz zraka za toplo puhanje; P) ulaz pare za hladno puhanje; V) izlaz vodika
Izostavljeno iz prikaza
Vodik se prije upotrebe sprema u rezervoare, takozvane gazometre, ili u visokotlačne kesone. Gazometri su limena zvona koja se uronjavaju u bazen s vodom. Dolaskom plina pod limeno zvono, tj. u gazometar, zvono se podiže prema volumenu koji u njemu zauzima plin. Vodik u gazometrima nalazi se pod niskim tlakom. Gazometri mogu biti građeni na dva načina: kao jednostavno zvono ili kao teleskop. Teleskop ima zvono, dok je plašt sastavljen od više plašteva bez dna koji ulaze jedan u drugi, tako da bazen s vodom ne mora biti toliko dubok da bi cijela visina zvona mogla biti uronjena, kao što može biti uronjena kod jednostavnog zvona. Kesoni visokog tlaka.su rezervoari posebne konstrukcije od vrlo jakog materijala, u koje se tlači vodik pomoću tlačnih pumpa, te u njima stoji pod vrlo velikim tlakom. Kesoni pod tlakom upotrebljavaju se zbog manjeg volumena i ukapljivanja vode, premda je vodik pod tlakom kao plin koji gori, a koji je s kisikom eksplozivan, naročito opasan pod visokim tlakom.
Sl. 119 — Gazometar na principu teleskopa
Izostavljeno iz prikaza
Kod upotrebe vodika treba osobito dobro paziti na njegovu čistoću, jer smjesa vodika i kisika u omjeru 2:1 vrlo je ekspiozivni plin — plin praskavac; čak je potrebno da se u prostorijama u kojima se radi s vodikom stalno vodi kemijska kontrola zraka da se ustanovi, ne postoji li u zraku stanovita količina vodika koja bi mogla postati opasna. Vodik je plin bez boje, okusa i mirisa. Nije ekspiozivan ako je sam, ali na zraku gori i eksplozivan je. Vodik je lakši od zraka i stoga se diže u visinu. Stoga je u prostorijama gdje se radi s vodikom dobro podržavati visoku ventilaciju.
2. Priprema katalizatora
Katalizatori uopće su metali ili kemijski spojevi koji na svoju površinu privlače dijelove drugih materijala. Na taj način ih približe jedan drugom tako da lakše dolazi do njihovog međusobnog spajanja. Kao katalizator kod hidriranja najčešće se upotrebljuje nikalj, premda ima i boljih katalizatora, kao što su platina i paladij, koji su manje osjetljivi prema različitim nečistoćama vodika, ali su zato mnogo skuplji tako da u većim količinama ne dolaze u obzir. Katalizator koji se upotrebljava mora biti što finije samljeven, jer katalizator djeluje svojom površinom; stoga mu treba povećati površinu, a poznato je da je površina jedne materije utoliko veća, ukoliko je finije samljevena.
Nikalj kao katalizator upotrebljava se u obliku niklovog formijata (sol nikla i mravlje kiseline), a rjeđe u obiiku niklovog karbonata. Ove niklove soli reduciraju se prije same upotrebe zajedno s uljem u struji vodika. Redukcija teče prema jednadžbina
NiCO3 → NiO + CO2
NiO + H2 → Ni + H2O
Ukoliko se upotrebijava niklov formijat, nije potrebno vršiti: posebnu redukciju jer se on već na nižoj temperaturi (148° C) raspada u metalni nikalj, ugijičnu kiselinu i vodik prema jednadžbi:
Ni(OOCH)2 . 2H2O → Ni + H2 + CO2 + H2O
Niklove soli se prije redukcije fino samelju u kugljičnim mlinovima, što se može vršiti u suspenzji s uljem ili na suho. Ukoliko je mljevenje bilo suho, katalizator se pomiješa s uljem i stavi u redukcionu posudu, koja se grije električnom strujom iii pregrijanom parom na 230° C, kod čega dolazi do stvaranja elementarnog niklja. Istovremeno s redukcijom kataiizatora provede se hidrogenacija ulja, tako da se najlon redukcije ulje s katalizatorom izlije u oblike (forme), u kojima se skrutne. Ovo je najpodesniji oblik u kome se katalizator može čuvati bez opasnosti od oksidacije, a najpodesniji je i za mjerenja prije hidriranja.
3. Predrafinacija ulja
Ulje koje se dovodi na hidrogenaciju, bez obzira na to da li će hidrirano ulje biti jestivo ili tehničko, mora se podvrći predrafinaciji. Kod predrafinacije je najvažnije da se odstrane sluzi i slobodne masne kiseline. Sluzi se kod hidriranja talože na katalizator te mu smanjuju djelovanje. Slično .je i sa slobodnim masnim kiselinama koje se spajaju s metalnim niklom i tako ga izbacuju iz djelovanja kao kataiizatora, jer u obliku sapuna nikalj više nema katalitičkih svojstava. Prema tome, ulje prije hidriranja mora biti oslobođeno od sluzi i neutralizirano, a poslije neutralizacije prano i sušeno. Ove operacije vrše se na isti način kao i u toku rafinacije ulja, pa se često hidrirnice spajaju u zajedničke pogone s rafinerijama.
4. Hidriranje ulja
Postupak hidriranja u užem smislu sastoji se od zagrijavahja ulja, miješanja s katalizatorom, hidriranja u aparatu za hidrogenaciju s vodikom i, konačno, od hlađenja i filtriranja. Zagrijavanje ulja vrši se u protustrujnim zagrijačima, u kojima vruće ulje koje dolazi s hidriranja predaje toplinu hladnom ulju prije hidriranja. Izmjenjivači topline su uspravni kotlovi sa dvostrukim stijenama i cijevnim sistemom. Kroz sistem cijevi i dvostruki plašt ulazi hladno ulje, dok toplo ulje ulazi u sam kotao u kome se pomoću miješala miješa radi jednoličnijeg hlađenja. Ugrijano ulje stavlja se pomoću pumpe u aparat za miješanje s katalizatorom. To je zatvoreni uspravni kotao s vrlo jakim miješalom.
Sl. 120 — Zagrijač ulja — izmjenjivač topiine: a) hiadno ulje; b) vruće ulje
Izostavljeno iz prikaza
U taj aparat ne treba staviti cijelo punjenje (šaržu) koja ide na hidriranje, već samo jedan dio. Pošto se dobro izmiješa, mješavina i ostatak ulja povuče se pomoću vakuuma u aparat za hidriranje. Prije dovođenja vodika aparat se evakuira đa bi se odstranio kisik iz zraka (da se spriječi nastajanje eksplozivne smjese vodika i kisika, kao i da se spriječi spajanje vodika s kisikom, koji daju vodu koja kod postupka hidriranja smeta. Isto tako prisutni bi kisik oksidirao katalizator nikalj koji bi, prema tome, postao neaktivan). U evakuirani aparat, nakon zagrijavanja na 150—180° C, pušta se pod tlakom vodik. U prvom času nastaje vrlo jaka reakcija, tako da uslijed vrlo naglog primanja vodika na dvostruke vezove može doći i do stvaranja vakuuma. No već nakon tog prvog zasićenja proces teče dalje polako, a vodik se pusti cirkulirati kroz aparat gdje se miješa s uljem. Hidriranje se provodi uz povišeni tlak koji ubrzava proces, i to kod 1,5 do 3 atm; može se hidrirati i kod višeg tlaka ali time se poskupljuje proces više nego što se dobiva ubrzavanjem procesa. Hidriranje ulja provodi se u jakim aparatima za hidriranje koji se zovu autoklavi. Ti aparati imaju uređaj za zagrijavanje pregrijanom vodenom parom ili električnim uređajem za grijanje, cijevi za hlađenje ulja, jer se hidriranjem ulje sve više grije, zatim cijevi za izravno uštrcavanje vodika i jako miješalo. Takav aparat prikazuje slika 121.
Sl. 121 — Autoklav (aparat za hidriranje ulja)
Izostavljeno iz prikaza
Vodik koji cirkulira mora se prije ponovnog puštanja u autoklav čistiti. Čišćenje vodika vrši se mokrim i suhim putem. Mokrim putem se vodik čisti u skruberima s otopinom lužine od 35° Be, čime se odstranjuje CO2 i voda, a suhim putem preko čistača s rašigovim prstenovima gdje se odvajaju čestice vode.
Hidrogenacija se provodi sve dok se ne postigne željeni stepen zasićenosti (2 do 6 sati), tj. željeno talište hidrirane masti. Budući da će kod svakog ulja stepen zasićenja biti postignut nakon drugog vremena hidriranja, kod svake promjene sirovine, a najbolje kod svake šarže, potrebno je proces hidriranja pratiti stalnim određivanjem točke taljenja, jodnog broja ili refrakcije koji se mijenjaju zasićenjem dvostrukih vezova nezasićenih masnih kiselina.
Prema jodnom broju ulja prije hidriranja i jodnom broju masti nakon hidriranja može se izračunati potrebna količina vodika prema formuli:
Izostavljeno iz prikaza
V = volumen H2 u m3 (pod normalnim okolnostima) potreban za hidriranje 100 kg ulja;
J = jodni broj ulja prije hidriranja;
J1 = jodni broj hidrirane masti (ulja poslije hidriranja);
127,2 = atomska težina joda;
22,4 = volumen jednog mola vodika.
Ovako izračunata količina vodika potrebna je teoretski, no zbog stanovitih gubitaka vodika treba dodati oko 10’Vo viška.
Katalizator se dodaje, prema vrsti postupka, u količini od 0,5%, računavši na ulje.
Po završetku hidrogenacije ulje se hladi bilo u samom autoklavu, bilo u izmjenjivaču topline. Hlađenje se provodi do temperature nešto iznad temperature taljenja hidrirane masti. Ohlađena hidrirana mast filtrira se još u tekućem stanju da se odstrani katalizator, a zatim se dostavlja na konačnu rafinaciju. Filtriranje se vrši u filtarprešama sa glavama koje se griju da se hidrirana mast ne bi u njima suviše ohladila i skrutnula. Nakon filtriranja filtarpeša se ne ispuhava zrakom kako je to uobičajeno kod filtriranja ulja, jer bi se kod toga naglo oksidirao katalizator koji se nakon filtracije sakuplja i ponovno upotrebljava.
Sl. 122 — Shematski prikaz hidriranja: A) gazometar; b) tiačna pumpa za vodik; c) autoklav; d) sakupljač i hladionik masne kiseline; e) skruber za pranje vodika; f) sušenje vodika; g) sirovo ulje; h) pumpa za ulje; i) izmjenjivač topline; j) pumpa za mast; k) filtarpreša; 1) katalizator; m) hidrirana filtrirana mast
Izostavljeno iz prikaza
Na slici 122. prikazan je shematski rad jedne hidrirnice.
U novije se vrijeme i kod procesa hidrogenacije primjenjuje kontinuirani postupak. Kontinuirana hidrogenacija vrši se u koloni u koju, u protustruji, ulaze vodik i ulje. Katalizator se nalazi u pojedinim segmentima na nosačima katalizatora na koje je taložen. Katalizator se reducira u samoj koloni koja se grije električnim putem. Kontinuiranim postupkom proces liidrogenacije postaje brži i racionalniji, ali je upravljanje njime nešto teže nego kod diskontinuiranog postupka.
5. Konačna rafinacija hidriranog ulja
Hidrirano ulje, prema namjeni, podvrgava se daljnjoj preradbi. Najčešće se rafinira ako je potrebno za jelo i za proizvodnju margarina. Ako se hidrirano ulje upotrebljava za tehničke svrhe, uglavnom za proizvodnju sapuna, ne treba ga rafinirati.
Konačna rafinacija jestivog hidriranog ulja sastoji se, prema potrebi, od neutralizacije, pranja, sušenja, odbjeljivanja, filtriranja i dezodorizacije. Način rafiniranja hidriranog ulja je isti kao i kod rafiniranja sirovog ulja.
6. Zaključak
Hidrirana ulja, prema jačini hidriranja i prema želji, mogu imati razna tališta. Hidrirana ulja koja se upotrebljavaju za jelo ne smiju imati talište više od 37-—38° C, jer se u tom slučaju ne tale u čovječijem tijelu. Isto tako, za krajeve s toplijom klimom proizvode se hidrirane masti s višim talištem (30—37° C), a za krajeve s hladnijom klimom s nižim talištem (25—30° C). Hidrirane masti za proizvodnju sapuna mogu imati i više talište (35 do 45° C). Hidrirane masti upotrebljavaju se najviše za proizvodnju margarina i drugih umjetnih biljnih masla, a zatim i za proizvodnju sapuna. Hidrirane masti nisu najpovoljnije za proizvodnju sapuna, jer daju sapune sa slabom pjenom, no to se može vrlo lako odstraniti dodatkom manjih količina drugih masnoća. Jako nezasićena ulja (lan, soja, suncokret itd.) podvrgavaju se samo djelomičnoj hidrogenaciji sa svrhom dobivanja, manje nezasićenih ulja, koja nisu više podložna brzoj ranketljivosti, tako da se u tom stanju mogu upotrebljavati u konzervama i kao dodatak margarinima.
Hidriranju se mogu podvrgnuti sva ulja koja su sastavljena od nezasićenih masnih kiselina, pa i ona s oksimasnim kiselinama, kao što je ricinusovo ulje. Ricinusovo, kao i druga ulja koja se zbog svojih svojstava i sastava ne upotrebljuju za jelo, hidriranjem postaju sposobna za jelo.
Dobivanje masnih alkohola
Jačom hidrogenacijom masnih kiselina i njihovih glicerida vodik reducira —COOH skupinu masnih kiselina u —OH skupinu, čime se masne kiseline pretvaraju u masne alkohole. Prema masnim kiselinama iz kojih su dobiveni, ima različitih masnih alkohola kao što su laurilalkohol, miristiialkohol, cetilalkohol, oktodecilalkohol, oceilalkohol itd. Kako se iz tabele 23. vidi, masni alkoholi imaju veliku molekulu, i to s onoliko C atoma koliko ih je bilo u masnoj kiselini od koje su dobiveni. Masni alkoholi imaju visoko talište, uslijed čega su svi iznad deset C atoma u molekuli u krutom stanju. Masni alkoholi su uslijed prisutnosti —OH skupine hidrofilne prirode, tj. miješaju se s vodom ali i s uljima, tako da imaju svojstva vrlo dobrih emulgatora.
| Ime | Formula | Mol. tež. | Talište |
| oktilalkohol | C8H18O | 130 | 15° C |
| decilalkohol | C10H22O | 158 | 7° C |
| laurilaikohoi | C12H26O | 186 | 24° C |
| miristilalkohol | C14H30O | 214 | 38° C |
| cetilalkohol | C16H34O | 242 | 49,5° C |
| oktodeciialkohol | C18H38O | 270 | 59° C |
| oleilalkohol | C18H38O | 268 | 5° C |
Proces hidrogenacije masnih kiselina ili njihovih glicerida u masne alkohole može se prikazati slijedećom kemijskom jednadžbom:
RCOOH + 2 H2 = RCH2OH + H2O ili RCOOR’ + 2 H2 → RCH2OH + R’OH
Hidrogenacija u industrijskoj proizvodnji danas se najčešće vrši pomoću katalizatora pod visokim tlakom i na povišenoj temperaturi. Kao katalizatori upotrebljavaju se metali nikalj, krom, mangan, cink, titan, vanadij i drugi. Prema raznim patentima i upotrebi pojedinih katalizatora, upotrebljavaju se tlakovi od 150 do 300 atm, a temperature od 170″ do 360° C.
Aparatura, napose autoklav, koja se upotrebljava za hidriranje pod tako visokim tlakom vrlo je slična aparaturi za dobivanje amonijaka sintetskim putem. Shema rada proizvodnje masnih alkohola hidrogenacijom masnih kiselina prikazana je na slici 123. Prije ulaza u autoklav masne kiseline se zagrijavaju na potrebnu temperaturu. Vodik koji se tlači u autoklav također se grije. Budući da kod ove izvedbe autoklava i kod tih vrlo visokih tlakova nije moguće upotrebiti miješalo, to se vodik pusti cirkulirati kroz autoklav, tako da pospješuje miješanje s masnim kiselinama. Vodik koji cirkulira prelazi kroz aparate za čišćenje. Nakon hidrogenacije dobiveni alkoholi se filtriraju da se odijele od katalizatora. Budući da se od smjese masnih kiselina dobivaju razni alkoholi, ako se žele pročistiti i međusobno odijeliti, podvrgnu se frakcioniranoj destilaciji koja se na isti način provodi kao kod destilacije masnih kiselina.
Sl. 123 — Shema proizvodnje masnih alkohola: 1) zagrijači masnih kiselina; 2) pumpa; 3) autoklav; 4) prelazna posuda; 5) rezervoar; 6) pumpa za filtriranje; 7) filtarpreša; 8) rezervoar za gotove alkohole; 9) gazometar; 10) tlačna pumpa za vodik; 11) cirkulaciona pumpa; 12) zagrijači vodika
Izostavljeno iz prikaza
Masni alkoholi imaju naročito važnu i svestranu upotrebu kao dobri emulgatori. U medicini i kozmetici upotrebljavaju se kao emulgatori za razne masti koje prisustvom masnih alkohola dobivaju svojstvo upijanja u kožu. U tekstilnoj industriji masni alkoholi služe za kvašenje tkiva i za pranje. U industriji kože i Iaštila masni alkoholi upotrebljavaju se namjesto prirodnih voskova, ali i kao emulgatori za izradu emulzija za mašćenje još nedovršene kože. Kao emulgatori masni alkoholi omogućuju stvaranje emulzija vode s mineralnim uljima, što je potrebno kod izradbe tehničkih emulzija u metalnoj industriji.
Da bi se pospješilo svojstvo stvaranja emulzija, masni se alkoholi sulfuriraju čime postaju još hidrofilniji pa omogućuju još lakše stvaranje emulzija, pogodnih naročito za pranje, mašćenje i močenje tekstilnih prerađevina.
Proizvodnja margarina
Margarin po svojoj svrsi i sastavu sličan je kravljem maslacu, pa se u prvo vrijeme upotrebljavao kao njegov nadomjestak. Danas je, međutim, margarin ravnopravan maslacu, te ga mnogi narodi troše kao vrijednu masnoću. Po kemijskom sastavu, razlika između kravljeg maslaca i margarina je, kako pokazuje analiza u tabeli 24., vrio mala.
| Sastojci | Margarin | Maslac |
| voda u % | 12,00 | 11,83 |
| tripalmitin u % | 18,30 | 16,83 |
| tristearin u % | 38,50 | 35,35 |
| tributirin, trikapron, trikaprin u % | 0,26 | 7,61 |
| bjelančevine u % | 0,75 | 0,18 |
| pepeo | 5,22 | 5,22 |
Kako se vidi, jedina razlika između maslaca i margarina je u giiceridima viših zasićenih masnih kiselina u margarinu prema nižim masnim kiselinama u maslacu, koje mu daju specifični miris i okus. Oba proizvoda su zapravo emulzije vode u mastima, s tim da je maslac prirodna životinjska emulzija, dok je margarin sastavljen na umjetni način.
Proizvodnja margarina može se podijeliti na ove faze proizvodnje: a) priprema sirovina i sastavljanje smjese; b) emulgiranje; c) kristalizacija i gnječenje; d) formiranje i pakovanje.
A) Priprema sirovina
Za proizvodnju margarina upotrebljavaju se prirodne mast) (kao rafinirani loj, svinjska mast, oleomargarin), zatim hidrirane masti, prirodna rafinirana ulja grupe oleinske kiseline, a kod nekih vrsta margarina, takozvanih mliječnih margarina, upotrebljava se mlijeko ili sirutka, zatim voda, kuhinjska sol, emulgatori, boje, mirisi i vitamini. Vitamini se dodavaju radi povećavanja njihove hranjivosti u fiziološkom pogledu.
Masti i ulja koja se upotrebljavaju za dobivanje margarina moraju biti posve neutralnog mirisa i okusa. Prema visini tališta margarin kombiniraju se masnoće raznih tališta; kod toga se mora paziti na to da taljenje margarina bude u što većem temperaturnom razmaku, jer se time povećava njegova mazivost i kod većih razlika u temperaturi kod koje se upotrebljava. Taljenje margarina odabire se također i prema temperaturi kraja u kome se margarin troši, kao i prema njegovoj namjeni. Margarin za pečenje može imati više a margarin za jelo niže talište.
Prije sastavljanja smjese za proizvodnju margarina, masti i ulja ugriju se na temperaturu višu od tališta one masti koja ima najviše talište. Taljenje masnoća vrši se u rezervoarima sa grijanjem.
Mliječnom margarinu dodaje se mjesto vode mlijeko, koje se prethodno kiseli a zatim sterilizira. Dodatak mlijeka ima tu dobru stranu da daje dobru aromu i kiselinu koja djeluje konzervirajuće, a budući da je mlijeko dobar emulgator, pospje:uje izradu emulzije. Loša strana dodavanja mlijeka je u tome što je mlijeko dobra hrana za mikroorganizme pa pospješuje kvarenje i laku infekciju margarina; stoga se u novije vrijeme mliječni margarini ne rade u tolikoj mjeri, a u nekirn su zemljama i zakonom zabranjeni. Ukoliko se margarinu ne dođaje mlijeko, dodaje mu se diacetil da se nadomjesti mliječna aroma.
Na tabeli 25. prikazan je sastav ulja i masti u trima vrstama margarina označenim sa I., II. i III.
| Masnoće | Vrsta margarina | ||
| – | I. | II. | III. |
| kokosov-o ulje rafinirano | 80% | ||
| kokosovo ulje hidrirano | 10% | — | – |
| pamukovo ulje rafinirano | 10% | 10% | 25% |
| pamukovo; ulje hidrirano | — | 90% | — |
| maslinovo ulje rafinirano | — | — | 50% |
| svinjska mast | 25% | ||
B) Emulgiranje
Postizavanje što stabilnije emulzije sa što finije razdijeljenim česticama vode u mastima, jedna je od najvažnijih zadaća Rod proizvodnje margarina. Osim o samom mehaničkom procesu emugiranja, postizavanje dobrih emulzija ovisi i o dodavanju emulgirajućih sredstava. Emulgirajuća sredstva — emulgatori — moraju imati svojstva otapanja u mastima uz istovremeno vezanje vode. Jedan od emulgatora koji se najčešće upotrebljava u proizvodnji margarina je lecitin, biljni ili životinjski. Lecitinom se dobivaju vrlo fine i stabilne emulzije.
Sl. 124 — Kirn-stroj
Izostavljeno iz prikaza
Smjesa sastavljena od masti, ulja, vode ili mlijeka, začina i emulgatora, podvrgava se emulgiranju u takozvanim kirn-strojevima. Kirn-strojevi su ovalni uspravni kotlovi sa tri do četiri snažna miješala koja se vrlo brzo vrte te tako djeluju na dobivanje emulzije. U novije vrijeme, mjesto kirn-strojeva upotrebIjavaju se u toku kontinuiranog postupka rotacioni emulgatori koji su slični centrifugalnim pumpama, no s tim da su lopatice rotora tako postavljene da mućkaju tekućinu i polako je protjeruju kroz rotirajući emulgator.
Sl. 125 — Bubanj za hlađenje i kristalizacijuj emulzije margarina
Izostavljeno iz prikaza
C) Kristalizacija
Tekuća emulzija podvrgava se naglom hlađenju, uslijed čega dolazi do kristalizacije. Da bi emulzija zadržala što finiju strukturu, hlađenje se mora izvršiti naglo. Kristalizacija emulzije vrši se na bubnjevima, koji su hlađeni rashladnom smjesom ili u njima samima ekspandira tekući amonijak, kod čega se postizava vrlo niska temperatura. Emulzija se dodaje u tankom sloju i jednoliko na sporo rotirajući bubanj, tako da se taj tanki sloj smjesta kristalizira, a nož koji je postavljen na bubnju, struže nastali čvrsti sloj margarina. Kako je kod masti vrlo česta pojava da se pothlađuju, to se nakon ovog hlađenja i dalje nastavlja kristalizacija. Daljnja kristalizacija vrši se u tanjurastim aparatima, gdje se uz kristalizaciju vrši i homogenizacija produkta. Tanjurasti aparati sastoje se od drvenog tanjura koji se poiaka okreće, a u kojemu djeluju valjci i lopate koje margarinsku smjesu mijese i gnječe. Potpuna homogenizacija proizvoda vrši se u gnječilicama. U modernoj proizvodnji, mjesto tanjurastog stroja i gnječilice za homogenizaciju gnječenjem i naknadnu kristalizaciju, upotrebljava se kontinuirana vakuum-gnječilica. U vakuum-gnječilicama stvara se vakuum radi odstranjivanja zraka, koji se kod gnječenja može umiješati u margarin i tako ga onečistiti i zaraziti mikroorganizmima. Kako, međutim, u kontinuiranim gnječilicama proces gnječenja teče brzo, emulziji treba dati vremena za potpunu kristalizaciju; stoga se emulzija ne stavlja odmah nakon ohlađenja u vakuum gnječilice, već se u nju dodaje polaganom transportnom trakom.
D) Formiranje i pakovanje margarina
Izgnječeni margarin stavlja se u strojeve za formiranje i pakovanje. Ti strojevi mogu biti potpuni automati ili poluautomati. Strojevi za formiranje rade na principu puža, koji margarin gura u manji prostor prema izlaznom otvoru. Taj otvor može biti raznog oblika; njegov oblik prima margarin koji izlazi u bezkonačnom mlazu. Dok margarin izlazi, reže se automatski ili, kod poluautomata, ručno u komade željene težine — od 100 g do 1 kg.
Sl. 126 — Kontinutrana vakuum-gnječilica
Izostavljeno iz prikaza
Margarin se pakuje u mastan papir ručno ili u automatskim strojevima za pakovanje.
Na slici 127. prikazan je shematski rad kontinuirane proizvodnje margarina.
Sl. 127 — Kontinuirana proizvodnja margarina: 1) i 2) rezervoari za taljenje i temperiranje masnoća; 3) rezervoar za mlijeko; 4) pumpa za mlijeko; 5) pasterizator; 6) rezervoar za doziranje mlijeka; 7) kutija za kiseijenje; 8) vaga; 9) tank za mlijeko; 10) rezervoar za temperiranje; 11) emulgator; 12) bubanj za hlađenje; 13) transportna vrpca; 14) vakuum gnječilica; 15 stroj za formiranje
Izostavljeno iz prikaza
Osim margarina koji se izrađuje na bazi sastava maslaca, proizvode se i umjetne sastavljene masti bez dodatka mirisa i drugih začina, a katkada i bez dodatka vode. Sastavljene biljne masti zovu se u svijetu compound lard (sastavljene masti). Upotrebljavaju se također i za jelo, i to za izradbu tjestenina, kolača, bombona i drugih jestvina.
Proizvodi dobiveni oksidacijom i polimerizacijom ulja
Ulja nezasićenh masnih kiselina, kao što su linolne i linolenske, imaju svojstva primanja kisika iz zraka, uslijed čega se pretvaraju u smolastu masu koja nakon stanovitog vremena postaje posve suha. Ovo svojstvo naziva se sušivost ulja. Kemijski dolazi kod sušenja ulja do oksidacije i polimerizacije prema slijedećim jednadžbama:
Izostavljeno iz prikaza
Sam kemizam oksidacije i polimerizacije još nije sasvim razjašnjen pa se već iz gornjih primjera vidi da kod oksidacije i polimerizacije može doći do vrlo mnogih kombinacija vezivanja kisika na dvostruke vezove kao i međusobno vezivanje samih dvostrukih vezova pod utjecajem oksidacije.
Oksidacijom i polimerizacijom ulja gube svojstvo uljevitosti i pretvaraju se u smolastu masu zvanu linoksin. Pod utjecajem svijetla i topline oksidacija se ubrzava, a isto tako dodavanjem ubrzavača oksidacije kao što su metaini oksidi, sapuni masnih i smolnih kiselina s teškim metalima. Ovi metalni oksidi i sapuni zovu se sikativi. Prirodna ulja kojima nisu dodani sikativi suše se vrlo polako, jer sadrže stanovite usporivače oksiđacije kao što je tokoferol iz grupe vitamina E, koji se nazivaju inhibitorima.
Firnis
Firnis je proizvod ulja linolne i linolenske grupe, kojeniu je preradbom povećana brzina sušenja, a upotrebljava se u tehnici bojenja kao vezivno sredstvo pigmentnih boja.
Preradba prirodnih ulja u svrhu ubrzavanja oksidacije sastoji se u dodavanju sikativa uz eventualnu djelomičnu oksidaciju.
Sikativi koji se upotrebijavaju u tehnici su oksidi olova, mangana, cinka, zatim njihovi sapuni s masnim ili smolnim kiselinama, kao i borati nekih teških metala. Sikativi se dodaju uz zagrijavanje ulja, ukoliko se upotrebljavaju oksidi, ali uz upotrebu sapuna mogu se prirediti hladnim putem jednostavnim dodavanjem sapuna otopljenih u prikladnim otapalima.
Sl. 128 — Kotao za kuhanje firnisa s parnim grijanjem
Izostavljeno iz prikaza
U praksi postoje dva načina dobivanja firnisa: vrući i hladni. Vrućim postupkom ulje se zagrijava u kotlu grijanom direktnom vatrom ili pregrijanom parom na temperaturu od 240 do 280″ C. Kad se postigne ova temperatura, doda se sikativ (metalni oksid), te se uz daljnje grijanje podržava temperatura uz stalno miješanje koje traje nekoiiko sati. Metaini oksidi dodavaju se u količini od 0,5% s obzirom na količinu ulja. Kod zagrijavanja ulja dolazi do pjenjenja uslijed ispuštanja plinova, koji su produkti djelomične razgradnje ulja.
Kod aparata koji se griju vodenom parom, plinovi se odvajaju u manjoj količini. Kod ovog postupka kuhanja firnisa može se u ulje puhati zrak, čime se postizava djelomična oksidacija, a ulje dobiva veći viskozitet i bolju brzinu sušenja. Kod puhanja zraka za vrijeme kuhanja firnisa, dolazi do samozagrijavanja uslijed oksidacije; da se u tom slučaju temperatura ne bi podigla previsoko, kod čeg se firnis može sam od sebe upaliti, podržava se početna temperatura hlađenjem vodom kroz sistem cijevi za hlađenje, koje mogu biti iste koje su služile za zagrijavanje vodenom parom.
Hladni postupak sastoji se u zagrijavanju na svega 110 do 180°, s tim da se sikativi ne daju u obliku oksida već da su spremljeni u obliku sapuna masnih ili smolnih kiselina, i to otopljeni u manjim količinama ulja. Kod hladnog postupka dobivaju se firnisi svjetlije boje i manjeg viskoziteta.
Dobar firnis mora imati sposobnost brzog i potpunog sušenja, mora biti svijetle boje i bez taloga. Osim pažljivom preradbom i upotrebom dobrih sikativa ovo se postizava i odabiranjem dobrih sirovina. Za proizvođnju firnisa najpogodnija su ulja s visokim jodnim brojem, dakle jako nezasićena kao što je laneno ulje, ulje lalemancije, konopljino ulje ,makovo ulje itd. Što je jodni broj ulja manji, to je ulje manje podesno za dobivanje firnisa.
Na tabeli 26. prikazan je odnos brzine sušenja i jodnog broja nekih ulja.
| Vrsta ulja | Jodni broj | Vrijeme sušenja na 100° C |
| ulje perile | 206 | 1 sat |
| laneno ulje | 180 | 2—3 sata |
| sojino ulje | 122 | 5—6 sati |
| makovo ulje | 137 | 7—8 sati |
| maslinovo ulje | 80 | ne suši se |
Ugušćena ulja
Ugušćena ulja ili litografski firnis je vrsta firnisa dobivena dugim zagrijavanjem vrlo sušivih ulja na visokoj temperaturi. Zagrijavanje ulja vrši se na 280 do 290° C u odsutnosti zraka, odnosno u struji indiferentnog plina kao što je dušik ili ugljična kiselina. Ovim zagrijavanjem ulje se polimerizira, što se očituje na povišenju specifične težine i viskoziteta. Proces ugušćivanja ulja polimerizacijom vrši se u zatvorenim kotlovima koji imaju priključak za ulaz indiferentnog plina koji ulazi u ulje te ga ujedno miješa. Na aparatu se nalaze i priključci za izlaženje nastalih para koje destiliraju.
Ulja ugušćivanjem zadržavaju sposobnost sušenja. Sušenje ugušćenih ulja teče sporije nego sušenje kuhanih firnisa, pa i onda ako im se dodaju sikativi. Ugušćena ulja daju kod sušenja čvršće i elastičnije filmove koji su otporniji prema koroziji, a imaju veći sjaj, zbog čega su vrednije boje izrađene ugušćenim uljima. Zbog tog svojstva boje s ugušćenim uljima upotrebljavaju se za bojenje objekata koji su izloženi većoj koroziji.
Uslijed polimerizacije, tj. povećavanja molekula ugušćena ulja daju sušenjem proizvode koji su elastični; stoga se ugušćena ulja upotrebljavaju za impregnaciju tzv. masnih tkanina, jer se očvršćeno ulje na njima ne lomi i ne ljušti, kao što bi se lomilo i ljuštilo da je tkanina impregnirana običnim firnisom.
Sl. 129 — Aparat za ugušćivanje ulja
Izostavljeno iz prikaza
Ugušćena ulja nose naziv i litografski firnis zbog toga što se upotrebljava za izradbu litografskih (štamparskih) boja. Visoki viskozitet ugušćenih ulja priječi da se zamasti papir na koji se položi štamparska boja i da se razlije upijena masnoća, tj.. ulje.
Puhana ulja
Puhana ulja dobivaju se uvođenjem zraka ili kisika u manje nezasićena ulja kao što je repičino, pamukovo, riblje itd. Uvođenje zraka u ulje vrši se na temperaturi od 100 do 130° C. Puhanjem zraka ova se ulja oksidiraju i polimeriziraju, uslijed čega postaju viskozna, ali nisu nezasićena pa stoga nemaju svojstvo sušenja. Ova ulja se upotrebljavaju za izradbu maziva i mazivih proizvoda, zatim za mašćenje i masno štavljenje kože (semiš) kao nadomjestak tranima i kao umjetni degras (vrsta maziva za kožu).
Linoleum
Kao konačni proizvod sušenja ulja pojavljuje se linoksin u obliku smolaste odnosno gumaste mase. Linoleum je zapravo linoksin koji veže punila kao što su kreda, drvena pilotina, pilotina od pluta i slično, te s njima stvara gumaste umjetne mase, elastične i nepromočive za vodu. Za proizvodnju linoleuma postoje mnogi patenti, no svi se sastoje od dvije faze rada: od stvaranja linoksina i od miješanja linoksina s punilima uz davanje željenog oblika. Dobivanje linoksina vrši se oksidacijom lanenog iii nekog drugog sušivog ulja u tankom mlazu. Da bi oksidacija bila brža, upotrebljava se kao sirovina firnis. U oksidacionim zgradama pušta se firnis da polako curi niz pamučnu tkaninu. Kad se prvi sloj firnisa osuši, pušta se na njega drugi pa treći sloj, itd., dok se ne dobije debeli sloj linoksina koji se reže u komade i služi kao sirovina za proizvodnju linoleuma. Na drugi način dobiva se linoksin štrcanjem firnisa preko vrućeg valjka; kad firnis oteče s valjka, ponovno se vraća na valjak pomoću pume sve dok se oksidacija ne provede do željene gustoće.
Bez obzira na to na koji je način dobiven, linoksin se rastali uz dodatak kolofonija i nekih voskova i izmiješa s punilima. Na određeno tkivo se nanosi dok je još vruć, a kad se ohladi, preša se i prepusti završnoj oksidaciji na 45° C. Ova završna oksidacija traje 1 do 2 mjeseca.
Linoleum služi za oblaganje podova, radnih stilova, zidova i slično. Uslijed toga što linoleum ne propušta vodu, predmeti koji su njime obloženi mogu se pranjem čistiti i na taj način lako održavati u čistoći. Kao podna obloga, linoleum ima prednost pred drugim vrstama obloga za podove koji se peru stoga što je dobar izolator topline. Loša strana linoleuma je ta da pod utjecajem povišene temperature postaje ljepljiv, kao i ta što starošću, uslijed naknadne oksidacije, postaje krt i puca.
Sulfuriranje ulja
Djelovanjem sumporne kiseline na dvostruke vezove ili —OH skupine dobivaju se esteri sumporne kiseline prema jednadžbi:
-CH=CH+ HOSO3H → -C-SO3HOH-CH2-
Neutralizacijom estera sumporne kiseline (sumporna kiselina je dvobazična, a kod esterifikacije je vezan samo jedan vodik) dobivaju se soli sumporne kiseline vezane u obliku estera za gliceride masnih kiselina. Ove soli sumporne kiseline topljive su u vodi, a istovremeno imaju i svojstva ulja jer su vezane na glicerid masnih kiselina pa se s njima miješaju i u njima tope. Ovo njihovo svojstvo otapanja u vodi i otapanja u uljima daje im mogućnost stvaranja emuizija, tj. razređivanja ulja s vođom, što je vrlo važno u tekstilnoj industriji. Tekstilno vlakno kod predenja, tkanja i druge obrade mora biti namašćeno, uslijed čega dobiva gipkost i elasticitet, tako da ne puca. Mašćenje vlakna ne može se provesti direktnim močenjem u uljima, već se kupke za močenje razrijede a to je jedino moguće upotrebom vodenih emulzija ili vodenih otopina sulfuriranih ulja. Tekstilna vlakna močena u otopine alkalnih soli sulfuriranih ulja bolje primaju boje, tako da se neka bojenja ne mogu provoditi bez prethodnog močenja vlakna u otopinama sulfuriranih ulja. Bojenje alizarinom, zvanim turskim crvenilom, provodi se samo uz prethodno močenje vlakna u sulfuriranim uljima, jer inače boje ne prima. Zbog ove upotrebe sulfurirana ulja nazivaju se ulja za tursko crvenilo ili t. c. ulja.
Za sulfuriranje upotrebljava se ricinusovo ulje i ulja grupe uljne kiseline kao što je maslinovo ulje; no sulfuriranje se može provesti sa nešto više opreza i kod ulja jače nezasićenih kao što je suncokretovo ulje, ulja kukuruznih klica, sojino, laneno I druga ulja.
Sulfuriranje ulja vrši se u kotlovima s miješalom i sa sistemom cijevi za grijanje i hlađenje. Sulfuriranje se vrši na niskim temperaturama, najviše do 35° C (kod nezasićenih ulja još i niže) sa dodavanjem koncentrirane sumporne kiseline u tankom mlazu, uz snažno miješanje ulja. Ovaj kemijski proces je eksoterman, što znači da se kemijskom promjenom oslobađa stanovita količina topline. Ta oslobođena toplina povisuje temperaturu pa se radi održavanja niske temperature proces mora hladiti. Kad se ulje za vrijeme sulfuriranja ne bi hladilo, temperatura bi se sve više podizala i sumporna kiselina bi počela djelovati oksidativno a ulje bi pougljenilo. Nakon dodavanja sumporne kiseline, sulfurirano ulje se još 1—2 sata miješa da bi se kemijska reakcija što prije završiia. Po svršetku sulfuriranja provede se neutralizacija pomoću otopina alkalijskih hidroksida ili amonijaka. Prema svrsi, ovako neutralizirano sulfurirano ulje razređuje se dodatkom vode.
Količina sumporne kiseline koja se upotrebljava za sulfuriranje različita je prema vrsti ulja koje se suifurira i prema proizvodu koji se ima dobiti.
Ako je kod sulfuriranja upotrebljeno ulje sadržavalo veče količine slobodnih masnih kiselina (preko 20%), neutralizacijom se stvaraju sapuni koji stvaraju grude te tako ulje postaje nejednolično, a uz to se samim prisustvom sapuna donekle oslabijuju povoljna svojstva sulfuriranih ulja.
Sulfurirana ulja upotrebijavaju se za močenje i mašćenja kože kojoj, isto kao i tekstilnim vlaknima, daju gipkost i elastičnost; osim toga se upotrebljavaju za močenje tekstila prije bojenja alizarinom i drugim močilskim bojama, zatim za pranje tekstila, u duhanskoj industriji, kao sredstvo za izradbu tehničkih emulzija kao što su ulja za bušenje, piljenje, glodanje, struganje itd., kao otopina za štrcanje bilja protiv štetočina i slično.
Cijepanje ulja (Dobivanje glicerina i masnih kiselina)
Hidrolizom, tj. ulaženjem vode u molekulu glicerida masnih kiselina na mjestu esterskog veza, gliceridi se cijepaju na glicerin i masne kiseline prema jednadžbi:
Izostavljeno iz prikaza
triolein
voda
glicerin
oleinska kiselina
Hidroiltička razgradnja vrši se utjecajem vode, vodene pare pod visokim tlakom, raznih organskih i anorganskih reaktiva i encima. Prema ovome su izrađeni i industrijski postupci koji se mogu podijeliti na:
- postupak pod tlakom bez reaktiva;
- postupak pod tlakom sa reaktivima;
- Twitchellov (Tvičlov) postupak;
- fermentativni postupak;
- postupak sa sumpornom kiselinom i
- postupak s vapnom po Krebitzu.
Od svih navedenih postupaka danas se u praksi najčešće upotrebljavaju prva tri, tj. postupak pod tlakom sa ili bez reaktiva i postupak po Twitchellu. Da se danas upotrebljavaju samo ovi postupci razlog je jednostavnije vođenje procesa, manji troškovi, bolje iskorištenje (86 do 99%) i čisti produkti.
Postupci pod tlakom
Cijepanje ulja pod tlakom vrši se u autoklavima uz dodatak vode i vodene pare. Ustanovljeno je da su najpovoljniji uvjeti za cijepanje temperatura 240° C i tlak 36 atm, kod čega cijepanje traje 45—50 minuta. Ako se kod cijepanja dodaju ubrzavači cijepanja, tj. katalizatori, cijepanje se može provesti s nižim pritiskom (8—12 atm) i na nižoj temperaturi. Ubrzavači hidrolize dodavaju se u malim količinama, od 0,2 do 0,5 % na ulje. Kao ubrzavač služi prah cinka, cinkovog oksida, cinkovog karbonata, kalcijevog oksida itd. Ako se hidroliza provodi kod niskog tlaka, traje duže pa se, s obzirom na to kao i s obzirom na veću čistoću proizvoda koji nakon hidrolize nisu pomiješani s katalizatorima, danas sve više uvodi postupak pod visokim tlakom.
Ulja koja se dovode na cijepanje moraju biti predrafinirana. Predrafinacija se vrši sumpornom kiselinom u svrhu otsluzivanja. Ovako predčišćena ulja zagrijavaju se u podesnim grijačima na temperaturu koju zahtijeva postupak. Ako se radi s katalizatorima, u:ju se prije ulaza u autoklav dodaje potrebna količina katalizatora. Voda koja je potrebna za hidrolizu dodaje se odmah u tekućem stanju, a može se dodavati i u obliku vodene pare. Ovu smjesu ulja, vode i, eventualno, katalizatora stavlja se u autoklav i miješanjem s vodenom parom zagrijava na određenoj temperaturi i s potrebnim tlakom. Trajanje ovog zagrijavanja, za koje se vrijeme vrši hidroliza, različito je prema postupku, tj. prema visini tlaka i temperaturi. Po svršetku cijepanja, rastavljena masna kiselina i glicerinska voda stavljaju se u posude u kojima se odjeljuju, te odijeljeno šalju na daljnju preradbu.
Kod postupka sa visokim tlakom dobivene masne kiseline su toliko čiste da se mogu upotrebljavati bez daljnjeg čišćenja, dok se kod drugih postupaka mora provesti čišćenje.
Postupuk po Twitchellu
Kod ovog postupka upotrebljava se kao katalizator reaktiv po Twitchellu. To je produkat sulfuriranja smjese oleinske kiseline i naftalina. Postupak po Twitchellu vrši se bez tlaka. Twitchellov reaktiv ima svojstvo stvaranja emulzije lzmeđu vode i ulja, koji na taj način doiaze u bolji dodir i u međusobnu reakciju. Cijepanje po Twitchellu može se provoditi i u otvorenim kot’ovima pa čak i u drvenim otvorenim kacama. Ulje koje je predrafinirano najprije se zagrijava pa mu se doda 25%; vode i 1% reaktiva. Uz snažno miješanje i zagrijavanje do ispod 100° C vrši se cijepanje za 10 do 12 sati. Po svršenom cijepanju, iz reakcione posude posebno se izcijedi glicerinska voda koja se nalazi u donjem sloju, a posebno masne kiseline i neutralno ulje koji se nalaze u gorniem sloju.
Masne kiseline i glicerinska voda dobivene ovim postupkom nisu tako čiste da bi se bez daljnjeg čišćenja mnoge upotrebljavati, pa se prije upotrebe moraju čistiti. Masne kiseline kod ovog procesa sadrže više neutralnog ulja nego kod postupka s visokim tlakom, jer ovdje reakcija ne teče do kraja.
Sl. 130 — Autoklav za cijepanje ulja
Izostavljeno iz prikaza
Danas se mnogo manje upotrebljava postupak fermentativnog cijepanja, koji traje još duže, a proizvodi imaju još više primjesa od kojih se moraju naknadno čistiti. Fermentativno cijepanje osniva se na svojstvu nekih fermenata, kao što su lipaze, koji cijepaju gliceride masnih kiselina na masne kiseline i glicerin.
Drugi postupci cijepanja glicerida masnih kiselina slični/su, ustvari, postupku pod tlakom, s time da se kao reaktivi upotrebljavaju sumporna kiselina ili vapno, koji su međutim slabiji reaktivi nego što je Twitchellov, tako da se danas sve manje upotrebljavaju.
Dobivanje glicerina
Glicerinske vode koje nastaju nakon cijepanja ulja i nakon dobivanja sapuna (sapunska podlužnica) sadržavaju glicerin i nečistoće, koje ovise o načinu dobivanja glicerinske vode. Postupak dobivanja glicerina može se podijeliti na čišćenje glicerinske vode, uparivanje i destilaciju glicerina. Čišćenje glicerinske vode vrši se dodavanjem vapnenog miijeka ili barijevog hidroksida, pomoću kojih se talože organske nečistoće dok se njihov višak odstranjuje dodavanjem sumporne kiseline ili aluminijevog sulfata. Dodavanje aluminijevog sulfata ima tu prednost da nastaii aluminijev hidrat adsorbira koloidaine nečistoće i boje. Nakon taloženja vapnom ili barijevim hidroksidom, a kasnije aluminijevim sulfatom, glicerinska voda se filtrira preko filtarpreše, a bistra otfiltrirana otopina ukuhava na veću koncentraciju. Ukuhavanje glicerinske vode vrši se u vakuum-otparivačima različitih oblika i konstrukcija. Na slici 131. prikazan je aparat za ukuhavanje glicerinske vode u vakuumu po Kastneru. Ukuhavanje glicerinske vode vrši se do postignuća specifične težine od 1,24 do 1,34, kod čega otopina sadržava 80% glicerina. Ovako dobiveni koncentrat naziva se »sirovi glicerin« jer, osim vode, sadrži i drugih nečistoća, pa daje oko 1% pepela i 1% organskih nečistoća. Sirovi glicerin koji je dobiven iz sapunske podlužnice sadržava još i više nečistoća, među kojima do 9% soli. Sirov glicerin ima tamnu boju pa ga se može odbojadisati aktivnim ugljenom i nakon toga filtrirati.
Za dobivanje čistog glicerina sirovi se glicerin podvrgava destilaciji. Glicerin ima vrelište na 290° C. Međutim, na toj temperaturi dolazi već do djelomične razgradnje glicerina, pa se stoga destilacija glicerina provodi u vakuumu uz dodavanje direktne vodene pare. Na slici 132. prikazan je aparat za destilaciju glicerina u vakuumu. »A« je pregrijač pare koja služi za destilaciju i grijanje glicerina u destilacionom kotlu B. Pare glicerina i vode ulaze u zračno hladilo C; u njemu dolazi do djelomične kondenzacije, kod koje kondenzira glicerin koji ima više vrelište od vode. Kondenzirani glicerin hvata se u predloške D i D’. Glicerin koji kondenzira u predlošku D sadržava vrlo malo vode, dok onaj u prelošci D’ sadržava nešto više. Ostatak vodene pare koja nije kondenzirala ulazi zajedno s glicerinom u odjeljivač E u kome kondenzira ostatak glicerina s nešto više vode, tako da se u predlošci G hvata slatka voda koja se ponovno destilira. Otale vodene pare kondenziraju se u barometričkom kondenzatoru s padajućom cijevi visokom 10 m, u kojoj se nalazi stup vode kao protuteža barometričkom tlaku. I je vakuum-pumpa kojom se proizvodi potrebni vakuum.
Čisti glicerin je bezbojna gusta tekućina kojoj je specifična težina veća od specifične težine vode, jako lomi svijetio, slatkog je okusa, miješa se u svim omjerima s vodom a na sebe privlači vlagu, zbog čega se kaže da je hidroskopičan.
Čisti glicerin se mnogo upotrebljava za različite svrhe. Najveće količine glicerina služe za izradbu nitroglicerina koji je sirovina za izradbu baruta i eksploziva zvanog dinamit. Isto tako se glicerin mnogo upotrebljavaju medicini i kozmetici, zatim u proizvodnji nekih umjetnih smola, za proizvodnju nekih boja, kao dodatak vodi protiv smrzavanja, za impregniranje papira, kao slatka supstancija u pićima, za punjenje hidrauličkih kočnica jer ima osobito dobru elastičnost itd.
Sl. 131 — Otparka za glicerinsku vodu: a) u!az gkcerinske vode; b) izlaz sirovog glicerina; c) para za grijanje
Izostavljeno iz prikaza
Sl. 132 — Aparatura za destiiaciju glicerina
Izostavljeno iz prikaza
S obzirom na upotrebu, u trgovinu dolaze tri vrste glicerina: dinamitni glicerin, farmaceutski (medicinski) i bijeli destiiati. Svaki od tih glicerina mora imati specifična svojstva, i to:
- dinamitni glicerin:
specifična težina (15) najmanje 1,262
sadržaj glicerina 98,5%
boja — bezbojan
pepela najviše 0,05%
soli (NaCl) najviše 0,01%;
- farmaceutski glicerin:
specifična težina (15) 1,260 (30° Be)
sadržaj glicerina 98%
ili specifična težina (15) 1,250 (29° Be)
sadržaj glicerina 94%
ili specifična težina (15) 1,240 (28° Be)
sadržaj glicerina 90%;
- bijeli destilati:
specifična težina (15) 1,260 (30° Be)
sadržaj glicerina 98%
i specifična težina (15) 1,240 (28° Be)
sadržaj glicerina 90%
boja — bezbojan
sadržaj soli (NaCl) najviše 0,05%.
Dobivanje masnih kiselina
Masne kiseline dobivene cijepanjem ulja sadržavaju, isto kao i glicerinska voda, različite nečistoće kao što su neutralno ulje, reaktivi, produkti razgradnje glicerida i primjesa itd.; tih nečistoća nemaju masne kiseline dobivene u autoklavu pod visokim tlakom. Čišćenje masnih kiselina vrši se destilacijom. Nekad se destilacija provodila u kotlovima grijanim na otvorenoj vatri, kod čega se dešavalo đa su dobiveni tamni proizvodi. Kasnije se prešlo na zagrijavanje vodom i parom, a destilaciia se provodila sa što jačim vakuumom, tako da se postizavanjem visokih vakuuma može obaviti destilacija već na 180° C. Upotreba vakuuma veoma je važna, jer su temperature vrenja pojedinih masnih kiselina tako visoke da dolazi do djelomičnog raspadanja. Tako, na pr., uljna kiselina se raspada prije nego što počne destilirati; palmitinska kiselina destilira na 339 do 356° C, kod čega se djelomično raspada; isto tako stearinska kiselina destilira kod 359 do 383° C, na kojoj se temperaturi također djelomično raspada. Vakuum snizuje točke vrelišta, tako da je moguće provesti destilaciju na temperaturama koje nisu opasne za raspadanje pojedinih masnih kiselina. Da bi se destilacija još više olakšala, provodi se u vakuumu uz dodatak vodene pare isto kao što se destilira glicerin.
Na slici 133. prikazan je shematski rad destilacije masnih kiselina po sistemu Lurgi. Sirove masne kiseline se zagrijavaju u predgrijaču a), a zatim se vakuumom uvuku u destilator b) gdje na temperaturi od 160° C počinje destilacija uz visoki vakuum. Destilator se zagrijava pregrijanom parom. Pare masne kiseline i vode prelaznom cijevi c) ulaze u kondenzator d) gdje se masne kiseline kondenziraju a vodena para prelazi preko odvajača e) i h) u barometrički kondenzator. Masne kiseline hvataju se ispod kondenzatora d) u prijemnu posudu f). Ostatak koji ostaje u destiiatoru nakon destilacije otpušta se u vidu smole u predlošku i).
Sl. 133 — Shema destilacije masnih kiselina po sistemu Lurgi
Izostavljeno iz prikaza
Masne kiseline koje se dobivaju na ovaj način, smjesa §u različitih masnih kiselina, već prema sastavu glicerida od kojih su dobivene. Da bi se dobile pojedine vrste masnih kiselina, destilacija se provodi frakcionirano; to znači da se temperatura u destilatoru podiže postepeno, te se kod pojedinih temperaturnih razmaka hvataju destilati svaki za sebe. Frankcioniranom destilacijom mogu se odijeliti, na pr., stearinska kiselina od oleinske, linolne i linolenske, a također i ove međusobno. Frakcionirana đestilacija može se provoditi na dva načina, tj. postepenim zagrijavanjem i hvatanjem destilata kod vrenja na različitim temperaturama, dakle na bazi razlike u vrenju, i potpunim isparavanjem smjese masnih kiselina pregrijavanjem, te frakcioniranom kondenzacijom na bazi razlike temperature ukapijivanja. Na slici 134. prikazana je shema kontinuirane destilacije masnih kiselina na bazi razlike u temperaturi kondenzacije. Sirove masne kiseline pumpaju se pomoću pumpe 7) u pregrijač 8), odakle ulaze u otparivač 1) koji se grije pregrijanom parom. U isparivaču 1) masne kiseline se pretvaraju u parno stanje, što pospješuje i uštrcavanje direktne pregrijane pare. Isparena smjesa masnih kiselina ulazi u kolonu za frakcioniranu kondenzaciju 2). Masne kiseline višeg vrelišta brzo kondenziraju i padaju preko sistema šalica i podova prema dnu kolone. Sa dna kolone uštrcava se također pregrijana para koja iz već kondenziranih masnih kiselina istjeruje eventualno povučene masne kiseline nižeg vrelišta. Na sredini kondenzacione kolone ponovno se nalazi uređaj za hvatanje kondenzata masnih kiselina nešto nižeg vrelišta nego što su bile prve masne kiseline. Ovaj drugi kondenzat ulja ulazi u pomoćnu kolonu, gdje se još jednom podvrgava djelomičnom isparavanju radi odjeljivanja od lakših masnih kiselina. Lake masne kiseline ulaze u kondenzator 4) gdje kondenziraju, dok se vodena para kondenzira u barometričkom kondenzatoru 5). Cijeli sistem frakcionirane destilacije radi pod vakuumom, koji se dobiva djelovanjem parnih ejektora.
Sl. 134 — Kontinuirana frakcionirana destilacija masnih kiselina
Izostavljeno iz prikaza
Osim ova dva sistema. destilacije masnih kiselina postoje i drugi koje su izradiie pojedine proizvodne tvornice strojeva.
Masne kiseline koje se dobiju običnom destilacijom upotrebljavaju se za proizvodnju sapuna, sapunskih preparata i t. đ. Masne kiseline koje su frakcionirano destilirane upotrebljavaju se prema frakcijama za različite svrhe; tako, frakcije koje sadržavaju uljnu kiselinu, služe za mašćenje tekstilnih vlakana u smjesi sa sulfuriranim uljima, zatim za proizvodnju pomoćnih požarskih sredstava, u farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji itd.
Proizvodnja sapuna
Osapunjenjem glicerida masnih kiselina dobivaju se sapuni. koji su soli masnih kiselina s alkalijama.
C3H5(OOCC17H35)3 + 3NaOH → C3H5(OH)3 + 3NaOOCC17H35
Sapuni se isto tako dobivaju i neutralizacijom masnih kiselina s alkalijevim lužinama.
C17H35COOH + NaOH → C17H35COONa + H2O
Prema vrstama masnih kiselina, što znači prema vrstama upotrebljenih masnoća, i prema alkalijama postoje dvije vrste sapuna — tvrdi i mekani. Mekane sapune daje kalij s nezasićenim masnim kiselinama, dakle ,s uljima, dok natrij i zasićene masne kiseline daju tvrde sapune. Kao sirovine za proizvodnju sapuna upotrebljavaju se masti kao što su loj, hidrirana ulja, svinjska mast i tekuća ulja, odnosno njihove smjese. Za dobivanje tvrdih šapuna ne može se, na pr., upotrebiti samo lanovo ulje ili smjesa njegovih masnih kiselina, jer bi se dobio mekan sapun. -Stoga je potrebno dodati i čvrstih masnih kiselina. Najpogodnije masne kiseline za dobivanje sapuna su kokosove, jer daju tvrde sapune s odličnom pjenom, dok, na pr., loj daje tvrde sapune. sa slabijom ali trajnijom pjenom. Prema tome, od osobite važnosti kod proizvodnje sapuna bit će biranje sirovina, tako da se dobiju sapuni željene tvrdoće, dobre sapunjivosti i željenih svojstava sapunske pjene. Samo dobar praktičar kadar je postići dobre rezultate kombinirajući različite vrste sirovina za proizvodnju sapuna.
Radi racionalnosti rada, danas sve savremene sapunare proizvode sapune iz masnih kiselina a ne iz glicerida, jer se cijepanjem masti dolazi do boljeg iskorištenja i bolje kvalitete glicerinske vode, a sam proces osapunjenja masnih kiselina je jeftiniji i jednostavniji.
Proizvodnja sapuna može se podijeliti na ove faze: kuhanje sapuna, isoljavanje, hlađenje sapunske mase, sušenje sapunske mase i mehanička obrada.
Kuhanje sapuna
Dobivanje sapuna može se vršiti miješanjem glicerida masnih kiseiina ili masnih kiselina s aikalijevim hidroksidima (NaOH i KOH) ili aikaiijevim karbonatima — sodom (NaoC03) i potašom (K2CO3). Na masne kiseiine ili giiceride alkalije djeluju :z vodenih otopina. Osapunjenje vodenim otopinama alkalija može se vršiti i hiadnim i vrućim postupkom. Radi bolje homogenizacije nastalog sapuna, u većini slučajeva saponifikacija kao i neutralizacija vrši se vrućim postupkom, tj. kuhanjem. Samo p iznimnim slučajevima upotrebljava se hladan postupak, na pr., kod sapuna za brijanje i osapunjenja kokosovog ulja. Kuhanje sapuna vrši se u kotlovima koji se griju vodenom parom, vrućom vodom iii direktnim plamenom. Kotlovi za kuhanje sapuna snabdjeveni su snažnim miješalom. Ako se vrši kuhanje sapuna iz glicerida masnih kiselina, masnoće se zagriju u kotlu za kuhanje sapuna do 90° C i, uz miješanje, dodaje otopina lužine. Dodavanje otopine lužine mora biti postepeno a u početku u obliku vrlo razrijeđenih otopina, jer se jake otopine, budući da su zasićene elektrolitom, teško miješaju s masnoćama pa tako i saponifikacija teče sporije. Kad se prvi dodatak lužine utroši, što se može kontrolirati po okusu (oprez!) ili papirićem fenolftaleina, dodaje se daljnja količina lužine, a kada ova reagira opet daljnja količina itd., sve dok se ne potroši sva količina lužine koja je izračunata kao potrebna. Dodavanje i kuhanje vrši se uz stalno miješanje i podržavanje temperature između 90 i 100° C, tj. oko vrenja vode. Desi li se da se kod kuhanja naglo podigne pjena uslijed čega nastupi opasnost da iscuri iz kotla, dodaje se u kotao hladne vode, ako se prije toga oduzimanjem pare ne uspije stišati pjenu. Kuhanje na ovaj način traje 2—6 sati, što ovisi o vrsti masnoće i o količini mase koja se kuha. Kod osapunjenja glicerida masnih kiselina ne mogu se upotrebiti karbonati već samo hidroksidi, jer karbonati ne osapunjuju gliceride masnih kiselina, ili ih osapunjuju vrlo sporo. Ako se sapuni proizvode od masnih kiselina, u kotlove se najprije stavljaju otopine alkalija; mogu biti i jače otopine u koje se ulijevaju rastaljene i ne preko 100° C zagrijane masne kiseline. Kod kuhanja sapuna od masnih kiselina mogu se upotrebiti alkalijski karbonati, no oni imaju neugodno svojstvo da neutralizacijom otpuštaju ugljičnu kiselinu koja podiže pjenu.
Ako je poznat prosječni broj osapunjenja masnih kiselina, potrebna količina lužine izračunava se na ovaj način:
Izostavljeno iz prikaza
A — srednji broj osapunjenja masnoća ili masnih kiselina;
M = količina masnoća u tonama;
B = postotak čistoga NaOH u tehničkoj kaustičnoj lužini.
Ako nije poznat srednji broj osapunjenja smjese masnoća,. može se izračunati po donjoj formuli, ako je poznat sastav smjese i brojevi osapunjenja pojedinih masnoća:
A1, A2, A3 . . . znači broj osapunjenja pojedinih masnoća;
C1, C2, C3… znači postotak pojedinih masnoća u smjesi.
Osapunjenje i kuhanje svrstava onda kada se potroši i posljednja količina teoretski izračunate količine lužine, što se poznaje po vrlo slabo alkalnoj reakciji sapunske otopine na fenolftalein.
Isoljavanje
Ako je sapun proizveden od neutralnih masnoća, dakle od glicerida, u njemu se, osim vode, nalazi i oslobođeni glicerin. Da bi se iz sapunske otopine izvadio glicerin i dobio sapun sa što manje vode, sapunskoj smjesi se, nakon dovršenja kuhanja, dodaje otopina elektrolita — soli koja, ulazeći u otopinu u kojoj se nalazi otopljen sapun, smanjuje topljivost sapuna koji se izlučuje iz otopine i čini iznad vodene otopine soli gusti sloj sapuna s nešto vode. U otopini soli nalazi se i glicerin. Sloj sapuna naziva se jezgra-sapun. Kada se odijeli sloj sapuna od sloja otopine soli, solna se otopina ispušta i kao glicerinska voda dalje prerađuje, dok se sapunski sloj stavlja na hlađenje.
Hlađenje sapuna
Vrući sapunski sloj nakon isoljavanja, ili sapunska otopina nakon kuhanja pumpaju se u hladionike, ako je proizvodnja tekla iz masnih kiselina. Hladionici su čelične ploče poslagane jedna do druge slično kao ploče u filtarpreši, i hlade se vodom Među tim pločama sapun se hladi i očvrsne.
Sušenje sapuna
Komadi običnih vrsta sapuna režu se nakon hlađenja u komade koji se formiraju u prešama, te se već gotovi komadi stavIjaju na sušenje. Ohlađeni sapunski komadi boljih vrsta sapuna pretvore se na posebnim strojevima u sitne strugotine sapuna i u tom se obliku sapun suši. Sušenje sapuna vrši se u komorama za sušenje toplom strujom zraka.
Nakon sušenja obični sapuni se smatraju dovršenim, dok se sapunske strugotine podvrgavaju mehaničkoj obradi.
Mehanička obrada sapunske mase
Mehanička obrada sapunske mase sastoji se od gnječenja, ujednoličavanja, bojenja i dodavanja mirisa. Nakon ujednoličenja sapunska masa se preša u željene oblike. Mehanička obrada je zapravo veoma važna naročito kod izradbe toaletnih sapuna (sapuni za umivanje), jer o njoj ovisi vanjski izgled sapuna, tvrdoća, jednoličnost itd.
Sapuna, prema namjeni, ima različitih vrsta: sapuni za pranje sastavljeni od jednostavnih masnoća bez isoljavanja i bez naročite mehaničke obrade; sapuni za umivanje ili toaletni sapuni koji moraju imati dobra svojstva pjenjenja, moraju biti tvrdi, neškodljivi za kožu, ugodnog mirisa i sastavljeni od boljih I čistijih masnoća uz pomnu mehaničku obradu; dječji sapuni koji se odlikuju neutralnošću; medicinski sapuni koji su slični toaletnim, s tim da sadržavaju ljekovite i!i dezinfekcione sastojine; mazivi sapuni proizvedeni od kalijevih lužina i nezasićenih masnih kiselina itd. Sapuni se najviše upotrebljavaju kao sredstva za pranje i umivanje, a!i se isto tako mnogo upotrebljavaju i za tehničke svrhe u tekstilnoj i kožarskoj industriji, kao sastojine tehničkih emulzija za pranje i podmazivanje itd.
Esterifikacija
Obratan postupak od hidroiize, tj. cijepanja glicerida masnih kiselina, je esterifikacija. Esterifikacijom masnih kiselina s glicerinom dobivaju se gliceridi masnih kiselina:
Izostavljeno iz prikaza
Esterifikacija se vrši uz dodatak kataiizatora na povišenoj temperaturi i u vakuumu. Kao katalizatori upotrebijavaju se soii metala kao što su: cinkov kiorid (ZnCl2), kalajev klorid (SnCl2), aluminijev klorid (AlCl3), olovni klorid (PbCl3), niklov klord (NiCl2) i drugi, kao i neki organski spojevi, na pr., naftalin suifonska kiselina. Prema vrsti katalizatora mijenja se temperatura i vrijeme esterifikacije. Kad se upotrebi do 0,2% povoljnih katalizatora (ZnCl2 i naftalin — sulfonska kiselina), esterifikacija, na pr., arašidovih masnih kiselina provodi se 15 sati na 175° C, a na višoj temperaturi, na pr. 200° C, 3 sata. Esterifikacija je uvjetovana ne samo katalizatorom i temperaturom, već i samim kiselinama od kojih se neke lakše a neke teže estenficiraju. Esterifikacija se vrši u vakuum-kotlovima s miješalima i s uređajem za grijanje.
Esterifikacija se primjenjuje kao faza rafinacije mjesto neutralizacije onih ulja u kojima je sadržaj slobodnih masnih kiselina vrlo velik, tako da bi se neutralizacijom dobilo suviše otpadaka.
Ulja kukuruznih klica i masline često sadržavaju mnogo slobodnih masnih kiselina pa se stoga prije rafinacije podvrgavaju esterifikaciji da bi se dobilo što više neutralnog ulja.
Sinteza masnih kiselina
Zamisao da se iz ugljikohidrata ili ugljena proizvedu masne kiseline, a ove esterifikacijom u gliceride, te tako dobiju jestive masnoće iz nafte ili ugljena, dosta je stara (1884. g.). Međutim, može se reći da ta ideja još ni danas nije u potpunosti ostvarena. Uzrok je tome s jedne strane nedovoljno razjašnjeni proces i skupoća postupka, a s druge strane dovoljne količine prirodnih masnih kiselina i masnoća koje su još i danas jeftinije od sintetskih.
Jedan od najpoznatijih postupaka koji je u proizvodnji primijenjen sastoji se u ovom: Parafin, uz dodatak različnih katalizatora, provodi se kroz oksidacione peći u kojima oksidira, smanjujući ujedno i svoju molekulu. Smjesa oksidacionih proizvoda, među kojima ima i masnih kiselina, neutralizira se lužinom kod čega se vežu nastale masne kiseline, te u obliku sapuna otopljene u vodi odeliele od ostalog dijela. Odijeljeni sapuni razgrade se pomoću anorganskih kiselina, a slobodne se masne kiseline destiliraju u vakuumu.
Sintetske masne kiseline mogu se izravno upotrebiti u sapunskoj industriji, kao i u proizvodnji neutrainih masti esterifikacijom.
Skladištenje i transport biljnih ulja
Ulja, prema svom sastavu, vrlo lako podliježu različitim utjecajima, mijenjajući svoj sastav i svojstva. Naročito je ova činjenica važna kod skladištenja jestivih ulja, margarina i sastavljenih masti, kod kojih i najmanja promjena u sastavu može prouzročiti neupotrebljivost za jelo. Prema tome, vrlo je važno da se čuvanje, skladištenje i transportiranje vrši tako da ne dođe do nepoželjnih kvarenja.
Najopasniji utjecaji za kvarenje ulja su: povišena temperatura kojom se ubrzava oksidacija ili raspadanje (hidroliza); vlaga, naročito ako se u njoj nalaze encimi (kao murga kod proizvodnje maslinovog ulja); nečistoća skladišnih rezervoara i svijetlo koje, kao i povišena temperatura, ubrzava proces oksidacije, tj. ranketljivosti. Skladištenje će biti dobro provedeno, ako se ovi utjecaji uklone. To znači da skladišni prostor mora biti hladan i mračan, a ulje koje se skladišti da mora biti posve čisto i suho.
Hladno skladištenje postizava se čuvanjem ulja u rezervoarima koji su smješteni u hladnim skladišnim prostorijama kao što je podrum. Nije povoljno skladištiti ulje u rezervoarima koji su na otvorenom prostoru, jer postoji mogućnost i jačeg zagnjavanja uslijed djelovanja sunca, promjene klime itd., što vrlo nepovoljno djeluje na čuvanje ulja. Naročito je važno hladno čuvanje margarina jer se on djelovanjem topline tali, a osim toga kod njega postoji daleko veća opasnost kvarenja, jer po svom sastavu sadržava stanovite količine vode, a mliječni margarin čak i bjelančevine. Skladišni prostor za skladištenje margarina najbolje je hladiti na umjetni način i u njemu podržavati ne mnogo višu temperaturu od 0° C.
Održavanje mraka u skladištima ulja važno je samo onda ako je ulje u staklenim bocama. Pokazalo se da se ulje u staklenim bocama vrlo brzo kvari pod utjecajem svijetla i onda kad su boce dobro začepljene i posve pune.
Posude i ambalaža u kojima se ulje skladišti mogu biti rezervoari različitih veličina i oblika, bačve, kante i boce. Rezervoari koji služe za skladištenje većih količina sirovog ili tehničkog ulja grade se na otvorenom prostoru sa sadržajem od 50 do 500 tona. S obzirom na to da su ovi rezervoari izloženi raznim vremenskim utjecajima i hladnoći, potrebno je da su posve zatvoreni i da je u njima izgrađen sistem cijevi za zagrijavanje u slučaju smrzavanja ulja. Za jestivo ulje upotrebljavaju se rezervoari manjeg sadržaja unutar zgrada. Prednost manjih rezervoara za skladištenje jestivog ulja sastoji se u tome da su mali rezervoari rijetko poiuprazni, što je opasno zato što se na stijenama, koje predstavljaju veliku površinu, neocijeđeno ulje kvari i daje miris ili okus pokvarenog ulja i preostaloj količini ulja u rezervoaru; da se to ne dogodi, potrebno je da je rezervoar ili sasvim pun ili, ako je duže vremena bio prazan, da se prije punjenja čisti.
Rezervoari za ulje mogu biti građeni od željeznog lima ili kalajisani. Pocinčani lim, aluminij, mjed ili oiovo ne upotrebljavaju se jer svaki od njih ima po koji nepovoljan utjecaj: neki se rastvaraju u slobodnim masnim kiselinama, nekoji pak štetno djeluju na Ijudsko zdravlje. Vrlo su dobri rezervoari od keramike, stakla ili kamena.
Rezervoari moraju biti lako pristupačni, da se mogu lako čistiti i mjeriti.
Za transportiranje ulja upotrebljavaju se( vagonske cisterne, bačve, kante ili boce. Vagonske cisterne upotrebljavaju se za veće pošiljke tehničkih ulja, a vrlo rijetko za transportiranje ulja za jelo, što se i ne preporučuje. Vagonske cisterne za tehnička ulja u slučaju opasnosti od smrzavanja moraju biti snabdjevene cijevima za zagrijavanje da se eventualno smrznuto ulje može istovariti.
Bačve služe za skladištenje i transport ulja, margarina ili masti. Bačve za margarin i masti moraju imati dno koje se lako otvara; mogu biti od lima, najbolje kalajisanog, ili od drva. Drvene bačve imaju prednost jer se mogu dobro i lako čistiti, dok su željezne bačve trajnije. Nedostatak drvenih bačava je u, tom što je za njih potrebno više popravaka, i što dolazi češće do kaliranja iscurenjem, naročito ako se ulje u tim bačvama čuva duže vrijeme. Bačve za ulje, margarin ili sastavljene masti izrađuju se u veličinama od 500, 200, 100 i 50 kg.
Za manje pošiljke, i to uglavnom jestivog ulja, upotrebljavaju se kante od 50, 25, 20, 10, 5 i 2 kg. Kante se izrađuju od kalajisanog ili verniranog lima. U kantama od kalajisanog lima ulje se bolje čuva, jer vernirani lim djeluje katalitički kao ubrzavač oksidacije.
Za male količine jestivog ulja upotrebljavaju se staklene boce koje su najpovoljnije za čuvanje ulja, no s tim da ne budu izložene svijetiu, pa je dobro da boce za ulje budu od tamnog stakla.
Manje količine margarina i sastavljenih masti pakuju se u masni papir, a zatim u sanduke. Težina pojedinog papirnatog paketa može biti 5, 2, 1, 0,5, 0,25 kg.
Čišćenje i pranje ambalaže
Ambalaža koja je već jednom upotrebljena, može se ponovno upotrebiti ako se prethodno očisti. Čišćenje ambalaže vrši se radi odstranjivanja preostalog ulja nakon iscjeđivanja; to ulje u većini slučajeva, uslijed dužeg vremena (obično već nakon jednog mjeseca), postane ranketljivo. Ambalaža se čisti i radi odstranjivanja eventualnih stranih nečistoća.
Sl. 135 — Aparat za parenje bačava
Izostavljeno iz prikaza
Čišćenje ambalaže vrši se parenjem, pranjem lužinom, pranjem vodom i uljem. Drvene bačve, nove ili stare, nakon pranja treba impregnirati vodenim staklom, jer inače ulje prolazi kroz drvo i kalira.
Prije čišćenja, iz bačava se pomoću vakuuma isiše preostalo ulje. Nakon toga se pristupa parenju. Ukoliko se u bačvama stvorila veća naslaga nečistoća, što se često događa kod limenih bačava, mora se ova naslaga skinuti mehaničkim putem. Skidanje ove naslage vrši se na ovaj način: U bačve se kroz otvor stavIjaju lanci od željeza a onda se bačva pretura i valja sve dok se naslaga nečistoće ne ostruže. Za valjanje i preturanje bačava postoje posebni aparati, dok se na lancima koji se upotrebljavaju nalaze oštre kvržice koje stružu po unutrašnjosti bačve.
Kad se bačva iznutra istruže lancima, ako je to bilo potrebno, podvrgava se djelovanju pare. Vruća vodena para razmekša nečistoće i na taj način omogućuje bolje i lakše pranje. Za parenje bačava služe dizne kroz koje se propušta para u bačve. Na slici 135. shematski je prikazan aparat za parenje bačava. Samo parenje bačava, osim navedenog, ima i tu svrhu da se iz bačve istjeraju svi neugodni mirisi.
Sl. 136 — Aparat za pranje bačava
Izostavljeno iz prikaza
Bačve se nakon parenja peru. Pranje bačava vrši se otopinom natrijeve lužine, u koju se dodaje trinatrijev fosfat koji pospješuje emulgiranje vode, odnosno otopine lužine s masnoćama koje se nalaze u nečistim bačvama. Pranje bačava vrši se sličnim aparatima kao i parenje, no s tim da se tekućina pomoću pumpe kroz dizne uštrcava u bačve, a višak lužine se vraća u rezervoar u kome se nalazi lužina i iz koga se ova pumpa, tako da otopina lužine prolazi u kružnom toku.
Na isti način kao što se vrši pranje bačava lužinom, vrši se i ispiranje toplom vodom. Nakon pranja lužinom bačva se ispire vrućom vodom sve dok se sva lužina i nastala sapunica iz bačve ne odstrane, što se vidi po bistrini vode kod izlaza iz bačve. Voda koja odilazi iz dobro isprane bačve mora biti posve čista.
Bačve se nakon pranja suše toplim zrakom koji se u njih puše.
Nakon sušenja limene bačve se ispiru uljem, dok se drvene bačve moraju prije sušenja, a nakon iscjeđivanja, impregnirati vodenim staklom. Impregnacija vodenim staklom vrši se zato da bi se drvo učinilo nepropusnim za ulje i da bi se smanjio kalo koji nastaje upijanjem ulja u drvo. Bačve se impregniraju vodenim staklom na aparatu koji je sličan aparatu za pranje, s tim da se bačva nakon uštrcavanja vodenog stakla polako pokreće da se obuhvati cijela unutrašnjost bačve. Nakon ovog polaganog valjanja bačva se iscijedi od otopine vodenog stakla i ostav; sušiti; poslije toga je sposobna-za ispiranje uljem i za punjenje.
Ispiranje bačava uljem vrši se ne samo radi pranja, već i zato da se površina bačava iznutra pokrije tankim slojem ulja koje ulazi u tara-težinu. Kad bi se bačva punila uljem bez prethodnog pranja, tara bačve ne bi bila jednaka nakon ispražnjenja ulja onoj tari koja je ustanovljena prije punjenja. Uslijed toga bi preuzimači ulja bili oštećeni.
S obzirom na to da se u bačvama transportira ulje za prehranu, potrebno je da budu i izvana higijenske, tj. čiste. Stoga se bačve peru i izvana. jsto tako, radi vanjskog izgleda i boljeg čuvanja, bačve se izvana i bojadišu.