روغنها و چربیها موادی هستند هیدروفوبیک (آبگریز) که از منشاء حیوانی یا گیاهی به دست میآید و عمدتاً استرهای اسید چرب با گلسیرول هستند که یک تریگلسیرید نامیده میشود. از مشخصات بارز روغن محلول بودن در حلالهای قطبی مثل کلروفنها (اسید استیک یا تتراکلرید کربن) و غیر محلول بودن در آب است.
کلید واژه ها: روغن – اسید چرب – تصفیه روغن – تری گلسیرید – گلیسیرین – صافی روغن
روغنهای خام شامل مقداری از ناخالصیهای غیرگلسیریدی هستند، که عمدتاً در چهار زیرمجموعه زیر قرار میگیرند:
- رنگدانه های نامطلوب، محصولات حاصل از اکسایش و فلزات
- فسفاتیدها یا صمغها که تحت عنوان گام معرفی میشوند. (فسفولیپیدها)
- اسیدهای چرب آزاد
- ترکیباتی که موجبات طعم، مزه و بوی روغن را فراهم میکنند مانند مرکاپتانها
- ترکیبات سلولزی، کربوهیدراتها، لسیتین و لیگنین که از بافت و الیاف دانهها وارد روغن میشوند.
اهمیت تصفیه روغن در صنایع اولئوشیمی:
جهت تبدیل هر واحد تری گلیسیرید موجود در روغنها، به مولکولهای اسیدچرب آزاد و گلیسیرین، پیش از انجام شکست مولکولی در واحد هیدرولیز نیاز به تصفیه روغن به روشهای تصفیه فیزیکی و شیمیایی، رنگبری روغن و بوگیری روغن میباشد که انجام این مراحل، موجب اطمینان از حصول کیفیت بالای محصول نهایی میباشد. همچنین وجود ناخالصیها تأثیر بسزایی در پایین بردن درجة شکست مولکولی و کاهش راندمان تولید دارند که به همین جهت انجام فرآیند مربوط به تصفیه روغن را اجتناب ناپذیر مینماید.
غیر از موارد اصلی مربوط به راندمان و کیفیت محصول، عدم تصفیه روغن باعث بروز مشکلات تولیدی دیگر مانند گرفتگی و تهنشینی لرد در خطوط، افزایش فشار کاری پمپها، خطای کنترلرها و سیستم های ابزار دقیق و … خواهد شد.
در این مقاله به اختصار تصفیه فیزیکی و شیمیایی روغن شرح داده میشود و در مقالات بعدی سایر تصفیههای روغن آورده خواهد شد.
تصفیه فیزیکی روغنها:
تصفیه فیزیکی روغن بیشتر به منظور حذف اشیاء و اقلام بزرگ همراه با روغن است که برای این منظور از صافیها و فیلترهای متعدد با مشبندی مختلف استفاده میشود. محل استفاده این صافیها و فیلترها بین محل تخلیه و مخزن ذخیره روغن است. مرحله بعدی تصفیه فیزیکی استفاده از سازو کاری در مخزن ذخیره برای حذف لردها و ناخالصیها به صورت اولیه است که با ته نشینی آنها، در هنگام استفاده از روغن، این قسمت از ناخالصیهای ته نشین شده، به روش ثقلی جداسازی میشوند.
در کارخانه شرکت چرب شیمی با توجه به اهمیت تصفیه فیزیکی، این اقدام در مراحل مختلف، از زمان تخلیه و در حین انتقال روغن، در حال انجام است. همچنین مخازن ذخیره روغن به گونه ای ساخته شده اند که عملیات بعدی تصفیه فیزیکی در مرحله ذخیره سازی انجام شود. در هنگام تولید و قبل از تصفیه شیمیایی، بنا بر صلاحدید سرپرست تولید و در صورت وجود کدورت در روغن، استفاده از فیلتر پرس همراه با کاغذ صافی نیز در دستور کار قرار خواهد گرفت تا روغن مراحل تصفیه فیزیکی را به طور کامل طی کرده باشد.
تصفیه شیمیایی روغنها:
در این فرآیند روغن خام توسط یک اسید معدنی مانند اسید فسفریک و یا اسید سولفوریک در شرایطی که فسفات قابلیت شکلگیری محلول با آب را دارد، مخلوط گردیده و تصفیه میشود و روغن به راحتی از آب و اسید و مواد ناخالص حل شده در آنها، جداسازی میشود. اساس ساده و مهم این روش حل شدن ناخالصی ها در اسید و حلالیت بیشتر اسید در آب است که با تشکیل دو فاز نامحلول روغن و آب جداسازی ناخالصیها رخ میدهد.
واحد تصفیه شیمیایی شرکت چرب شیمی، توسط شرکت Feld & Hahn طراحی شده است و به صورت دستی و تحت عملیات Batchکار میکند. با تعیین وضعیت شیرها و با توجه به ابزار دقیق موجود، به راحتی میتوان عملیات مورد نیاز را انجام داد.
شرح عملیات تصفیه شیمیایی روغن در صنعت تولید اسید چرب کارخانه شرکت چرب شیمی:
پیش از انجام عملیات، باید اطمینان حاصل نمود که ظروف و وضعیت شیرها در حالت راهاندازی اولیه و در وضعیت درستی هستند. آنالیز مربوط به میزان ناخالصیهای همراه روغن توسط آزمایشگاه تعیین و گزارش میشود. با بارگیری روغن در ظرف اختلاط اولیه با حجم و وزن مشخص فرآیند انجام تصفیه شیمیایی آغاز میشود.
در شکل زیر نمای شماتیک ظرف اختلاط واحد تصفیه شیمیایی شرکت چرب شیمی آورده شده است.
۱- خط بارگیری روغن به ظرف اختلاط
۲- خط تزریق بخار مستقیم از کلکتور بخار
۳- موتورگیربکس مربوط به میکسر ظرف
۴- خط تزریق آب
۵- خط تخلیه روغن به مخزن واسط ذخیره روغن تصفیه شده
۶- نمونه گیر لرد ته نشین شده
۷- خط تخلیه آب و لرد به ظرف واسط لرد
۸- خط ته کشی تخلیه روغن به مخزن واسط ذخیره روغن تصفیه شده
۹- پمپ سیرکوله
۱۰- خط ارسال روغن به مبدل حرارتی
۱۱- خط خروجی روغن گرم شده از مبدل حرارتی
با استفاده از مبدل W1 روغن موجود در ظرف اختلاط با سیرکوله، تا دمای لازم گرم و همگن میشود. باز کردن بخار مربوط به کویل و جکت ظرف به حفظ و افزایش سریع تر دمای روغن کمک مینماید. به منظور همگن شدن و اختلاط بهتر روغن ,در حین گرم کردن از میکسر نیز استفاده میشود.
جهت انجام مرحله اسیدشویی، میزان و درصد اسید مصرفی توسط آزمایشگاه تعیین و اعلام میشود. در کارخانه چرب شیمی از هر دو اسید سولفوریک و فسفریک به منظور اسیدشویی و تصفیه شیمیایی بنا بر نوع و حجم ناخالصیها استفاده میشود. اسید به صورت رقیق شده با آب و با دوش پاششی بر روی روغن ریخته میشود و با روشن بودن میکسر، عملیات اختلاط و هموژن سازی انجام میشود. بسته به میزان لرد سرعت میکسر قابلیت تنظیم دارد و هرچه میزان لرد همراه روغن بیشتر باشد، سرعت اختلاط و میکسر کاهش مییابد.
پس از مرحله اسیدزنی مرحله آبشویی انجام میشود. آبشویی به میزان حداقل ۴۰ الی ۵۰ برابر اسید مصرفی، با استفاده از آب گرم و به صورت پاششی با دور سریع میکسر انجام میشود. در صورت استفاده از آب کمتر جداسازی به درستی صورت نمیگیرد. دبی آب پاششی قابل تنظیم است و معمولاً بر اساس اتمام ۲۰ دقیقه برنامهریزی میشود. پس از این مرحله، اختلاط به وسیله میکسر با دور سریع به مدت ۴۵ دقیقه انجام میشود .
با اتمام زمان اختلاط، میکسر و همزن خاموش میشوند. با ایجاد شوک حرارتی (بالا بردن دما به اندازهی ۵ درجه سانتیگراد) به روغن زمان ماند داده میشود تا دو فاز آبی و روغن تشکیل شود. میزان زمان ماند بسته به نوع روغن و میزان ناخالصی متفاوت است.
در مرحله آخر آبگیری و لردگیری انجام شده و فاز آبی که در پایین تشکیل میشود به روش ثقلی از فاز روغن جدا میگردد و روغن تصفیه شده به مخزن بعدی جهت انجام تصفیهی رنگ و بو فرستاده خواهد شد.
نکته:
تمامی روغن ها از جمله روغن های فول هیدروژنه، تالو حیوانی، پالم، آفتابگردان و … تصفیه میشوند و تنها در دمای عملیات، نوع اسید و زمان اختلاط و ماند متفاوت خواهند بود.
امید است مطالب بالا که برگرفته از دانش تجربی و کاری نگارنده است، کمکی کوچک به توان علمی و عملی صنعت ایران باشد.
تهیه و تنظیم: جناب آقای مهندس عبودی
