پروژه دانشجویی مقاله در مورد كارخانه كشت و صنعت شمال (( هیدروژناسیون روغن نباتی )) تحت word

توضیحات

  دانشجویی مقاله در مورد كارخانه كشت و صنعت شمال (( هیدروژناسیون روغن نباتی )) تحت word دارای 110 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد دانشجویی مقاله در مورد كارخانه كشت و صنعت شمال (( هیدروژناسیون روغن نباتی )) تحت word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی دانشجویی مقاله در مورد كارخانه كشت و صنعت شمال (( هیدروژناسیون روغن نباتی )) تحت word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن دانشجویی مقاله در مورد كارخانه كشت و صنعت شمال (( هیدروژناسیون روغن نباتی )) تحت word :

مقدمه :
روغنها و چربیها از زمانهای بسیار دور یكی از اجزا اصلی و مهم تشكیل دهنده غذای انسان بوده است. كه یك گرم آن در حدود 2/9 كیلوكالری انرژی در بدن تولید می كند. همچنین غذای طبخ شده در روغن و چربی مزه و طعم مطلوبی را در بر خواهد داشت.

با تغییر ساختار اجتماعی در دورانی كه ما در آن زندگی می كنیم ، دگرگونی و چگونگی تولید مواد مورد نیاز جامعه به خصوص مواد غذایی امری اجتناب ناپذیر است در حال حاضر با توسعه كشت دانه ها و میوه های روغنی فقط 15 % از نیاز چربی و روغن مصرفی مردم را می توانیم تامین

نمائیم. از این جهت باید میزان قابل ملاحظه ای روغن خام از خارج وارد كشور شود ، لذا برای افزایش راندمان استخراج روغن از منابع روغن و تصفیه روغن نیاز به تكنولوژی جدید روغن می باشد.
در كشورهای صنعتی یك نفر در طول عمر خود در حدود 3 تن روغن و چربی مصرف می كند كه بیش از نصف این مقدار به صورت روغن یا چربی غیر قابل رویت موجود در مواد غذایی مانند پنیر ، سوسیس ، كالباس ، گوشت و نظیر اینها می باشد.
اهمیت اقتصادی چربیها و روغنها در جهان و ایران ی صنایع غذایی این است كه نیاز مواد غذایی انسانها را تامین كنند. با توجه به افزایش رشد جمعیت در جهان نیاز به مواد غذایی نیز افزایش می یابد و همزمان باید تقاضای مواد غذایی مورد نیاز مردم با امكانات و شرایط موجود تامین شود.

نمودار 1- میزان تولید روغنها و چربیها و رشد جمعیت
این نمودار نشان می دهد كه در سال 1985 میزان تولید چربیها و روغنها 80 میلیون تن بوده است

. اما جمعیت در همین مثال 4/5 میلیارد نفر می باشد.
نودار (2) میزان ، توزیع تولید چربیها و روغنها را در جهان از سال 1990 – 1985 نشان می دهد.

نمودار 2 میزان و توزیع تولید چربیها در جهان از سال 1935-1990
این نمودار نشان می دهد كه میزان و توزیع تولید دانه های روغنی از %59 به %69 افزایش نشان می دهد. همچنین میزان تولید میوه های روغنی از % 6 به % 8 افزایش داشته ، اما میزان تولید كره از % 15 به % 7 و نیز چربی حیوانی از % 17 به % 14 كاهش یافته است.

نمودار 3 – میزان تولید روغنها را نشان می دهد ( از سال 1990 – 1935 ) این نمودار در طی 55 سال نشان می دهد ، تولید روغن سویا از % 15 به % 28 ، روغن پالم از % 5 به % 18 (خرما) ، روغن كلزا از % 9 به % 12 و روغن آفتابگردان از % 7 به % 14 افزایش یافته است اما تولید بعضی از روغنها مانند روغن پنبه دانه از % 16 به % 6 ، روغن بادام زمینی از % 19 به % 1 و روغن نارگیل از % 11 به % 7 كاهش یافته است.

پیشگفتار :

واحدهای روغن كشی بر اساس نزدیكی – ماده اولیه بخصوص تخم پنبه احداث می شوند كه این مناطق بیشتر در استانهای مازندران ، گیلان و خراسان می باشند. یكی از این واحدهای روغن كشی كشور كارخانه روغن كشی كشت و صنعت شمال واقع در استان مازندران ، شهرستان ساری ( در دوازده كیلومتر شهر ساری ) می باشد.
این كارخانه در سه شیفت كار می كند و دارای سیستم بازیابی فاضلاب و تصفیه آب می باشد كه پسابهای بازیابی شده جهت شروب نمودن زمینهای مزروعی كارخانه استفاده می شود.
این كارخانه روغن كشی دو واحدی می باشد كه واحد شماره 1 آن نیز ( كشت و صنعت شمال ) تولید روغن و واحد شماره 2 آن ( ام. ام ) صابون پزی است.
به طوری كه گفته شد محصول اصلی كارخانه كشت و صنعت شمال ، روغن نباتی است كه به دو صورت دان و جامد عرضه می گردد و در كنار این محصول اصلی ، محصول فرعی ، خلط صابون تولید شده نیز در واحد 2 به صابون تبدیل می شود. واحد تولید گاز اكسیژن و هیدروژن در داخل كارخانه وجود دارد كه گاز هیدروژن تولید شده ، جهت پروسس هیدروژناسیون صورت می گیرد و اكسیژن تولیدی در مخازن پر شده و جهت استفاده بخشهای خصوصی و دولتی به خارج از كارخانه برده می شود.
در ضمن طرح توسعه كارخانه نیز در دست اقدام است كه تا حدودی اجرا گردیده ، ولی هنوز مورد بهره برداری قرار نگرفته است. و لازم به تذكر است كه مدیریت كارخانه تحت نظارت بانك صنعت و معدن می باشد و محصول تولیدی كارخانه با نام (( روغن غنچه )) به بازار عرضه می گردد.

تاریخچه روغن نباتی در ایران :
تا حدود سال 1330 از روغن حیوانی استفاده می كردیم و بعد از این تدریجاً با افزایش جمعیت و كمبود تولید روغن حیوانی افزایش قیمت باعث گردید كه از روغن نباتی استفاده نمایند كه از هلند و آمریكا وارد می كنند. از سال 1331 تا 1344 با شرایطی كه در ایران انجام شده بود تجار و صنعتگران شروع به آوردن كارخانه های روغن نباتی نمودند تا در عرض 12 تا 13 سال كارخانه در ایران شروع به كار نمود و روغن نباتی جامد هم از خارج وارد می كردند و همه این كارخانه ها از پنه دانه استفاده می كردند. در سال 1346 دولت ورود روغن نباتی جامد را غیر مجاز اعلام كرد و رقابتی بین كارخانه ها به وجود آمد و سطح تولید بالا رفت و بعضی ها شكست خوردند و بعضی ها هم در كارشان موفق شدند.
مثلاً یكی از كارخانه های روغن نباتی ، پارس (قو) است كه در سال 1339 تاسیس شد و تولید آن در روز 15 تا 20 تن بود و امروزه بیشتر از 600 تن در روز تولید می كند.
در حال حاضر در ایران در حدود 16 كارخانه روغن نباتی داریم بعضی از این كارخانه ها در حدود 300 تن تولید دارند.
مثلاً : 1 – روغن نباتی پارس ( قو ، اطلس )
2 – روغن نباتی بهشهر ( شاه پسند ، بهار ، مایع لادن )
3 – روغن نباتی ورامین
4 – فاز اصفهان
5 – شیراز ( نرگس )
6 – روغن نباتی جهان
تا قبل از سال 1345 از پنبه دانه استفاده می كردند و بعد از آن از روسیه ، بلغارستان ، رومانی روغن نیمه تصفیه آفتابگردان وارد می نمودند و بعد از آن در نتیجه نیاز ، روغن سویا از آمریكا جنوبی و ایالات متحده وارد نمودند به طوریكه الان نزدیك 100 % مواد خام از دانه سویا اس

ت و از آرژانتین و برزیل وارد می نمایند و بعد از آن شركت سهامی توسعه كشت دانه های روغنی آمدند و كشاورزان را در كشت دانه سویا و آفتابگردان تشوق نمودند ولی با وجود اینها كفاف مصرف را نكرد و در این سالهای اخیر در حدود 6 تا 5/6 درصد روغن تولیدی ایران در داخل ایران تولید می شود و بقیه از خارج وارد می شود.( در سال 1362 )

فصل 1
1 – 1 تاریخچه كارخانه كشت و صنعت شمال :
در سال 1355 همزمان با اجرای طرح و نصب ماشین آلات ، به سبب بازده كم مالی یش سود آوری آن مورد مطالعه قرار گرفت و سپس برای تهیه طرح تكمیلی جهت افزایش ظرفیت تولید روزانه تا میزان 250 تن روغن نباتی و متعاقب آن سفارش و نصب ماشین آلات مربوطه اقدام گردید. این طرح علاوه بر توسعه واحد تصفیه روغن ، توسعه واحد روغن كشی را نیز از طریق احداث خطوط روغن كشی دانه سویا و آفتابگردان ( علاوه بر پنبه دانه ) در بر می گرفت كه به واسطه برخی نارساییها و محدودیتهای ارزی با تدارك تعدادی از ماشین آلات در نیمه راه باقی مانده است.

واحد شماره 2 در داخل شهر ساری قرار داشته و دارای قدمتی بیش از 47 سال می باشد. این واحد در ابعاد كوچكی شامل قسمتهای پنبه پاك كنی ، روغن كشی پنبه دانه ، تصفیه روغن خام و صابون سازی بوده است ، كه در حال حاضر به سبب فرسودگی بیش از حد ماشین آلات قسمتهای پنبه – پاك كنی صابون سازی و تصفیه با ظرفیتهای كمتر قابل بهره گیری بوده و قسمت روغن كشی به طور كلی از زنجیره تولید خارج گردیده است. واحد شماره 2 به علت قرار گرفتن در داخل شهر ساری از طرف سازمان حفظ محیط زیست منطقه ملزم به انتقال و تعطیل در محل فعلی می باشد. پساب صنعتی آلوده بوی نامطبوع حاصل از خلط صابون ، پرزهای معلق پنبه و سایر آلودگی های ناشی از احتراق دیگهای بخار در هوای محیط از یكسو ، و روشهای قدیمی و غیر اقتصادی تولید روغن و صابون از سوی دیگر از عوامل تشدید كننده مساله می باشد.
پروانه تولید ، دانش فنی و برخی ماشین آلات و تجهیزات قابل استفاده این واحد به عنوان موارد قابل بهره گیری در طرح جامع شركت ( توسعه واحد یك ) مد نظر قرار گرفته اند.

1 –2 تولیدات اصلی و جانبی كارخانه كشت و صنعت :
تولیدات كارخانجات كشت و صنعت شمال را می توان به دو گروه محصولات اصلی و محصولات جانبی ( by – product ) تقسیم بندی نمود. پنبه محلوج ، روغن نباتی جامد و صابون رختشوئی محصولات اصلی ولینترجین ، زیرجین ، لینترهای 1 و 2 ، پوسته و كنجاله ، محصولات جانبی واحد2 را تشكیل می دهند ، در واحد یك نیز روغن نباتی ، به عنوان محصول اصلی و لینترهای 2 و 1 ، پوسته ، كنجاله ، خلط صابون ، گلیسیرین و اسیدهای چرب و اكسیژن به عنوان محصولات جانبی ، تولید می شود. ضمناً در واحد یك ، قوطیهای حلبی مورد نیاز جهت بسته بندی روغنهای نباتی نیز در ظرفیتهای مختلف ( 2 ، 4 ، 10 پوند و 17 كیلو ) تولید می گردد. در این بخش شرح مشخصات ، استانداردها و موارد مصرف تولیدات كارخانجات ارائه گردیده است.

1 – 3 شرح تولیدات اصلی و جانبی :
الف – پنبه محلوج :
عبارت است از الیاف طبیعی گیاه پنبه كه از جدا سازی وش به پنبه محلوج بدست می آید. مقدار پنبه بدست آمده صرف نظر از درجه بندی آن 33 درصد وزن وش را تشكیل می دهد.
ب – روغن نباتی :
عبارت است از روغن خوراكی بدست آمده از دانه های روغنی از قبیل دانه پنبه ، سویا ، آفتابگردان ، زیتون ، ذرت ، بادام زمینی ، خرما ، انگور ، گوجه فرنگی ، نارگیل و ….. كه به دو صورت جامد ( هیدروژنه ) و مایع ( اشباع شده ) مورد عرضه و مصرف قرار می گیرد. مقدار روغن موجود در دانه هائی نظیر پنبه دانه 17 تا 23 درصد ، سویا 14 تا 23 درصد ، آفتابگردان 28 تا 35 درصد و خرما 50 تا 70 درصد وزنی را تشكیل می دهد كه البته جدا سازی تمامی مقادیر مذكور میسر (یا اقتصادی) نبوده و برای مثال حدود 16 درصد روغن پنبه دانه در روشهای معمول جداسازی ( OR SOLVENI

MILLING EXTRACTION ) قابل استحصال می باشد.

ج – صابون رختشوئی :
ماده پاك كننده ای است ( قدیمی ترین ماده شوینده شناخته شده ) كه از نمك حاصل از تركیب اسیدهای چرب با مواد قلیائی نظیر سود بدست می آید.
اسیدهای چرب مورد استفاده در صابون سازی می تواند از خلط صابون(TRIGLYCERIDE ) حاصل از تصفیه روغن خام نیز بدست آید.
با افزایش توسعه تكنولوژی روغن در جهان ، تاثیر چندانی در مصرف روغن كشورمان نداشته است. اما در ایران الگوی مصرف چربیها وروغنها در 30 سال گذشته تغییر كرده است چربیهای هیدروژنه 76 % ، كره 14 % ، و روغن مایه 10 %.

1 – 4 محصولات جانبی كارخانه های روغن كشی :
پس از مرحله روغن كشی از دانه های روغنی محصول باقیمانده كنجاله نامیده می شود كه یكی از مهمترین مواد تامین كننده ، تغذیه دام و طیور به شمار می آید. با توجه به كمبود شدید خوراك دام در ایران كه باید در هر سال بیش از 500 هزار تن انواع علوفه از خارج وارد كشور شود ، اهمیت كنجاله بیشتر احساس می گردد.
بهترین نوع كنجاله برای نام كنجاله ، سویا می باشد. زیرا حاوی 50 % پروتئین است. كنجاله آفتابگردان نیز از كیفیت خوبی برخوردار است.
( برای درك آماری به نمودارهای (1-1 )، (1-2) ، (1-3) بیشتر دقت كنید ).

شكل (1-1) :

شكل (1-2) :

نمودار (3) :

1 – 5 تركیبات شیمیایی چربیها در روغنها :
ساختار شیمیایی چربیها تری اسیل گلیسیرید می باشد كه سه مولكول اسید چرب با یك مولكول گلیسرول ( الكل سه ظرفیتی ) طی واكنش استری شدن تركیب شده باشد.
H H O
H – C – OH H – C – O – C – R
H – C – OH + 3RCOOH H – C – O – C – R + 3H2O
H – C – OH H – C – O – C – R
H H O

تفاوت چربیها و روغنها بستگی به تركیب نوع اسید چرب تشكیل دهنده ساختار ت

ری اسیل گلیسیرید دارد. اصطلاح چربی برای موادی است كه در دمای معمولی جامد هستند و روغنها كه به طبع در دمای معمولی مایع هستند. اگر سه اسید چرب یكسان باشند محصول تری گلیسیرید ساده است و اگر سه تا مختلف باشند ، تری گلیسیرید مخلوط نام دارد. اسیدهای چرب كه در طبیعت وجود دارند دارای اتم زوج به استثنای ایزو و الریك اسید می باشند.

1 – 6 مراحل تهیه روغن های نباتی عبارتند از :
الف ) استخراج
ب ) پالایش
ج ) بی رنگ كردن
د ) هیدروژناسیون
1 – استخراج :
استخراج به دو طریقه انجام می شود.
الف : فشردن مكانیكی كه عبارتند از پاره كردن سلولهای نباتی محتوی چربی كه معمولاً به وسیله گرما و سپس فشردن آن زیر فشار قوی است.
ب : استخراج با حلال كه مستلزم غوطه ور ساختن دانه های روغنی در داخل مایعی است كه می تواند یك مشتق نفتی ، یا یك مایع غیر قابل استعمال ، معمولاً هیدروكربن كلردار بوده و چربی استخراج شده را جمع آوری می نمایند.
2 – پالایش :
روغن نباتی خام بدست آمده از روش فشردن مكانیكی یا استخراج با حلال خالص نبوده بلكه با مواد همراه است. برای جدا نمودن این ناخالص ها باید آنرا پالایش نمود.

مراحل پالایش روغن خام :
الف : مرحله اول عملیات پالایش
ب : جدا كردن روغن
ج : شستشوی روغن تصفیه شده

3 – بی رنگ كردن : ( post Biea chihg )
در اغلب عملیات تكنولوژیكی حذف رنگ از روغن ها و چربی های بدون توجه به منبع و منشا آنها مطلوب تشخیص داده شده است در عملیات بی رنگ كردن چربی ها از خواص ویژه خاك رس استفاده می شود.
روغن فیلتر شده ، جهت نیكل گیری و رنگبری به خود ، به قسمت بیرنگ مرحله دوم برده می شود. در این مرحله 15 kg خاك سنگین ( رنگبر ، توسنیل ) به همراه 10 kg خاك سبك ( پرلیت ) به همراه 25 kg اسید سیتریك با روغن مخلوط شده ( توسط آب گرم ) و به كمپرسور می روند. این عمل تحت خلاء انجام می شود و به این وسیله مواد زائد داخل روغن نیز جدا می شود. وجود اسید سیتریك باعث ایجاد كمپلكسی از اسید و نیكل در داخل تانك شده و در مرحله بعدی توسط فیلتراسیون ، كمپلكس فوق جدا می شود و هدف اصلی این مرحل

ه نیز نیكل گیری می باشد.

4 – هیدروژناسیون : ( HYDROGENATION )
روغنهای مایع كه به مقدار فراوان به بازارهای جهان عرضه می شوند برای مصرف مستقیم نامناسبند و قابلیت نگهداری آنها نیز با اقتصاد جدید كه وجود مقداری ذخیره را ضروری می داند مطابقت نمی كند.
اولین بار شخصی بنام نورسن در سال 1903 میلادی هیدروژناسیون روغنهای سبزیجات را كشف كرد و فرآیندهای اصلی شیمیایی در صنعت چربی و روغن توسعه

پیدا كرده است. صنعت دانه روغنی از توانایی هیدروژنه شدن محصولات فرعی روغن تولید شده به وسیله استخراج دانه نتیجه می شود. بنابراین قسمتهایی از دانه كه پروتئین كمی دارند برای تغذیه حیوانات استفاده می شود. رشد كامل صنعت سویا با رشد هیدروژناسیون روغنهای خوراكی به طور هماهنگ پیش می روند. در سال 1775 در ایالت متحده حدود 3/7 میلیون پوند روغن هیدروژنه شدند. اگر ماكاتالیست مورد استفاده را در حدود 02 , 0 % نیكل تخمین بزنیم پس 5/1 میلیون پوند نیكل مورد احتیاج است. همچنین اگر ما اندیس یدی را از 125 تا 90 حدس بزنیم ، میانگین كاهش اندیس یدی 35 است پس 6/3 میلیون فوت مكعب هیدروژن مورد احتیاج است. بنابراین یك قسمت مهمی از صنعت ما را تشكیل می دهد.
1 – 7 علّت هیدروژناسیون :
دو دلیل برای جامد كردن روغن موجود است :
الف : تعداد پیوندهای دوگانه را كاهش می دهد ، فرصت برای اكسیداسیون را كم می كند ، پایداری طعم و بو افزایش می یابد.
ب : خواص فیزیكی را تغییر می دهد ، بنابراین محصولات دارای بهره بیشتری می باشند محصولاتی مانند مارگارین ، ( shortinting ) چربیهای پوشش دار ، چربیهای سرخ شده همه نتیجه هیدروژناسیون روغنها می باشند. همچنین محصولات غیر خوراكی بیشماری مانند الكل ها ، آمینها ، اكسیدها و غیره به وسیله هیدروژناسیون چربیها یا اسیدها ساخته می شوند ، كه این محصولات به وسیله محدود كردن صنعت چربی خوراكی گزارش شده است.

1 – 8 به طور كلی واكنش هیدروژناسیون شامل مراحل زیر است :
1 – انتشار عوامل شركت كننده به سطح كاتالیست
2 – جذب
3 – واكنش سطحی
4 – دفع
5 – انتشار محصولات از سطح كاتالیست

1 – 9 جزئیات مراحل و دستگاهها :
درجه هیدروژناسیون به عدد بستگی دارد و كاهش یك مولكول ید روغن معادل Ib 5.07 هیدروژن می باشد به ازاء 1000 I B روغن پنبه دانه (( نوع دانه در اینجا مؤثر است )).

كنورتور :
نمای كلی از كنورتور :

1 – ولو خروجی آب
2- ولو ورودی بخار
3- ولو ورودی آب

شكل ( 1 – 3 ) :

در كنورتور هیدروژناسیون انجام می شود.

موادی مانند نیكل با كمك كاتالیزور را هم می توان در منبعی جداگانه حل كرده و سپس وارد كنورتور كرد. كه این مواد یا به صورت پودر وارد می شوند یا پولك.
قبل از نیكل زدن رفراكت خوانده می شود. هرچه رفراكت بالاتر باشد در نتیجه نقطه ذوب بالاتر و هیدروژناسیون بهتر و بیشتر صورت گرفته است. نقطه ذوب باید مناسب با دمای بدن باشد ( حدود 36-38 C ) البته تنظیم نقطه ذوب به فصل سال هم وابسته است.
سپس سیستم خلاء قطع شده و شروع به تزریق گاز هیدروژن می كنیم. این گاز با فشار از گاز پلنت می آید. در هنگام گاز خوردن دما تا حدود 200 C بالا می رود زمان گاز خوری حدود 1-110haur است. وپس از اندازه گیری اندیس ید عدد رفراكت و نقطه ذوب نمونه در آزمایشگاه ، گازدهی متوقف می شود. پس از عمل هیدروژناسیون باید نیكلها مجدداً گرفته شود. پس از گازدهی سیستم باید سرد گردد. از همان كوئل به طور معكوس ( از پایین ) آب وارد می شود و جریان پیدا می كند و از قسمت بالا خارج می شود و در دما در 100 C ثابت می شود. یكبار دیگر خلاء گیری می شود ، تا گازهای مسموم موجود گرفته شود ، سپس خلاء شكسته می شود.
بهترین شرایط در این مرحله این است كه فشار كنورتور 25 باشد. و زمان گاز خروجی طولانی نباشد. اگر فشار كنورتور بالا باشد ، عمل گاز خروجی به خوبی صورت نمی گیرد. همین طور اگر زمان گاز خروجی طولانی باشد در اینجا اندیس ید تغییر می كند.
اگر روغن در خط خنثی نشده باشد و حالت صابونی یا موم داشته باشد ، یا كاتالیستها به خوبی عمل نكرده باشد. ( رطوبت یا آب خورده باشند ) باعث بالا رفتن فشار كنورتوری شوند یا اینكه بیشتر از ظرفیت كنورتور وارد شده باشد.

1 – 10 نقش گاز :
گاز هیدروژن ابتدا در روغن حل شده كه تماس بین روغن حل شده در هیدروژن و كاتالیست به وجود می آید و واكنش صورت می گیرد در اینجا مسئله حلالیت هیدروژن دارای اهمیت است كه این حلالیت با افزایش درجه حرارت و فشار بالا می رود و سیستم باید بتواند درجه حرارت و فشار بالا را تحمل كند.

1 – 11 تعریف كاتالیست :
ماده ای است كه سرعت واكنش را افزایش می دهد ، بدون آنكه در واكنش شركت كند و از آنجائیكه در پروسس 3 فاز داریم ( جامد ، مایع ، گاز ) بنابراین دو عمل جذب و دفع باید صورت بگیرد.

نقش كاتالیست :
نقش كاتالیست كاهش انرژی اكتیواسیون و سرعت هیدروژناسیون می باشد كه این سرعت به غلظت چربی و میزان هیدروژن بستگی دارد و كاتالیزور در اینجا نیكل می باشد و گاهی می توان از مس و آلومینیوم استفاده كرده در حال حاضر در اكثر كارخانجات از نیكل استفاده می شود چون هدف افزایش سطح تماس است ، كاتالیست یا به صورت پودر استفاده می شود و یا بر روی یك ماده جامد FIX می گردد كه به آن ماده جامد PACKING می گویند و باید قابلیت FIX شدن را دارا باشد و در این كارخانه نحوه عمل با كاتالیزور به صورت COUNTIBUES می باشد و میزان نیكل ورودی 001 – 004 % روغن می باشند.
كاتالیست به طور كلی دو نوع هموژن و هتروژن است. اگر كاتالیست با عامل واكنش دهنده در یك فاز باشد هموژن در غیر این صورت هتروژن نامیده می شود. استفاده از كاتالیزور عموماً به دو منظور است :
الف – كمك به حل جذب هیدروژن در روغن

ب – در تماس قرار گرفتن روغن با سطح هیدروژن
در عمل هیدروژناسیون ، غلظت صابون اسیدهای چرب ، فسفاتیدها و صمغها باید به صفر برسد ، زیرا اكتیویته كاتالیست را كاهش می دهند كه در این صورت می گویند : (( كاتالیست مسموم شده است )).
یعنی این مواد قادرند با كاتالیزور پیوند غیر قابل برگشت بدهند و علاوه بر مواد بالا : مونوكسید كربن H2S , so جزء این دسته از مواد می باشد.

1 – 12 فاكتورهای مهم در هیدروژناسیون :

( الف ) – فشار گاز هیدروژن :
در روغن به نوع روغن بستگی دارد و میزان ید نیز در هیدروژناسیون مؤثر است.
( ب ) – غلظت كاتالیست :
كه در حلالیت گاز در روغن مؤثر است و رابطه ای كه این حلالیت را نشان می دهد.

dp1 = Rate of sdution

K : بستگی به خصوصیت و ضخامت فیلم ساكن مایع در حد K = Con and tont
سطح مشترك بین گاز و مایع = A
غلظت یا فشار گاز در فاز مایع = p1
فشار گاز در فاز گاز = pg
میزان حلالیت متغیر است و بستگی به شرایط دیگر از جمله اندیس ید دارد كه در صورت پائین بودن اندیس ید ( یعنی غلظت غیر اشباع كم است )
و غلظت كاتالیست نیز پائین باشد ، میزان حل شدن هیدروژن می تواند به حالت اشباع هم برسد ولی بر عكس ید بالا و غلظت كاتالیست بالا ، به حالت كمبود هیدروژن می رسد و در صورت نامساعد بودن شرایطی مخلوط كنی ( Mixer ) این مسئله زودتر اتفاق می افتد.
از فاكتورهای مهم دیگر هیدروژناسیون می توان از اكتیویته كاتالیست و سطح كاتالیست و درجه حرارت و نوع روغن نام برد.
نوع روغن توسط محل بند دوگانه و تعداد آن مشخص می شود باندهای دوگانه موجود در اسیدهای چرب می توانند به راحتی منتقل یا جابجا شوند.
این پیوندها ( condy ) باعث جذب در سطح كاتالیست می شوند و نهایتاً یك هیدروژن را وارد واكنش می كنند. هرچه اسیدهای چرب اشباعیت كمتری داشته باشند نقطه ذوب آنها پائین تر است. قبلاً تصور می شد كه پروسس زیر مرحله به مرحله انجام می گیرد :
اسید استئاریك – – – اسید اولئیك – – – اسید لینولئیك – – – اسید لینولئیك
18C 18c 18c 18c
= 0 = 1 = 2 = 3
= بند دوگانه ( مضاعف )
ولی امكان دارد تبدیلات بالا به ترتیب نباشد و این تئوری رد شده می باشد و در هیدروژناسیون دقیقاً نمی توان مشخص كرد كه مثلاً : اسید استئاریك یك خالص تراز لینولئیك بدست می آید بلكه می تواند از اسیدهای چرب دیگری به طور ناخالص بدست آید.
برای هیدروژناسیون از دو روش Bateh و continaes استفاده می شود. ولی روش مداو

م به علت پیچیدگی مورد استفاده قرار نمی گیرد. در این كارخانه از سیستم bateh استفاده می شود.
هیدروژناسیون زمانی كامل است كه تقریباً هیچ اسید غیر اشباعی نداشته باشیم و درجه اشباع مینیمم گردد ( درجه 2 ) و چنانچه این شرایط فراهم شود مناسبترین نوع واكنش ( واكنش درجه 1 ) خواهد بود.
هیدروژناسیون یك واكنش اگزوترمیك است ، مثلاً برای سویا به ازاء هر درجه یدی كه

تغییر می دهیم ، تقریباً 7/1 – 6/1 تغییر درجه حرارت داریم. اگر به تغییرات باند دوگانه در طول هیدروژناسیون متیل اولئات كه تركیبی از اسید اولئیك است را بررسی كنیم ، مشاهده می كنیم كه ابتدا بندهای دوگانه بر روی اتمهای مشخص هستند ولی بعد از مدتی بر روی كلیه اتمهای كربن پراكنده می شوند.
به طور كلی از نظر اقتصادی هیدروژناسیون اهمیت زیادی دارد. زیرا با این عمل حالت فیزیكی چربیها را می توان تغییر داد و چربیهای مایع را به صورت جامد در آورد و حالت پلاستیكی به آنها داد و از نظر نقل و انتقال و بسته بندی سهولت ایجاد كرد.
روغن هیدروژنه شده دارای حرارت زیادی است و اگر به همین صورت وارد دستگاه شود فیلتر باعث آتش گرفتن در فیلتر می شود وعلت آن هم نزدیك شدن روغن به نقطه اشتعال خود می باشد كه درضمن این دمای بالا ، امكان اكسیداسیون را در روغن افزایش می دهد و نیاز است كه قبلاً سرد گردد و با سرد كردن روغن از اصطحكاك پمپها نیز جلوگیری به عمل می آید. عمل فیلتر كردن در فیلتر تانك انجام می شود و از خاك هایفلو كه از نظر اندازه ذرات از خاك تونسیل ریزتر است استفاده می شود و چون این فیلتر تا حدی نیكل را بازیابی می كند باید از خاك هایفلو كه سطح تماس بیشتری را ایجاد می نماید استفاده شود. البته نیكل بازیابی شده قابل استفاده نیست زیرا كاتالیزور كهنه ، درصد ایزومرهای ترانس – ترانس را بالا می برد و در ضمن اسید لینولئیك را نیز فاسد می كند كه در فساد روغن مؤثر است.
البته در این كارخانه ها نیكل به صورت دانه های عدس قهوه ای رنگ وجود دارد پس از مصرف ، سیاه می شود و برای كاتالیست زدن مقداری از این كاتالیست كهنه یا كاتالیست نو مخلوط شده و مورد استفاده قرار می گیرد. البته این مخلوط كردن به خاطر صرفه جوئی در مصرف كاتالیزور است.
جدول 1-1
C12 C11 C10 C9 C8 C7 C6 عددیه
جابجایی بند 0 0 0 97% 3% 0 0 485 متیل اولئات
دئگانه در طول 0 2% 11% 17% 14% 0 0 782 5min
هیدروژناسیون 3% 7% 19% 39% 23% 7% 2% 673 10min
متیل اولئاتا 6% 15% 20% 24% 20% 10% 5% 40 35min

روغن مایع به كمك بخار وارد تانك هیدروژناسیون ( convertor ) می گردد و توسط كویل از بالا به پائین با بخارآب گرم میشود و سپس تحت خلاء رطوبت آن گرفته می شود و هیدروژنا

سیون تحت خلاء كامل انجام می پذیرد ، درجه حرارت شروع هیدروژناسیون 145c است و سیستم از نوع barch می باشد فشار لازم برای عمل هیدروژناسیون 5 – 60 pnig می باشد. البته فشار نباید از 60pnig باشد زیرا تاثیر نامطلوب در كیفیت روغن خواهد گذاشت.
سپس روغن گرم شده با نیكل كاتالیست در هیل تانك كاملاً مخلوط شده و توسط خلاء وارد كنورتور می شود و عمل گاز زدن شروع می شود.

در كارخانه مذكور ، ظرفیت تانك هیدروژن 13400 kg در هر پخت می باشد كاتالیست نیكل تحت همان خلاء قبل از ورود به تانك به روغن اضافه می شود. بعد از شروع هیدروژناسیون دما تا 200c بالا می رود در صورتی كه از این مقدار بالاتر رفت ، توسط آب خنك كنترل می گردد.
حدود 1 – 15m گازدهی می شود و پس از اندازه گیری اندیس عدد نهراكت و نفطه ذوب نمونه در آزمایشگاه گازدهی متوقف می شود و زمانیكه به حد مورد نیاز رسید ، سیستم آب سرد را كاملاً باز كرده و روغن را سرد می كنیم سپس توسط خلاء به قسمت فیلتراسیون فرستاده تا بعد از فیلتر شدن leat hiter1 توسط پمپ جهت مرحله بیرنگ دوم برده می شود.
(( گاز هیدروژن از قسمت زیر تانك وارد می شود )) و میزان گاز مصرفی در هر 500m3 bateh می باشد سیستم مجهز به همزن از نوع توربینی می باشد كه كار یكنواخت كردن و سریعتر خشك كردن روغن را به عهده دارد و امكان نفوذ گاز به داخل روغن را تسریع و بیشتر می كند در ضمن تماس بین كاتالیست روغن را ایجاد می كند.
در ضمن با تغییر در دما و فشار و مقدار كاتالیست می توان محصولات متنوع هیدروژناسیون را بدست آورد و حداقل فشار لازم برای گاز زدن 50 psi می باشد.

13 – 1 عمل هیدروژناسیون به چند طریق بدست می آید :
در روش اول ، نیكل فرمات را در 245 – 240 درجه سانتی گراد با دو تا چهار قسمت روغن حرارت می دهند.
در روش دوم ، هیدروكسید نیكل را روی خاك گزلگو از طریق واكنش دادن محلول نیترات نیكل با قلیا رسوب می دهند.
در روش سوم ، نیكل از طریق الكترولیتیكی بدست می آید. كاتالیزور نیكل را از طریق حرارت دادن تا حدود 534 درجه سانتی گراد با هیدروژن فعال می كنند. از كاتالیزورهای پلاتینیوم یا پالادیوم نیز می توان برای هیدروژناسیون استفاده كرد ولی قیمت این فلزات خیلی زیاد است.
افزودن هیدروژن به بندهای غیر اشباع شده با هر یك از این سه كاتالیزور ، واكنش پیچیده ای است. تصور می شود این واكنش ها با مكانیزم هوریوتی – ولائی پیش روند. یك اتصال مضاعف كه روی سطح كاتالیزور جذب می شود یك اتم فعال شده هیدروژن را اضافه می كند. اتم دوم هیدروژن و تعداد زیاد دیگر آنقدر اضافه می شوند تا تمام اتصالهای مضاعف به صورت اشباع در آیند یا اینكه یك مولكول هیدروژن به وسیله كاتالیزور جذب گردد تا اتصالهای مضاعف جدیدی

تولید كند. از این رو وقتی مولكولهای اسید چرب از كاتالیزور رها می گردند ایزومرهای سیس و ترانس تشكیل می شوند تاثیر پالادیوم در به وجود آوردن ایزومر بیشتر از كاتالیزور نیكل و پلاتینیوم است. با اولئیك استر و دوتریوم ، میزان استر غیر اشباع شده ای كه بعد از 80 درصد اشباع شدن باقی می ماند در حدود 10 اتم دوتریوم از اتم های كربن 5 تا 31 خواهد بود. از این رو ، فرآورده های چرب هیدروژنه صنعتی حاوی ایزومرهایی هستند كه در روغن اولیه غیر اشباع آنها قبلاً وجود نداشته اند.

1 – 14 سه نوع هیدروژنه كردن اجراء می شود :
ب ) هیدروژنه كردن غیر انتخابی برای تولید شورتنینگ و مارگارین
ث ) هیدروژنه كردن توام از دو روش اول ، كه این روش در تولید فرآورده های استئارین استفاده می شود.
در روش هیدروژناسیون انتخابی درجه حرارت به 175 درجه سانتی گراد افزایش یافته و فشار هیدروژن 5 psi می گردد ، میزان افزودن كاتالیزور 05/0 درصد است. در روش هیدروژناسیون غیر انتخابی درجه از حرارت كمتر از 125 درجه سانتی گراد و فشار حرارت و فشارهای زیادتر 200 درجه سانتی گراد و psi 50 بكار می رود ، مقدار كاتالیزور 05/0 درصد است. برای حالت غیر انتخابی ، مقدار انتخاب پذیری روغن را از روی سرعت هیدروژن گیری تعیین می كنند ، برای مثال ، سرعت اولئات ، لینولئات و لینولنات 1 ، 5/7 ، 5/12 است برای مثال ، لینولئات 5/7 برابر زودتر از اولئات تحت این شرایط هیدروژن می پذیرد. در شرایط انتخابی ، سرعت نسبی یا انتخاب پذیری عبارت است از 1 ، 5 و 100 افزایش درجه حرارت یا غلظت كاتالیزور میزان انتخاب پذیری برای ینولئات یا لینولنات را افزایش می دهد. اما اگر بهم زدن یا فشار هیدروژن زیادتر شود انتخاب پذیری كمتر خواهد شد.

فصل دوم
2 – 1 تبدیل لوبیای سویا به روغن :
یكی از كاربردهای اصلی لوبیای سویا استخراج روغن و تبدیل باقی مانده آن به خوراك انسان و حیوان می باشد. بلغور لوبیا حاوی تركیباتی است كه باید توسط حرارت مرطوب غیر فعال گردد در غیر این صورت باعث اختلال رشد حیوانات می گردد. برای مصارف غذائی فرآیند صرفاً شامل حرارت دادن و آسیاب كردن مواد چربی گرفته است. مثلاً در تهیه آرد یا جدا كردن پروتئین به صورت كنسانتره و ایزوله ، این مراحل انجام می شوند. شكل شماره 4 شمای كلی تبدیل لوبیای سویا به روغن ، بلغور و مشتقات مربوطه دیگر توسط استخراج با حلال را نشان می دهد.

در صنعت فرآیند یا روغن كشی از پرسهای هیدرولیكی و پرسهای مكانیكی پیچی( (screw press توام با حلال استفاده می شود. در اثر توسعه صنعت سویا ، استخراج و بازیافت روغن توسط حلال تقریباً به 100 % رسیده است.

2 – 2 ذخیره سازی :
در مقایسه با سایر محصولات زراعی لوبیای سویا شرایط بی نظیری دارد : حدود 95 درصد سویا برای فرآیندسازی یا صادرات به فروش می رسد. ترتیب جریان حمل سویا از مزرعه برای فروش و صادرات از مرحله انبار كردن آغاز می گردد. فرآیند سالیانه سویا در آمریكا حدود 900 میل

یون بوشل است ، ولی تولید روغن و بلغور آن در حدود 10 تا 12 ماه به طول می انجامد ، تمام فرآیند كنندگان دارای ظرفیت ذخیره سازی نسبتاً بالایی هستند تا بتوانند مایحتاج كافی برای فرآیندسازی داشته باشند بسیاری از روغن كشی ها بین 5 تا 7 میلیون بوشل را ذخیره سازی می كنند. بعضی از كارخانه های روغن كشی و استخراج تا 1200 تن محصول را در روز تبدیل می كنند ، اگر تمام ظرفیت انباری موجود به لوبیای سویا اختصاص یابد این كارخانجات می توانند چندین ماه محصول داشته باشند و اگر انبار ذخیره سازی نزدیك مزارع تولید سویا قرار داشته باشد ، قیمت آن در شروع فصل برداشت كمتر بوده و در 6 تا 11 ماه بعد قیمت آن افزایش پیدا می كند.

شكل 2 –1 فرآیند و تبدیل لوبیای سویا به روغن ، فلیك و مشتقات آن.

سیلوهای سیمانی با قطر 20 تا 40 فوت و ارتفاع 150 فوت برای نگهداری سویا مورد استفاده قرار می گیرد. این سیلوها به صورت ردیف های دوتائی یا ده تائی آرایش می شوند ، در نتیجه فضاهای خالی برای انبارسازی وجود خواهد داشت. اگر لازم باشد ، لوبیا تمیز و خشك می شوند. به دلیل خشك بودن سویا نباید نگران تغییرات آن در حین ذخیره سازی بود ، اما برای نگهداری مناسب میزان رطوبت باید در حد معینی ثابت بماند. اگر میزان رطوبت سویا در زمان ذخیره سازی در انبار 12 درصد باشد به مدت دو سال بدون هیچ تغییری در درجه آن می توان سویا را نگهداری كرد. 15 – 13 رطوبت ، برای مدت چند ماه لوبیا در هوای سرد نگهداری می شود لوبیاهای بسیار مرطوب ( 14 درصد یا بیشتر ) قبل از انبار كردن خشك می شوند.
انتقال رطوبت از قسمتهای گرم به سطح خنك تر در داخل انبار باعث افزایش رطوبت لوبیا شد

ه و در نتیجه حرارت آن زیادتر می گردد. اغلب انبارهای صنعتی دارای سیستم كنترل درجه حرارت هستند، در این انبارها هنگامی كه كوچكترین علامتی از افزایش درجه حرارت مشاهده شود ، لوبیا به انبار دیگر منتقل می شود و یا برای فرآیند از انبار خارج می كنند. این عمل باعث می شود كه لوبیاهای گرم با لوبیاهای خنك تر مخلوط و از حرارتشان كاسته شود. بعضی اوقات درجه حرارت ممكن است به حدی برسد كه حتی تمام لوبیاهای انبار سیاه شده و قابلیت مصرف نداشته باشند. رارت متفاوت نشان می دهد. در سال 1960 به دلیل پیدا شدن آفلاتوكسین در بادام زمینی نگرانی در مورد سویا و بلغور آن نیز به وجود آمد. روی 866 نمونه لوبیای سویا در طی دو سال آزمایش شده و فقط دو نمونه به نظر خراب و دارای آفلاتوكسین بودند. سعی گردید قارچ آسپرژیلوس فلاووس را در لوبیای سویا وارد كنند تا آفلاتوكسین تولید شود ولی بعد از انجام این كار سمی در آن مشاهده نشد.
در نگهداری طویل المدت ارزش تغذیه ای لوبیای سویا ممكن است در مقایسه با گندم و ذرت پائین تر بیاید. دانه ذرت و گندم فقط دارای قسمت كوچكی به عنوان جوانه هستند ، در حالیكه تقریباً

تمام دانه سویا فعالیت حیاتی دارد. ارزش تغذیه ای فرآورده های بلغوری سویا تحت شرایط ذخیره سازی صحیح مدت سه سال تغییری بسیار جزئی پیدا می كند.
لوبیای سویا به آسانی قابل انبار كردن می باشد و دارای دانسیته حجمی بالا ( 45 فوت مكعب به ازاء هر بوشل ) است و می توان آن را به مسافت بسیار دورتر از نقاط تولید و حتی اروپا و ژاپن منتقل نمود. به دلیل بازار فروش ، بیشتر سویا را در مكانی نزدیك به محل تولید و نواحی كه تقریباً دام و طیور تغذیه می شوند فرآیند می شود.

جدول 1-2-اثر رطوبت سویای نگهداری شده در حرارت 5/37 درجه سانتی گراد برای مدت 11 روز
درصد رطوبت میزان تنفس برحسب میلی گرم Co2¬ اندیس اسید درصد
برای هر 100 گرم در مدت 24 ساعت روغن جوانه زنی
8/11 5/0 1 85
13 9/0 1/1 74

1/15 9/0 5/1 43
16 4/5 8/1 15
3/18 3/73 9/6 0
* میلی گرم KOH لازم برای خنثی شدن یك گرم روغن را گویند.
2 – 3 مراحل آماده سازی :
تمام انواع سویا كه برای تولید فرآورده های چربی گرفته مورد استفاده قرار می گیرن

د با مراحل یكسانی تا مرحله عملیات پولك سازی تحت تحوّل و تبدیل قرار می گیرند. اخیراً برای تولید آشامیدنی های سویا و سایر فرآورده های آن كه حاوی چربی اند از حرارت مرطوب استفاده شده است. عموماً لوبیا را از انبار به تغذیه كن كه میزان جریان لوبیا در آن كنترل می شود هدایت می كنند سپس با یك جدا كننده مغناطیسی و انواع الك لوبیاها تمیز می شود و بعد با یك جدا كننده آهن ، فولاد و سایر موادی كه به مغناطیس حساس تمیز و با نصب سوندهائی كه دارای منافذ بزرگتر و كوچكتر از اندازه لوبیا هستند ناخالصی های لوبیا جدا می گردند.

سپس لوبیاهای تمیز شده را به غلطك های شكننده وارد می كنند ، این غلطك های شكننده استوانه ای شكل هستند و روی آنها مضرس شده به طوریكه به ازاء هر اینچ 6 تا 10 بریدگی وجود دارد. قطر استوانه ها 40 – 35 سانتی متر و عرض غلطك 120 سانتی متر است. این غلطك ها دانه ها را به 8 – 6 تكه شكسته و پوست دانه با قرار گرفتن دانه ها در زیر سه جفت غلطك نرم می شود. در این سیستم هر جفت غلطك سرعت های متفاوتی دارند تا عمل شكستن دانه ها انجام گیرد. برای مواد غذائی و خوراكهای دامی حاوی پروتئین زیاد ، پوست گیری بعد از شكافتن و شكستن انجام می گیرد تا میزان فیبر آن كاهش یابد.
پوست گیری برای بهبود عملیات استخراج انجام می گیرد چون روغن پوست كمی دارد. به وسیله تكنیك تنفسی پوست دانه ها جدا می شود. پوست را به طور جداگانه برشته می كنند تا فرآورده هائی برای خوراك دام بدست آید. بعضی اوقات این پوست ها را به جریان اصلی محصول بر می گردانند تا بلغور با 44 درصد پروتئین بدست آید ؛ بلغور بدون پوست و بدون چربی حداقل 49 درصد پروتئین دارد ( براساس 12 درصد رطوبت ). رطوبت لوبیاهای شكسته شده در 63 تا 74 درجه سانتی گراد به 11 درصد افزایش پیدا می كند ، سپس با عبور آنها از غلطك های صاف(80-50 سانتی متر قطر و 121 – 160 سانتی متر طول ) كه سرعت های متفاوتی دارند تبدیل به پولك می شوند. فنرهای قوی را برای ایجاد فشار در غلطك ها تعبیه می كنند تا پولك های نازكی تولید شود. فاصله دو غلطك را طوری تنظیم می كنند كه پولكهای تولید شده ضخامت یكنواختی داشته باشند. پولك های نازك ضخامتی معادل 02/10 اینچ دارند اگر ضخامت پولك سه برابر ضخامت ذكر شده گردد میزان استخراج 80 برابر كمتر خواهد شد. با عمل پولك كردن سلولها

شكسته شده و فاصله بین روغن و حلال كمتر می گردد و در نتیجه روغن بهتر به داخل پولك ها نفوذ می كند.

شكل 2 – 2 : شمای یك كارخانه روغن كشی از سویا با حلال. تقدیمی از كمپانی بلاوفاكس.

2 – 4 استخراج :
انتخاب حلال برای استخراج روغن بر اساس سهولت خروج روغن از پولكهای سویا انجام می گیرد. در آمریكا بیشتر از هگزان حاصل از بنزین ( نقطه جوش 69 – 66 درج

ه سانتی گراد ) و همچنین مخلوط مشابهی كه هپتان نامیده می شود ( نقطه جوش 98 – 89 درجه سانتی گراد ) استفاده می شود از این حلال در مناطقی استفاده می شود كه درجه حرارت خارج بیشتر بوده و امكان انفجار وجود دارد. در اروپا بیشتر هیدروكربنهای حلقوی كه دارای نقطه جوش 71 – 85 درجه سانتی گراد می باشند متداول هستند. حلالهای متداول دیگری كه نیز برای این منظور استفاده می شوند اتانول و تری كلرور اتیلن می باشند. الكل باعث بهبود طعم شده و از

فعالیت واكنش پروتئین می كاهد. تری كلرور اتیلن حلال ایمن تری بوده و باعث انفجار و آتش سوزی نمی گردد ولی در پولك های نازك سویا واكنش ایجاد كرده و باعث مسمومیت گاو و گوسفند می گردد. این هیدرو كربن كلرو با اسید آمینه سیستئین تركیب و تولید ((اس – دی كلرو وینیل سیستئین می كند )) ماده ایجاد شده فوق سبب كم خونی گاو می شود. استفاده از این حلا

ل در مواد غذایی یا كنجاله های دامی كه حاوی گروه سولفیدریل می باشند مجاز نمی باشد.
هیدروكربنهای نفتی مورد استفاده در آمریكا كه برای استخراج روغن از سویا مورد استفاده قرار می گیرند باید كاملاً از آن جدا گردند. بعضی از هیدروكربنهای حلال كه در آزمایشگاههای تحقی

قاتی مورد استفاده قرار می گیرند ممكن است سرطانزا باشند درجه استخراج حلال با متدهای موجود قابل توجه نیست.
پولك های سویا با یك نقاله به استخراج كننده منتقل می شود. دو نوع اصلی از دستگاههای استخراج كننده در آمریكا مورد استفاده قرار می گیرد ، استخراج كننده ها شمول یا بولمن كه دارای یك تعدادی سبدهائی است كه روی یك زنجیر عمودی مرتباً دور می زند یك نوع دیگر به شكل حرف انگلیسی U عمودی است و به هیلدبرانت 2 معروف شده است. این استخراج كننده ها در سال 1930 مورد بهره برداری قرار گرفته اند و بعضی از مدلها اخیراً ساخته شده اند. در تمام مدلهای جدید به طرق مختلف سعی می شود سطح تماس پولك ها بیشتر گردد.
بعد از استخراج روغن را فیلتر می كنند تا مواد و ذرات موجود جدا گردند ، روغن خام را از گرم كن نیز عبور می دهند تا حلال آن جدا گردد. برای این كار از اوپراتور فیلمی و ستون جدا كننده استفاده می شود. در ستون جدا كننده یك سری مواد جاذب قرار دارند ضمن این كه بخار در خلاف ج

هت محصول عبور داده می شود ، برای جدا كردن آخرین ذرات حلال ستون را تحت خلاء قرار می دهند

2 – 5 حلال گیری :
برای مصارف دامی پولكهای حاوی هگزان را از یك دستگاه حلال گیر برشته كن كه هگزان را بازیابی و همزمان با آن پولك را برشته می كند عبور می دهند تا ارزش تغذیه ای پولك بهینه و مطلوب گردد. دستگاه حلال گیر – برشته كن دارای تعدادی محفظه های دو جداره عمودی است و بخا

ر در آنها جریان پیدا می كند در این لحظه یك میله دوار كه تیغه هایی روی آن نصف است قرار دارد. تیغه ها پولك را به اطراف محفظه منتقل می كنند تا اینكه به كف محفظه برسند ، سپس به محفظه دوم می افتند. بخار بدین علت داخل دستگاه جریان می یابد كه هگزان را تبخیر كند در ضمن به علت سرد بودن پولكها بخار روی آنها تقطیر می گردد با حركت پولكها از این واحد ، تدریجاً درجه حرارت آنها به 110 درجه سانتی گراد افزایش می یابد و رطوبت محصول به 15 – 13 درصد در انتهای سیكل طباخی می رسد. بعد از خشك نمودن و سرد كردن ، پولكها خرد و به بلغور تبدیل می شوند. برای مصارف انسانی پولكهای حاوی هگزان با روش متفاوتی كه بعداً شرح آن خواهد آمد حلال گیری می شوند.

2 – 6 صمغ گیری و جدا كردن لستین :
روغن خام جدا شده از ستون های حلال گیر یا مستقیماً به بخش تصفیه روغن خوراكی منتقل می گردد یا اینكه فسفولیپید آن را جدا برای مصارف غذایی و داروئی استفاده كرد. برای عمل صمغ گیری مقدار 1 % رطوبت به روغن گرم موجود در مخلوط كن اضافه می شود ، سپس فسفاتیدهای هیدراته را توسط فشار و یا نیروی گریز از مركز جدا می نمایند. محصول حاصل حاوی حدود 25 % رطوبت و بقیه اش روغن و فسفولیپید می باشد. این مواد تحت فشار پایین ودرجه حرا

رت 70 – 65 درجه سانتی گراد قرار می گیرند تا رطوبتشان به 5/0 درصد تنزل پیدا كند. محصول نهائی حاوی 30% روغن و 70 % فسفولیپید می باشد. روغن صمغ گرفته شده حاوی حداكثر 02/0 درصد فسفر ، 5/1 درصد ماده غیر قابل صابونی 75/0 % اسید چرب آزاد و 3/0 درصد رطوبت ، مواد فرار و غیر قابل انحلال خواهد بود.

شكل 2 –3 طرح كلی فرآورده های روغن بدست آمده از لوبیای سویا :

لوبیا سویا
(60 پوند – یك بوشل )

روغن بلغور دارای پوست چروكیدگی
(11 پوند ) 49 درصد روغن ( 2/4 پوند ) ( 5/1 پوند )

2 – 8 (( موازنه مواد سویا برای استخراج با حلال )) :
فسفولیپیدها ممكن است با اسید استیك از روغن خام جدا كرد ، برای این عمل حدود 1/0 تا 1 % از اسید استیك به روغن خام اضافه و تا 60 درجه سانتی گراد گرم می شود. سپس در حدود 5/1 % آب به آن افزده و با بهم زدن تدریجی لایه فسفولیپید آبكی در سطح قرار خواهد گرفت ، این لایه فسفولیپیدی توسط سانتریفوژ جدا می گردد تا روغن حاصل برای عملیات بی رنگ كردن و بی بو كردن آماده می شود. روغن صمغ گرفته حاصل را با آب تصفیه قلیایی می كنند.

2 – 9 تبدیل فرآورده های روغنی :
فرآورده های حاصل از روغن سویا شامل : شورتینگ ، مارگارین و روغنهای طباخی

می باشند عموماً اگر روغن سویای صمغ گرفته شده برای مصرف سس های سالاد استفاده شود باید عملیات تصفیه قلیایی و بی بو كردن روی آنها انجام شود روغنی كه در سالاد و طباخی استفاده می شود بی رنگ ، هیدروژنه و زمستانه می گردد.
در بعضی از موارد عمل بی رنگ بر روغن كه در سس های سالاد استفاده می شلوط و سپس هیدروژنه می كنند تا سفت شود و شورتینگ بدست آید. از شورتینگ حاصل برای مارگارین هم استفاده می شود. در بعضی از روشهای مارگارین را از مخلوط های روغن هیدروژنه و جامد بدست می آورند. امروزه سازندگان روغنهای خوراكی و فرآورده های آن متوسل به فرآیندهای متعددی می شوند تا خصوصیات فرآورده خود را از نظر طعم وخواص فیزیكی بهبود بخشند ، برای نیل به این هدف بیشتر از طریق مخلوط كردن به روش فوق الذكر استفاده می كنند. عمل مخلوط كردن اغلب قبل از مرحله بی بو كردن انجام می گیرد ولی بعد از آن هم امكان پذیر می باشد.

2 – 10 تصفیه قلیایی :
قبل از عملیات بی رنگ كردن ، هیدروژنه كردن و بی بو كردن اسید چرب آزاد روغن بر حسب اسید اولئیك به 05/0 درصد باید برسد. تصفیه قلیایی به طریقه مداوم با استفاده از ؛ سود سوزآور ( هیدروكسید سدیم ) ، خاكستر سودا ( كربنات سدیم ) و یا تركیبی از ایندو صورت می گیرد. عمل تصفیه را با استفاده از انیدرید استیك و تركیبی از اسید سیتریك – فسفریك – اسید قلیا ، انجام می گیرد. سود سوزآور و روغن خام صمغ گیری شده به طور مداوم به داخل یك مخلوط كن وارد می كنند. با وارد كردن بخار آب درجه حرارت آن را به 70 – 60 درجه سانتی گراد می رسانند و با تعدادی سانتریفوژ صابون را از روغن جدا می كنند باقی مانده ذرات قلیا را از طریق اضافه كردن آب ( 10 درصد ) كه درجه حرارت آن 80 – 70 درجه سانتی گراد است جداسازی می كنند در مرحله دوم شستشو ، به آب مقداری اسید سیتریك نیز اضافه می شود. مدت قلیا زدن و سانتریفوژ كردن حدود 3 دقیقه و افزودن آب حدود 10 دقیقه به طول می انجامد.
روغن شسته شده را به داخل یك تانك تحت خلاء با فشار 4 میلی متر جیوه اسپری می كنند تا به حداقل 05/0 – 5/0 درصد رطوبت آن كاهش یابد برای جزئیات بیشتر به كارنورلیس و سولیوان مراجعه نمائید.

2 – 11 بی رنگ كردن :
اكثر روغن های سویا اگر قبل از بی بو كردن بیرنگ شوند از نظر استحكام طعم بهبود پیدا می كنند برای روغن هائی كه هیدروژنه می شوند بی رنگ نمودن عمل خوبی خواهد بود. خاك های بیرنگ كننده طبیعی از قبیل خاك فولر ( كه یك سیلیكات آلومینیوم هیدراته است ). خاك های رس فعال با اسید ( بنتونیت یا مونت موریلونیت ) می باشند. از آنجائیكه روغن سویا خیلی راحت بیرنگ می شود ، خاك طبیعی یا رس فعال شده بر آن مناسب است. اگر خاك رس قادر به جدا كردن رنگ روغن نباشد یك قسمت كربن فعال شده را در 20 – 10 قسمت خاك رس مخلوط می كنند.
در صنعت اغلب از روش بیرنگ كردن تحت خلاء مداوم استفاده می شود روغن خشك و هواگیری شده به طور مداوم با خاك رس مخلوط و مایع آبكی فوق به داخل یك محفظه تخلیه شده از هوا ، اسپری می گردد تا هوا و رطوبت های غیر متصل با خاك رس جدا گردند. مایع ل

جنی به115-100 درجه سانتی گراد افزایش حرارت پیدا می كند تا بیرنگ گردد ، بعد برای بیرنگ كردن ، بیشتر ، مجدداً به داخل محفظه خلاء اسپری می شود تا هرچه آب متصل وجود دارد از خاك رس ، جدا گردد. سپس توسط یك فیلتر پرس روغن و خاك رس را از یكدیگر جدا می كنند.
در روش سوم بیرنگ كردن كه طریقه (( خلاف جهت )) ( Counter Current ) نامیده می شود روغن خشك هواگیری شده و گرم شده را از داخل فیلتر پرس ، حاوی خاك رس عملیات بیرنگ كردن قبلی عبور می دهند ، روغن حاصل را برای مرحله دوم وارد دیگهای مخصوص

بیرنگ كردن می كنند ، در اینجا خاك رس تازه به طور مداوم با روغن مخلوط می گردد. مخلوط روغن – خاك رس را برای جداسازی به فیلتر مرحله دوم هدایت می كنند. با سومین فیلتر عملیات تمیز كردن و سرویس كردن انجام می گیرد تا فرآیند به صورت پیوسته عمل كند. مقدار و نوع خاك جاذب به ویژگی های روغن و درجه بیرنگ كردن بستگی دارد. برای بیرنگ كردن ، مقدار خاك رس فعال شده باید كمتر از 1 درصد اضافه گردد مگر اینكه روغن خیلی سبز یا بیرنگ كردن مشكل باشد. روغن وقتی سبز است كه لوبیا را زودتر برداشت كنند و یا اینكه در اثر سرما صدمه دیده باشد. عموماً از كربن سیاه كه با خاك رس مخلوط شده باشد رنگ سبز را جداسازی می نمایند در جدول زیر سه روش بیرنگ كردن ؛ روش دیگ باز غیر پیوسته ، غیر پیوسته تحت خلاء ، تحت خلاء خلاف جهت مقایسه است. روغن بیرنگ شده مستقیماً به دیگهای هیدروژناتور و یا بی بو كننده یا به ترتیب هر دو برای مبدل شدن به روغن خوراكی هدایت می شود.
جدول 3-2 بیرنگ كردن روغن لوبیای سویا با خاك رس فعال شده با اسید
روش خاك رس معیار لاوی باند درصد اسیدهای متد اكسیژن
قرمزی چرب آزاد فعال بر ساعت
دیگ روباز غیرپیوسته 1 5/11 8/2 12/0 15/0 9
دیگ تحت خلاء غیرپیوسته 1 5/11 1/2 12/0 19/0 11
روش پیوسته خلاف جهت 8/0 5/11 9/1 12/0 14/0 14
2 – 12 هیدروژناسیون :
عمده روغن سویائی كه برای مصارف غذائی تولید می شود هیدروژنه می كنند تا به مارگارین ، شورتینگ و روغن های طباخی تبدیل گردد. عنصر نیكل به عنوان كاتالیزور در عمل هیدروژناسیون مورد استفاده قرار می گیرد.

عمل هیدروژناسیون به چند طریق بدست می آید. در ورش اول ، نیكل فرمات را در 245 – 240 درجه سانتی گراد با دو تا چهار قسمت روغن حرارت می دهند. در روش دوم ، هیدروكسید نیكل را روی خاك گزلگور از طریق واكنش دادن محلول نیترات نیكل با قلیا رسوب می دهند. در روش سوم ، نیكل از طرق الكترولیتیكی بدست می آید. كاتالیزور نیكل را از طریق حرارت داد

ن تا حدود 534 درجه سانتی گراد با هیدروژن فعال می كنند. از كاتالیزورهای پلاتینیوم یا پالادیوم نیز می توان برای هیدروژناسیون استفاده كرد ولی قیمت این فلزات خیلی زیاد است.
افزودن هیدروژن به بندهای غیر اشباع شده با هر یك از این سه كاتالیزور ، واكنش پیچیده ای است تصور می شود این واكنش ها با مكانیزم هوریوتی ولائی پیش روند. یك اتصال مضاعف كه روی سطح كاتالیزور جذب می شود یك اتم فعال شده هیدروژن را اضافه می كند. اتم دوم هیدروژن و تعداد زیاد دیگر آنقدر اضافه می شوند تا تمام اتصالهای مضاعف به صورت اشباع درآیند یا اینكه یك مولكول هیدروژن به وسیله كاتالیزور جذب گردد تا اتصالهای مضاعف جدیدی تولید كند. از این رو وقتی مولكولهای اسید چرب از كاتالیزور رها می گردند ایزومرهای سیس و ترانس تشكیل می شوند تاثیر پالادیوم در به وجود آوردن ایزومر بیشتر از كاتالیزور نیكل و پلاتینیوم است. با اولئیك استر و دوتریوم ، میزان استر غیر اشباع شده ای كه بعد از 80 % اشباع شدن باقی می ماند در حدود 10 اتم دوتریوم از اتمهای كربن 5 تا 31 خواهد بود از این رو فرآورده های چرب هیدروژنه صنعتی حاوی ایزومرهایی هستند كه در روغن اولیه غیر اشباع آنها قبلاً وجود نداشته اند.
سه نوع هیدروژنه كردن اجراء می شود :
الف ) هیدروژنه كردن انتخابی.
ب ) هیدروژنه كردن غیرانتخابی برای تولید شورتینگ و مارگارین.
ج ) هیدروژنه كردن توام از دو روش اول ، كه این روش در تولید فرآورده های استئارین استفاده می شود. در روش هیدروژناسیون انتخابی درجه حرارت به 175 درجه سانتی گراد افزایش یافته و فشار هیدروژن psi 5 می گردد میزان افزودن كاتالیزور 05/0 درصد است. در روش هیدروژناسیون غیر انتخابی از حرارت كمتر از 125 درجه سانتی گراد و فشار هیدروژن بیش از

psi 50 استفاده می شود برای تولید فرآورده های استئارین از درجات حرارت و فشارهای زیادتر 200 درجه سانتی گراد و psi 50 بكار می رود ، مقدار كاتالیزور 05/0 درصد است. برای حالت غیرانتخابی مقدار انتخاب پذیری روغن را از روی سرعت هیدروژن گیری تعیین می كنند. برای مثال ، سرعت اولئات ، لینولئات و لینولنات 1 ، 5/7 ، 5/12 است برای مثال ، لینولئات 5/7 برابر زودتر از اولئات تحت این شرایط هیدروژن می پذیرد در شرایط انتخابی ، سرعت نسبی یا انتخاب پذیری عبارت است از 1 و 500 و 100 افزایش درجه حرارت یا غلظت كاتالیزور میزان

انتخاب پذیری برای لینولئات یا لینولنات را افزایش می دهد. اما اگر بهم زدن یا فشار هیدروژن زیادتر شود انتخاب پذیری كمتر خواهد شد. هیدروژناتورها عمدتاً سه نوع هستند : در سیستم هیدروژن سازی غیر مداوم هیدروژن داخل روغن در طی احیاء سیركوله نمی شود ولی در روش دوم هیدروژن به صورت غیرپیوسته سیركوله می گردد و همچنین در سیستم هیدروژن سازی پیوسته نیز هیدروژن را مورد استفاده مجدد قرار می دهند. بیشتر هیدروژناتورها به صورت غیر پیوسته طراح

ی شده با سیستمی كار می كنند كه هیدروژن مجدداً مورد استفاده قرار نمی گیرد. محصولاتی كه به صورت هیدروژنه عرضه می گردند.

2 – 13 بی بو كردن :
بیشتر روغنهای خوراكی كه در آمریكا مورد استفاده قرار می گیرند به طریقه پیوسته یا نیمه پیوسته كه توسط بیلی توسعه یافته است بی بو می كردند و دستگاههای مختلفی برای بی بو كردن ساخته شده اند. مروری از این دستگاهها توسط زندر و مك میش و همچنین لیست سازندگان این دستگاهها و سایر وسایل موجود در صنعت سویا در انتشارات بلوبوك كه به نام سوی بین دایجست نام دارد هر سال در ماه مارس منتشر می گردد.

شكل – شماتیك مسیر جریان روغن در یك بی بو كننده نیمه مداوم با 6 سینی. تقدیمی از كمپانی كٍمترون.

در سیستم بیلی یك مجموعه سینی استیل ضد زنگ در داخل یك محفظه یا دیگ جاسازی می شود در شكل صفحه قبل روغن توسط یك پمپ به داخل سینی شماره 1 هدایت می گردد. در این قسمت باید دقت گردد كه روغن كف نكند عمل بی بو كردن در سینی 2 تا 5 انجام می گیرد. در این قسمت ها روغن با سیستم داوترم به درجه حرارت 260 درجه سانتی گراد یا بیشتر رسانده می شود. روغن در هر سینی از یك پلكان مارپیچ عبور می كند و در همین حال بخار به داخل آن راه پیدا می كند در سینی شماره 6 روغن سرد شده و به مخازن نگهداری پمپ و سپس فیلتر می گردد. مواد فرار در روی بی بو كننده تقطیر شده و به طرف پایین دیواره بی بو كننده ر

وان می گردند. موادی كه بنام تقطیرات زهكشی نامیده می شود. هر چند یكبار به داخل تانك زهكشی هدایت می گردند این مواد تقطیر شده و همچنین مواد جامد در خارج سیستم جمع آوری می شوند ، مواد فوق حاوی تركوفرولها استیگما سترول و سیتوسترول هستند و دارای مصارف غذایی و داروئی هستند.
برای جدا كردن مواد فرار تحت فشار پایین ، بخار به داخل روغن پمپ و جدا می گردد. زمان لازم برای بی بو كردن با میزان بخاری كه از روغن عبور می كند ، فشار انژكتورهای جت بخار و درجه حرارت تنظیم می گردد. برای مثال ، افزایش درجه حرارت از 170 به 204 درجه سانتی گراد ، سرعت جداسازی را سه برابر كرده و اگر درجه حرارت از 204 به 232 درجه سانتی گراد رسانده

شود دوباره سرعت جداسازی سه برابر افزایش خواهد یافت تعدادی از بی بو كننده ها در فشار 6 میلی متر ( جیوه – مطلق ) از طریق انژكتورهای جت بخار سه مرحله ای كار می كنند. اخیراً فشارهای پایین 1 تا 3 میلی متر جیوه را نیز بكار برده اند.حجم و تماس بخار با روغن مهمتر از مقدار بخار است. اضافه كردن حدود 5 درصد وزنی بخار مقدار نرمالی است.
هوای وارد شده به داخل روغن داغ و اكسیژن موجود در بخار عوامل مهم در استحكام روغن هستند تمام آبی كه از بخار دادن روغن به وجود آمده است باید كاملاً هواگیری گردد و سیستم عمل كننده باید هرگونه اكسیژنی را قبل از تماس با روغن جدا كند نشت مستقیم به داخل بی بو كننده اهمیت زیادی دارد. اما سینی جاسازی شده در داخل محفظه اثر نشت را محدود می كند ، سایر مزایای بی بو كننده های نیمه مداوم نسبت به بی بو كننده های مداوم سهولت تنظیم میزان روغن ورودی به داخل بی بو كننده است.
در بی بو كننده های مدرن نیمه مداوم در مدت 60 دقیقه روغن بی بو می شود در سیستم های مدرن نیز كمتر از 5 دقیقه و 280 – 270 درجه سانتی گراد روغن بوگیری می شود.
تاثیرات زمان و درجه حرارت بی بو كردن روی كیفیت اولیه و استحكام طعم روغن نشان م

ی دهد كه عملیات صنعتی دارای بهترین شرایط برای تولید محصول مرغوب هستند. در یك پژوهش انجام شده تاثیر زمان و درجه حرارت مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد. كه هرچه درجه حرارت افزایش یابد و زمان كمتر شود میزان اكسیداسیون تقلیل یافته و طعم روغن از استحكام بیشتری برخوردار خواهد شد.
روغن سویا را با اسید فسفریك و اسید سیتریك مخلوط می كنند تا مقادیر جزئی فلزاتی مثل آهن و مس از روغن جدا گردند. در مرحله سرد كردن روغن بی بو شده مقدار 005/0 درصد ا

سید سیتریك به روغن اضافه می شود بعضی اوقات اسید فسفریك را در مرحله تصفیه اضافه می كنند تا فلزات باقی مانده در روغن جدا شوند روش های دیگری نیز برای خنثی كردن فلزات داخل روغن وجود دارد باید دقت گردد كه از ورود مواد حاوی اسید فسفریك نظیر فسفاتیدها به داخل روغن جلوگیری شود. اگر مقدار فسفاتیدها بیش از 05/0 – 02/0 درصد شوند روغن طعمی شبیه خربزه و خیار پیدا می كند. روغن هایی كه به آنها اسید فسفریك اضافه می شود مقاومتشان به اكسیداسیون افزایش پیدا می كند. روغن تانكهای بی بو كننده را فیلتر كرده و وارد مخازن انباری كامیونهایی تانكر می كنند ، در روشهای دیگر روغن را یا داخل بشكه می ریزند و نگهداری می كنند. در كارخانجات مدرن از گاز ازت در طی سرد كردن حمل و نقل و بسته بندی استفاده می شود. برای این عمل ابتدا تانك را از ازت پر نموده و روغن را با یك لوله از پایین وارد تانك می كنند. بسته بندی ظرفهای كوچك را ابتدا ازت را وارد می كنند تا روغن از ازت اشباع گردد سپس قبل از اینكه هوا وارد ظرف شود در آن را می بندند. بیشتر كمپانی ها روغن را در بطریهای قهوه ای تیره پر می كنند زیرا روغن سویا به نور حساس است.

استحكام كننده هایی غیر از عوامل غیر فعال كننده فلزی را به فرآورده های سویا در مرحله سرد كردن در داخل دستگاه بی بو كننده اضافه اضافه می كنند. متیل سیلیكون به مقدار ppm 5-1 به عنوان عامل ضد كف به روغن اضافه می شود. به روغن آنتی اكسیدانهائی نظیر بوتیل هیدروكسی آنیزول و پروپیل گالات عمر روغن را زیاد می كند. گزارش شده كه مشتقات تولوئن و آنیزول ، استحكام روغن را فرآورده هایی نانوائی و سایر فرآورده های آن افزایش می دهد. مقدار 

2 – 14 فرآورده های روغنی سویا :
1 – روغن های سالاد و طباخی.
2 – روغن های شورتینگ و مار گارین.

برای دریافت اینجا کلیک کنید