Вакуумное масло в пищевой промышленности

Вакуумное оборудование широко востребовано в пищевой промышленности. Оно позволяет выполнять те процессы, которые сложно было бы осуществлять в нормальных атмосферных условиях.

Вакуумные установки применяются, к примеру, для удаления воздуха из пластиковых упаковок, испарения влаги, транспортировки сыпучих продуктов и т.д.

В качестве рабочей среды или для смазывания насоса (в зависимости от его типа) используется специальное вакуумное масло – жидкая субстанция с низким давлением пара.

В данной статье мы рассмотрим сферы применения вакуума в пищевой промышленности, а также функции и этапы производства вакуумного масла.

Сферы применения вакуумного оборудования на пищевых предприятиях

На пищевых предприятиях вакуумные системы используются для проведения многих операций. Далее представлены лишь некоторые из них.

Вакуумная упаковка

Герметичная упаковка пищевых продуктов позволяет значительно продлить срок их годности за счет уменьшения роста бактерий и плесени. Чаще всего для такой упаковки используют сухие пластинчато-роторные насосы.

Источник изображения: bigacis / shutterstock.com

Вакуумная сушка (выпаривание)

Процедура выпаривания является важнейшей операцией при производстве многих пищевых изделий. Для ускорения процесса удаления влаги и уменьшения его энергоемкости чаще всего используют водокольцевые вакуумные насосы. Они помогают снизить температуру кипения за счет снижения давления, способны перекачивать пары воды и практически все газы.

Дезодорация масла

Чтобы удалить из растительного масла нежелательные соединения, влияющие на его запах и вкус, продукт дезодорируют.

Перед началом операции масло аэрируют с помощью вакуумного насоса в целях предотвращения окисления и выведения неконденсирующихся газов. В настоящее время преимущественно применяют пароэжекторные насосы. Они просты в эксплуатации из-за отсутствия движущихся частей и могут создавать более глубокий вакуум. Недостаток таких устройств – значительный расход рабочего пара и охлаждающей воды.

Мясоперерабатывающая промышленность

В мясоперерабатывающей отрасли промышленности широко применяются такие вакуумные устройства как шприцы-наполнители, шприцы-дозировщики, куттеры, массажеры, пластинчато-роторные насосы и др. Их основное предназначение – удаление воздуха из фарша для улучшения его характеристик.

Производство макаронных изделий

Пластинчато-роторные вакуумные насосы позволяют избавить тесто для макаронных изделий от воздуха. В результате увеличивается их прочность и стекловидность (в изломе), снижается шероховатость, уменьшаются потери сухих веществ при варке. За счет отсутствия кислорода в процессе замеса теста оно не темнеет.

Типы вакуумных насосов и масла для их обслуживания

К продуктам пищевой промышленности предъявляются самые высокие требования гигиены и безопасности.

Чтобы исключить любой риск загрязнения перекачиваемой среды, используются сухие вакуумные насосы:

• Винтовые
• Пластинчато-роторные
• Водокольцевые
• Воздуходувки

В разных видах насосов обязательно используется вакуумное масло. Его функции зависят от типа установок.

К примеру, в пластинчато-роторных насосах оно служит для смазывания подшипников, защиты металлических деталей от коррозии, а также обеспечения уплотнения между лопатками и ротором, кончиками лопаток и статором, охлаждения статора за счет передачи тепла к внешнему корпусу.

В диффузионных насосах вакуумное масло (вакуумная жидкость) улавливает и удаляет молекулы газа из вакуумной камеры посредством кинетического движения.

В настоящее время доступны вакуумные масла двойной и тройной дистилляции, силиконовые жидкости, масла с низким содержанием серы. Кроме того, существуют промывочные масла для вакуумного оборудования.

Выбор того или иного материала зависит от типа насоса и сферы применения вакуума.

Моторные масла не подходят для вакуумного оборудования из-за недостаточной степени очистки и слабой устойчивости к химическим воздействиям. К тому же они содержат добавки, которые вредны для процессов, происходящих в вакуумных установках – например, ингибиторы коррозии. Они отделяются от базовой жидкости и осаждаются на внутренних поверхностях насоса в виде липких остатков.

В специальных вакуумных маслах, в основном, содержатся присадки против окисления и пенообразования.

Чтобы выбрать подходящий материал, учитывают давление паров, вязкость и тип масла (или методы дистилляции).

Давление пара в насосе – это тенденция масла к испарению. Чем оно выше, тем эта тенденция сильнее. Именно поэтому низкое давление паров является преимущественной характеристикой вакуумных жидкостей и масел.

Благодаря достаточной вязкости (даже при повышенных температурах) масло покрывает движущиеся детали насоса защитной пленкой, которая не только обеспечивает плавность их работы, но и выполняет герметизирующую функцию. В результате перекачиваемые газы не просачиваются в зазор между лопаткой и статором.

Жидкости с более низкой вязкостью используются для больших насосов, работающих при невысоких температурах. Масла средней вязкости применяются для средних и крупных насосов.

Известным российским производителем вакуумных масел является компания «Эффективный Элемент».

Синтетические (ПАО) масла EFELE SO-853, EFELE SO-864, EFELE SO-866 и EFELE SO-868 имеют международный пищевой допуск NSF H1, что позволяет использовать их для пищевого вакуумного оборудования.

Все вышеназванные материалы обладают нейтральным запахом, морозо- и термостойкостью, высокой несущей способностью, превосходными антикоррозионными и противоизносными свойствами.

Они нетоксичны, совместимы с большинством пластмасс и эластомеров, имеют длительный срок службы.

Этапы производства вакуумного масла

Перегонка

В основном, вакуумные масла производятся из минерального масла на нефтяной основе, которое содержит азот, серу, кислород и ароматические углеводороды. Особую опасность для насосов представляет сера, поскольку она одна из первых разлагается при высокой температуре. Чтобы предотвратить загрязнение, это вещество и другие примеси удаляют методом дистилляции – однократной, двойной или тройной.

Однодистиллированные масла используются в некоторых одноступенчатых, роторных и других насосах с предельным вакуумом 1 x 10 -2 торр.

Бидистиллированные масла характеризуются умеренным давлением паров (8 x 10 -4 торр), а их предельный вакуум составляет 1 x 10 -3 торр. Они могут применяться в умеренно-коррозионных средах.

Масла тройной дистилляции практически не содержат серы и других летучих примесей. Они химически инертны, устойчивы к окислению и реакциям с технологическими газами. По цвету они самые светлые, обеспечивают максимальный вакуум 6 × 10 -4 торр.

Рафинирование растворителем

Рафинирование масел растворителем по-другому называется жидкостной экстракцией. Этот процесс проводится для удаления большей части ароматических углеводородов и нежелательных компонентов масляных дистиллятов.

В процессе очистки масло сначала избавляют от влаги, а затем промывают экстрагентом (органическим растворителем, называемым фурфуролом). Это вещество легко соединяется с загрязнениями и позволяет их удалить.

После рафинирования масло готово к смешиванию с соответствующими присадками.

Гидроочистка

Вакуумные масла самого высокого качества получают после гидроочистки. Жидкость объединяют с водородом, а затем пропускают через селективный катализатор под высоким давлением и температурой для удаления серы, азота и следов металлов. Сера и азот выводятся в виде сероводорода (H₂S) и аммиака (NH₃).

Гидроочищенные вакуумные масла практически не содержат загрязняющих веществ и имеют прозрачный цвет. Однако у них есть недостаток: в таких маслах не сохраняются некоторые присадки.

Необходимость замены масла

Тип вакуумного масла напрямую влияет на длительность его эксплуатации. Жидкости с низкими температурами кипения более склонны к термическому разложению, и наоборот. Именно поэтому важно подбирать масло с учетом рабочих параметров вакуумного оборудования.

Менять вакуумное масло необходимо через определенные промежутки времени, в противном случае оно загрязняет насос и приводит к выходу агрегата из строя. Чтобы предотвратить подобные явления, в вакуумную камеру встраивают систему автоматической блокировки насоса. Она срабатывает в том случае, если рабочая температура превышает определенное значение.