گزارش کارآموزی کارخانه روغن کشی کشت و صنعت شمال

گزارش کارآموزی کارخانه روغن کشی کشت و صنعت شمال در 85 صفحه

پیشگفتار
واحدهای روغن کشی بر اساس نزدیکی -  ماده اولیه بخصوص تخم پنبه احداث می‌شوند که این مناطق بیشتر در استانهای مازندران، گیلان و خراسان می‌باشند. یکی از این واحدهای روغن کشی کشور کارخانه روغن کشی کشت و صنعت شمال واقع در استان مازندران، شهرستان ساری (در دوازده کیلومتر شهر ساری) می‌باشد.
این کارخانه در سه شیفت کار می‌کند و دارای سیستم بازیابی فاضلاب و تصفیه آب می‌باشد که پسابهای بازیابی شده جهت شروب نمودن زمینهای مزروعی کارخانه استفاده می‌شود.
این کارخانه روغن کشی دو واحدی می‌باشد که واحد شماره 1 آن نیز (کشت و صنعت شمال) تولید روغن و واحد شماره 2 آن (ام. ام) صابون پزی است.
به طوری که گفته شد محصول اصلی کارخانه کشت و صنعت شمال، روغن نباتی است که به دو صورت دان و جامد عرضه می‌گردد و در کنار این محصول اصلی، محصول فرعی، خلط صابون تولید شده نیز در واحد 2 به صابون تبدیل می‌شود. واحد تولید گاز اکسیژن و هیدروژن در داخل کارخانه وجود دارد که گاز هیدروژن تولید شده، جهت پروسس هیدروژناسیون صورت می‌گیرد و اکسیژن تولیدی در مخازن پر شده و جهت استفاده بخشهای خصوصی و دولتی به خارج از کارخانه برده می‌شود.
در ضمن طرح توسعه کارخانه نیز در دست اقدام است که تا حدودی اجرا گردیده، ولی هنوز مورد بهره برداری قرار نگرفته است. و لازم به تذکر است که مدیریت کارخانه تحت نظارت بانک صنعت و معدن می‌باشد و محصول تولیدی کارخانه با نام ((روغن غنچه)) به بازار عرضه می‌گردد.
مقدمه
 روغنها و چربیها از زمانهای بسیار دور یکی از اجزا اصلی و مهم تشکیل دهنده غذای انسان بوده است. که یک گرم آن در حدود 2/9 کیلوکالری انرژی در بدن تولید می‌کند. همچنین غذای طبخ شده در روغن و چربی مزه و طعم مطلوبی را در بر خواهد داشت.
با تغییر ساختار اجتماعی در دورانی که ما در آن زندگی می‌کنیم، دگرگونی و چگونگی تولید مواد مورد نیاز جامعه به خصوص مواد غذایی امری اجتناب ناپذیر است در حال حاضر با توسعه کشت دانه‌ها و میوه‌های روغنی فقط 15 % از نیاز چربی و روغن مصرفی مردم را می‌توانیم تامین نمائیم. از این جهت باید میزان قابل ملاحظه ای روغن خام از خارج وارد کشور شود، لذا برای افزایش راندمان استخراج روغن از منابع روغن و تصفیه روغن نیاز به تکنولوژی جدید روغن می‌باشد.
در کشورهای صنعتی یک نفر در طول عمر خود در حدود 3 تن روغن و چربی مصرف می‌کند که بیش از نصف این مقدار به صورت روغن یا چربی غیر قابل رویت موجود در مواد غذایی مانند پنیر، سوسیس، کالباس، گوشت و نظیر اینها می‌باشد.
اهمیت اقتصادی چربیها و روغنها در جهان و ایران
غذا مسئله مهمی است که نیاز انسانها را برطرف می‌کند. کار اساسی کشاورزان و کارخانه‌های صنایع غذایی این است که نیاز مواد غذایی انسانها را تامین کنند. با توجه به افزایش رشد جمعیت در جهان نیاز به مواد غذایی نیز افزایش می‌یابد و همزمان باید تقاضای مواد غذایی مورد نیاز مردم با امکانات و شرایط موجود تامین شود.
تاریخچه روغن نباتی در ایران
تا حدود سال 1330 از روغن حیوانی استفاده می‌کردیم و بعد از این تدریجاً با افزایش جمعیت و کمبود تولید روغن حیوانی افزایش قیمت باعث گردید که از روغن نباتی استفاده نمایند که از هلند و آمریکا وارد می‌کنند. از سال 1331 تا 1344 با شرایطی که در ایران انجام شده بود تجار و صنعتگران شروع به آوردن کارخانه‌های روغن نباتی نمودند تا در عرض 12 تا 13 سال کارخانه در ایران شروع به کار نمود و روغن نباتی جامد هم از خارج وارد می‌کردند و همه این کارخانه‌ها از پنه دانه استفاده می‌کردند. در سال 1346 دولت ورود روغن نباتی جامد را غیر مجاز اعلام کرد و رقابتی بین کارخانه‌ها به وجود آمد و سطح تولید بالا رفت و بعضی‌ها شکست خوردند و بعضی‌ها هم در کارشان موفق شدند. مثلاً یکی از کارخانه‌های روغن نباتی، پارس (قو) است که در سال 1339 تاسیس شد و تولید آن در روز 15 تا 20 تن بود و امروزه بیشتر از 600 تن در روز تولید می‌کند.
در حال حاضر در ایران در حدود 16 کارخانه روغن نباتی داریم بعضی از این کارخانه‌ها 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 می‌کردند و بعد از آن از روسیه، بلغارستان، رومانی روغن نیمه تصفیه آفتابگردان وارد می‌نمودند و بعد از آن در نتیجه نیاز، روغن سویا از آمریکا جنوبی و ایالات متحده وارد نمودند به طوریکه الان نزدیک 100 % مواد خام از دانه سویا است و از آرژانتین و برزیل وارد می‌نمایند و بعد از آن شرکت سهامی توسعه کشت دانه‌های روغنی آمدند و کشاورزان را در کشت دانه سویا و آفتابگردان تشوق نمودند ولی با وجود اینها کفاف مصرف را نکرد و در این سالهای اخیر در حدود 6 تا 5/6 درصد روغن تولیدی ایران در داخل ایران تولید می‌شود و بقیه از خارج وارد می‌شود.(در سال 1362)

فصل 1
1 – 1 تاریخچه کارخانه کشت و صنعت شمال
در سال 1355 همزمان با اجرای طرح و نصب ماشین آلات، به سبب بازده کم مالی طرح اولیه، موضوع توسعه ظرفیت واحد به منظور بهره گیری بیشتر از هزینه‌های ثابت طرح و افزایش سود آوری آن مورد مطالعه قرار گرفت و سپس برای تهیه طرح تکمیلی 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 کشی را نیز از طریق احداث خطوط روغن کشی دانه سویا و آفتابگردان (علاوه بر پنبه دانه) در بر می‌گرفت که به واسطه برخی نارساییها و محدودیتهای ارزی با تدارک 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 می‌باشد. این واحد در ابعاد کوچکی شامل قسمتهای پنبه پاک کنی، روغن کشی پنبه دانه، تصفیه روغن خام و صابون سازی بوده است، که در حال حاضر به سبب فرسودگی بیش از حد ماشین آلات قسمتهای پنبه -   پاک کنی صابون سازی و تصفیه با ظرفیتهای کمتر قابل بهره گیری بوده و قسمت روغن کشی به طور کلی 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 می‌باشد. پساب صنعتی آلوده بوی نامطبوع حاصل از خلط صابون، پرزهای معلق پنبه و سایر آلودگی‌های ناشی از احتراق دیگهای بخار در هوای محیط از یکسو، و روشهای قدیمی و غیر اقتصادی تولید روغن و صابون از سوی دیگر از عوامل تشدید کننده مساله می‌باشد.
پروانه تولید، دانش فنی و برخی ماشین آلات و تجهیزات قابل استفاده این واحد به عنوان موارد قابل بهره‌گیری در طرح جامع شرکت (توسعه واحد یک) مد نظر قرار گرفته اند.
 1 –2 تولیدات اصلی و جانبی کارخانه کشت و صنعت
تولیدات کارخانجات کشت و صنعت شمال را می‌توان 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 کنجاله، محصولات جانبی واحد2 را تشکیل می‌دهند، در واحد یک نیز روغن نباتی، به عنوان محصول اصلی و لینترهای 2 و 1، پوسته، کنجاله، خلط صابون، گلیسیرین و اسیدهای چرب و اکسیژن به عنوان محصولات جانبی، تولید می‌شود. ضمناً در واحد یک، قوطیهای حلبی مورد نیاز جهت بسته بندی روغنهای نباتی نیز در ظرفیتهای مختلف (2، 4، 10 پوند و 17 کیلو) تولید می‌گردد. در این بخش شرح مشخصات، استانداردها و موارد مصرف تولیدات کارخانجات ارائه گردیده است.
1 – 3 شرح تولیدات اصلی و جانبی
الف – پنبه محلوج:
عبارت است از الیاف طبیعی گیاه پنبه که از جدا سازی وش به پنبه محلوج بدست می‌آید. مقدار پنبه بدست آمده صرف نظر از درجه بندی آن 33 درصد وزن وش را تشکیل می‌دهد.
ب – روغن نباتی:
عبارت است از روغن خوراکی بدست آمده از دانه‌های روغنی از قبیل دانه پنبه، سویا، آفتابگردان، زیتون، ذرت، بادام زمینی، خرما، انگور، گوجه فرنگی، نارگیل و ….. که به دو صورت جامد    (هیدروژنه) و مایع (اشباع شده) مورد عرضه و مصرف قرار می‌گیرد. 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 تشکیل می‌دهد که البته جدا سازی تمامی مقادیر مذکور میسر (یا اقتصادی) نبوده و برای مثال حدود 16 درصد روغن پنبه دانه در روشهای معمول جداسازی  (OR SOLVENI MILLING EXTRACTION) قابل استحصال می‌باشد.
ج – صابون رختشوئی:
ماده پاک کننده ای است (قدیمی ترین ماده شوینده شناخته شده) که از نمک حاصل از ترکیب اسیدهای چرب با مواد قلیائی نظیر سود بدست می‌آید.
اسیدهای چرب مورد استفاده در صابون سازی می‌تواند از خلط صابون (TRIGLYCERIDE) حاصل از تصفیه روغن خام نیز بدست آید.
با افزایش توسعه تکنولوژی روغن در جهان، تاثیر چندانی در مصرف روغن کشورمان نداشته است. اما در ایران الگوی مصرف چربیها وروغنها در 30 سال گذشته تغییر کرده است چربیهای هیدروژنه 76 %، کره 14% و روغن مایه 10 %.
1 – 4 محصولات جانبی کارخانه‌های روغن‌کشی
پس از مرحله روغن کشی از دانه‌های روغنی محصول باقیمانده کنجاله نامیده می‌شود که یکی از مهمترین مواد تامین کننده، تغذیه دام و طیور به شمار می‌آید. با توجه به کمبود شدید خوراک دام در ایران که باید در هر سال بیش از 500 هزار تن انواع علوفه از خارج وارد کشور شود، اهمیت کنجاله بیشتر احساس می‌گردد. بهترین نوع کنجاله برای نام کنجاله، سویا می‌باشد. زیرا حاوی 50 % پروتئین است. کنجاله آفتابگردان نیز از کیفیت خوبی برخوردار است.
فصل دوم
2 – 1 تبدیل لوبیای سویا به روغن
یکی از کاربردهای اصلی لوبیای سویا استخراج روغن و تبدیل باقی مانده آن به خوراک انسان و حیوان می‌باشد. بلغور لوبیا حاوی ترکیباتی است که باید توسط حرارت مرطوب غیر فعال گردد در غیر این صورت باعث اختلال رشد حیوانات می‌گردد. برای مصارف غذائی فرآیند صرفاً شامل حرارت دادن و آسیاب کردن مواد چربی گرفته است. مثلاً در تهیه آرد یا جدا کردن پروتئین به صورت کنسانتره و ایزوله، این مراحل انجام می‌شوند. شکل شماره 4 شمای کلی تبدیل لوبیای سویا به روغن، بلغور و مشتقات مربوطه دیگر توسط استخراج با حلال را نشان می‌دهد.
در صنعت فرآیند یا روغن کشی از پرسهای هیدرولیکی و پرسهای مکانیکی پیچی(screw press) توام با حلال استفاده می‌شود. 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 می‌رسد. ترتیب جریان حمل سویا از مزرعه برای فروش و صادرات از مرحله انبار کردن آغاز می‌گردد. فرآیند سالیانه سویا در آمریکا حدود 900 میلیون بوشل است، ولی تولید روغن و بلغور آن در حدود 10 تا 12 ماه به طول می‌انجامد، تمام فرآیند کنندگان دارای ظرفیت ذخیره سازی نسبتاً بالایی هستند تا بتوانند مایحتاج کافی برای فرآیندسازی داشته باشند  بسیاری از روغن کشی‌ها بین 5 تا 7 میلیون بوشل را ذخیره سازی می‌کنند. بعضی از کارخانه‌های روغن کشی و استخراج تا 1200 تن محصول را در روز تبدیل می‌کنند، اگر تمام ظرفیت انباری موجود به لوبیای سویا اختصاص یابد این کارخانجات می‌توانند چندین ماه محصول داشته باشند و اگر انبار ذخیره سازی نزدیک مزارع تولید سویا قرار داشته باشد، قیمت آن در شروع فصل برداشت کمتر بوده و در 6 تا 11 ماه بعد قیمت آن افزایش پیدا می‌کند.
2 – 12 هیدروژناسیون
عمده روغن سویائی که برای مصارف غذائی تولید می‌شود هیدروژنه می‌کنند تا به مارگارین، شورتینگ و روغن‌های طباخی تبدیل گردد. عنصر نیکل به عنوان کاتالیزور در عمل هیدروژناسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عمل هیدروژناسیون به چند طریق بدست می‌آید. در ورش اول، نیکل فرمات را در 245 – 240 درجه سانتی گراد با دو تا چهار قسمت روغن حرارت می‌دهند. در روش دوم، هیدروکسید نیکل را روی خاک گزلگور از طریق واکنش دادن محلول نیترات نیکل با قلیا رسوب می‌دهند. در روش سوم، نیکل از طرق الکترولیتیکی بدست می‌آید. کاتالیزور نیکل را از طریق حرارت دادن تا حدود 534 درجه سانتی گراد با هیدروژن فعال می‌کنند. از کاتالیزورهای پلاتینیوم یا پالادیوم نیز می‌توان برای هیدروژناسیون استفاده کرد ولی قیمت این فلزات خیلی زیاد است.
افزودن هیدروژن به بندهای غیر اشباع شده با هر یک از این سه کاتالیزور، واکنش پیچیده ای است تصور می‌شود این واکنش‌ها با مکانیزم هوریوتی ولائی پیش روند. یک اتصال مضاعف که روی سطح کاتالیزور جذب می‌شود یک اتم فعال شده هیدروژن را اضافه می‌کند. اتم دوم هیدروژن و تعداد زیاد دیگر آنقدر اضافه می‌شوند تا تمام اتصالهای مضاعف به صورت اشباع درآیند یا اینکه یک مولکول هیدروژن به وسیله کاتالیزور جذب گردد تا اتصالهای مضاعف جدیدی تولید کند. از این رو وقتی مولکولهای اسید چرب از کاتالیزور رها می‌گردند ایزومرهای سیس و ترانس تشکیل می‌شوند تاثیر پالادیوم در به وجود آوردن ایزومر بیشتر از کاتالیزور نیکل و پلاتینیوم است. با اولئیک استر و دوتریوم، میزان استر غیر اشباع شده ای که بعد از 80 % اشباع شدن باقی می‌ماند در حدود 10 اتم دوتریوم از اتمهای کربن 5 تا 31 خواهد بود از این رو فرآورده‌های چرب هیدروژنه صنعتی حاوی ایزومرهایی هستند که در روغن اولیه غیر اشباع آنها قبلاً وجود نداشته اند.
سه نوع هیدروژنه کردن اجراء می‌شود:
الف) هیدروژنه کردن انتخابی.
ب) هیدروژنه کردن غیرانتخابی برای تولید شورتینگ و مارگارین.
ج) هیدروژنه کردن توام از دو روش اول، که این روش در تولید فرآورده‌های استئارین استفاده می‌شود. در روش هیدروژناسیون انتخابی درجه حرارت به 175 درجه سانتی گراد افزایش یافته و فشار هیدروژن  psi 5 می‌گردد میزان افزودن کاتالیزور 05/0 درصد است. در روش هیدروژناسیون غیر انتخابی از حرارت کمتر از 125 درجه سانتی گراد و فشار هیدروژن بیش از  psi 50 استفاده می‌شود برای تولید فرآورده‌های استئارین از درجات حرارت و فشارهای زیادتر 200 درجه سانتی گراد و  psi 50 بکار می‌رود، مقدار کاتالیزور 05/0 درصد است. برای حالت غیرانتخابی مقدار انتخاب پذیری روغن را از روی سرعت هیدروژن گیری تعیین می‌کنند. 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 می‌پذیرد در شرایط انتخابی، سرعت نسبی یا انتخاب پذیری عبارت است از 1 و 500 و 100 افزایش درجه حرارت یا غلظت کاتالیزور میزان انتخاب پذیری برای لینولئات یا لینولنات را افزایش می‌دهد. اما اگر بهم زدن یا فشار هیدروژن زیادتر شود انتخاب پذیری کمتر خواهد شد. هیدروژناتورها عمدتاً سه نوع هستند: در سیستم هیدروژن سازی غیر مداوم هیدروژن داخل روغن در طی احیاء سیرکوله نمی شود ولی در روش دوم هیدروژن به صورت غیرپیوسته سیرکوله می‌گردد و همچنین در سیستم هیدروژن سازی پیوسته نیز هیدروژن را مورد استفاده مجدد قرار
می‌دهند. بیشتر هیدروژناتورها به صورت غیر پیوسته طراحی شده با سیستمی کار می‌کنند که هیدروژن مجدداً مورد استفاده قرار نمی گیرد. محصولاتی که به صورت هیدروژنه عرضه می‌گردند.