Сутність процесу дезодорації
Дезодорація є дистиляційний процес, здійснюваний в струмі водяної пари в умовах вакууму і високої температури. Традиційне призначення дезодорації - видалення ряду одорірующіх речовин, присутніх у вихідних жирах і маслах. Поряд з цим, дезодорація є в даний час найбільш ефективним методом видалення з масел цілого ряду високотоксичних речовин, що накопичуються в жиросодержащих тканинах олійного насіння і переходять в масло в процесі його отримання. До таких речовин відносяться полиароматические вуглеводні (ПАВ), які утворюються в результаті горіння палива і т. П. А також засоби захисту рослин (пестициди). Токсичними є також деякі продукти окислення масел їм жирів.
Таким чином, процеси власне дезодорації, дистиляційного видалення пестицидів, низькомолекулярних ПАУ, летючих продуктів окислення, а також дистиляційна рафінація масел і жирів виявляються одним з найбільш затребуваних в олійно-жировій промисловості.
Висока токсичність зазначених вище і деяких інших речовин дозволить використовувати для харчових цілей тільки рафіновані дезодоровані жири і масла, не дивлячись навіть на втрату ними звичного натурального аромату.
Смак і запах повідомляє маслу або жиру складна суміш погано розчинних у воді летких речовин. До них відносяться низькомолекулярні жирні кислоти (капронова, капріновая і ін.) І їх гліцериди, аліфатичні вуглеводні, природні ефірні масла, терпени, альдегіди, кетони, оксикислоти, продукти розпаду сульфо- і нітросполук, каротиноїдів, стеринів вітамінів, фосфатидів.
Для додання специфічного запаху і смаку досить присутність в жирі сотих часток відсотка (а іноді і менше) речовин, що подразнюють слизову оболонку носа, і смакових подразників.
При поганій відмиванню масла відчувається мильний смак, а застосування великої кількості сорбенту при отбелке надає маслу «землистий» присмак.
Значне утворення та накопичення речовин - носіїв запаху і смаку - відбувається при гідрогенізації і залежить від режимів здійснення процесу, природи каталізатора, чистоти водню, його вологості і т.д. Запах масла обумовлений утворенням низькомолекулярних альдегідів, жирних кислот, спиртів з 6 - 9 атомами вуглецю в ланцюзі, простих і складних ефірів, вуглеводнів. В результаті неповного видалення при рафінації в маслі можуть зберегтися в невеликій кількості фосфатиди і продукти їх взаємодії з іншими компонентами масла, а також білково-слизові речовини. При високій температурі вони осідають на гріючих поверхнях дезодоратора, утворюючи «нагар», який є додатковим джерелом запаху. Негативний вплив на якість дезодората надає присутність в жирах металів і їх солей, що є каталізаторами окислення. Тому перед дезодорацією жири повинні піддаватися повному циклу рафінації, включаючи гідратацію, нейтралізацію, промивку, висушування, вибілювання. Для інактивації металів жири в процесі дезодорації піддають спеціальній обробці лимонною кислотою.
Дезодорація є найбільш радикальним способом видалення з масел і жирів отрутохімікатів.
Дезодоровані жири випускаються як харчова товарна продукція, так і для цілей промислової переробки. До цих жирам пред'являються вимоги, передбачені ГОСТами, ОСТами і МРТУ.
Для дезодорованих жирів велике значення мають органолептичні показники. Смак і запах масел і жирів є для споживача одним з головних показників. Якщо продукт відповідає стандарту фізико-хімічними властивостями, але має неприємний смак або запах, він не буде користуватися попитом у населення. У зв'язку з цим органолептична оцінка якості масел і жирів безпосередньо на підприємстві має велике значення.
Практичне застосування органолептичної оцінки вимагає виконання ряду вимог, основні з яких:
# 63; підбір дегустаторів, що володіють розвиненими нюхом і здатністю сприймати смак;
# 63; певні умови проведення дегустації (обладнання приміщення, температура зразків продуктів і інші);
# 63; застосування адекватної шкали оцінки, що підходить для даного продукту.
Дезодорація є одним з методів перегонки рідин (дистиляція). Процес дезодорації складається з трьох етапів: дифузії ароматичних речовин з шару рідини до поверхні випаровування, власне випаровування ароматичних речовин, видалення молекул випарувалися речовин із зони випаровування.
Одорірующіе речовини являють собою складний комплекс різних за кількісним і якісним складом речовин; вони мають значно більшу пружність парів, ніж тригліцериди, тобто мають летючість. Ефективність дезодорації залежить від складу і летючості одорірующіх речовин, пружності їх парів і температурних режимів процесу.
Збільшення температури жиру забезпечує підвищення пружності парів одорірующіх речовин, а, отже, і їх більшу летючість. Проте надмірно підвищувати температуру дезодорації можна, так як виникає можливість полімеризації і окислення жиру за рахунок повітря, що міститься в жирі. При температурі вище 250 # 63; З посилюється термічний розпад жиру, зростають його втрати в результаті дистиляції низькомолекулярних тригліцеридів.
Для зниження температури відгону одорірующіх речовин дезодорацію ведуть під вакуумом при подачі в масло або жир гострого пара. Речовини - носії запаху і смаку, як правило, добре розчинні в олії і погано у воді.
Перегонка з водяною парою грунтується на властивостях сумішей з взаємно нерозчинними компонентами. Для таких сумішей, що нагріваються в герметично закритій посудині, парціальні тиску не залежить від складу суміші, а тільки від температури і теоретично рівні пружності парів окремих компонентів при цій же температурі. Якщо в рідину (масло), не змішувати з водою, але киплячу при високій температурі, додати воду, то температура кипіння такої суміші при атмосферному тиску буде нижче 100 # 63; С. Така закономірність зберігається і при будь-якому іншому тиску.
Важливе значення для дезодорації має кількість палива, що впорскується гострого пара і час дезодорації. Ці фактори в свою чергу залежать від тиску в дезодоратором, загальної кількості дезодоріруемого жиру, а також початкової та кінцевої концентрації одорірующіх речовин.
Для зниження парціального тиску одорірующіх речовин, а отже, і температури дезодорації процес ведуть з гострою парою, що має температуру 325 - 375 # 63; С, тобто вище температури жиру в дезодоратором.
Гострий водяна пара подається в апарати через барботери, струменеві змішувачі та інші парорасределітельние пристрої, що сприяє інтенсивному перемішуванню рідини, зменшує можливість місцевих перегрівів, інтенсифікує теплообмін. Потрапляючи в жир у вигляді дрібних бульбашок, пар утворює парожіровую суміш з великою поверхнею дотику бульбашок пари з жиром. При цьому Одорірующіе речовини дифундують з краплі жиру до його поверхні і змішуються з водяною парою, що прискорює і полегшує процес дезодорації. Відомі дезодоратори, в яких процес видалення одорірующіх речовин, відбувається в плівці.
Зниження тиску при дезодорації призводить до зменшення температури кипіння одорірующіх речовин і до зниження витрати гострої пари.
Глибокий вакуум сприяє дробленню бульбашок уприскуваного пара; відбувається значне розширення його обсягу, що рівнозначно збільшенню робочої поверхні бульбашок, а це підвищує коефіцієнт випаровування. Вакуум робить вирішальний вплив на тривалість дезодорації, якість жиру і витрата пара.
З інших факторів, що впливають на якість готового продукту, умови ведення процесу дезодорації, слід зазначити ті, які визначаються, апаратурними і конструктивними можливостями установок. Це досягнення максимального розрідження при високій герметичності всієї системи і забезпечення ефективних умов теплообміну і масообміну.
Для кожного виду масел і жирів існують оптимальні температури дезодорації. Це залежить від складу одорірующіх речовин. У таких маслах, як кокосове, пальмоядровое і подібних до них, містяться одорірующіе речовини з меншою молекулярною масою, і для їх відгону температура повинна бути нижче, ніж для соняшникової олії, саломасу і ін.
Дезодоратори повинні бути ретельно ізольовані, щоб відганяти з парою одорірующіе речовини не конденсованих і не поверталися в дезодоріруемий жир.
Для зниження окислення жир попередньо деаерують при порівняно невисокій температурі.
Для підвищення стійкості при дезодорації в жир вводять штучні антиокислювачі або синергисти, найчастіше лимонну кислоту. Вона дезактивують метали, і усуває їх шкідливий вплив як каталізаторів окислення.
У дезодорованих жирах іноді проявляється тенденція до реверсії (поверненню) смаку і запаху. Якщо дезодорація проведена ретельно, без порушення технологічних режимів, то повернення смаку і запаху не спостерігається. При дотриманні всіх умов дезодорована жир має бездоганні органолептичні показники.
Технологічні умови дезодорації. У промислових дезодораціонних установках процес відгону одорірующіх речовин виробляють в обсязі, плівці або попередньо в плівці, а потім в обсязі.
За принципом дії дезодорація здійснюється періодично, напівбезперервна або безперервно.
У дезодоратором періодичної дії висота шару масла над паровим барботером велика, і умови ефективного контактування пара з жиром багато в чому залежать від даної швидкості пара або тиску його на вході в дезодоратор. Разом з тим задаються швидкості пара обмежені, так як при цьому збільшуються втрати масла, що буря паром з дезодоратора.
У дезодоратором безперервної дії завдяки ефективному контактування пара і жиру в невеликих шарах на різних насадки, тарілки, пластинах видаляється досягти рівноваги між парової і рідкої фазами, а, отже, і рівномірності продування парою.
При періодичної дезодорації температура процесу 170-210 # 63; С, при безперервній - до 230 # 63; С і навіть вище.
Залишковий тиск в дезодоратором не повинно перевищувати 0,66 кПа (5 мм рт. Ст.)
Принципова технологічна схема дезодорації олій і жирів включає наступні основні стадії:
-- деаерацію - видалення з рафінованих олій і жирів повітря і вологи з метою запобігання окислення їх в процесі дезодорації;
-- підігрів попередній - за рахунок теплообміну з дезодорованим маслом, і остаточний - паром високого тиску, електрикою або органічним теплоносієм до температури дезодорації;
-- власне дезодорацію - видалення вільних жирних кислот і летючих речовин, в тому числі обумовлюють смак і запах масел і жирів; конденсація дистиляту;
-- охолодження: попереднє - за рахунок теплообміну з дезодорованим і / або деаерірованной маслом, проміжне і остаточне - водою;