Виготовлення рослинного масла

Отже, технологічні процеси сучасного виробництва рослинних олій діляться на 3 етапи:

1. Підготовка насіння до вилучення олії

Підготовка передбачає такі етапи:

очищення насіння від домішок
калібрування насіння за розмірами
кондиціювання насіння за вологістю
обрушення насіння
поділ рушанки на фракції
подрібнення ядра.

Обрушення насіння і відділення ядра від оболонки

Насіння за характером оболонок ділять на дві групи: кожурние (соняшник, кедровий горіх) і бескожурние (льон, рапс, суріпиця, кунжут). Кожурние насіння переробляють після відділення оболонки, бескожурние - без її відділення. Обрушення (руйнування оболонок олійного насіння шляхом механічної дії) здійснюється в семенорушку. В результаті обрушення насіння отримують рушанку, що представляє собою суміш декількох фракцій:

цілих насіння - целяка
частково необрушенного насіння - недоруша
цілого ядра
половинок ядра
зруйнованого ядра січки
олійного пилу
лузги (оболонки соняшнику, у бавовнику - лушпиння)

Поділ рушанки на фракції

Для поділу рушанки використовують насіннєвійки і сепаратори. Рушанку поділяють на ядро і лузгу (лушпиння). Відділення оболонок від ядр має велике значення. При цьому підвищується якість масла, так як:

в нього не переходять ліпіди оболонок, що містять велику кількість супутніх речовин;
підвищується продуктивність обладнання;
зменшуються втрати масла з лушпинням за рахунок замасливания.

подрібнення ядра

Метою цієї операції є руйнування клітинної структури ядра для максимального вилучення масла при подальших технологічних операціях. В результаті подрібнення ядер отримують сипучу масу - мятку.

2. Витяг масла

Витяг масла виробляють двома способами:

На основі цих двох способів розроблені наступні технологічні схеми виробництва рослинного масла:

одноразове пресування
дворазове пресування
вилучення олії шляхом попереднього віджиму - форпрессование з подальшим остаточним віджиманням - експеллірованіем
холодне пресування - витяг олії з сировини без попередньої влаготепловой обробки
форпрессование-екстракція - попереднє знежирення масла шляхом форпрессование з подальшим його витяганням шляхом екстракції бензином
пряма екстракція - екстракція розчинником без попереднього знежирення

Влаготепловой обробка мяткі - смаження

Для ефективного вилучення олії з мяткі проводять влаготепловой обробку при безперервному і ретельному перемішуванні. У виробничих умовах процес влаготепловой обробки складається з двох етапів:

1-й етап - зволоження мяткі і підігрів в апаратах для попередньої влаготепловой обробки мяткі - інактіватори або пропарювальна-зволожувальних шнеках. Мятку нагрівають до температури 80-85 * С з одночасним зволоженням водою або гострою парою. При цьому відбувається виборче змочування і зменшення енергії зв'язку масла з неліпідні частиною насіння на поверхні мяткі. Вологість насіння соняшнику після зволоження становить 8-9%.
2-й етап - висушування і нагрівання зволоженою мяткі в жаровнях різних конструкцій. При цьому змінюються фізичні властивості масла - зменшується в'язкість, щільність і поверхневий натяг. Матеріал, що отримується в результаті смаження, називається мезгой.

Попередній віджимання масла - форпрессование

Пресуванням називається віджимання масла з сипучої пористої маси - мезги. В результаті пресування витягується 60-85% масла, тобто здійснюється попереднє вилучення олії - форпрессование.

Для пресування застосовують преси різних конструкцій. Залежно від тиску на пресований матеріал і олійності виходить макухи шнекові преси ділять на:

преси попереднього знімання олії - форпрес
преси остаточного знімання олії - експеллер

Шнековий прес являє собою ступінчастий циліндр, усередині якого знаходиться шнековий вал. Стінки циліндра складаються із сталевих пластин, між якими є вузькі щілини для виходу віджатого матеріалу.

екстрагування олії

Екстракція - це дифузний процес, рушійною силою якого є різниця концентрацій місцелли- розчинів масла в розчиннику всередині і зовні частинок матеріалу, що екстрагується. Розчинник, проникаючи через мембрани клітин екстрагуються частки, дифундує в масло, а масло з клітин - в розчинник. Під впливом різниці концентрацій масло переміщається з частки в зовнішнє середовище до моменту вирівнювання концентрацій масла в частці і в розчиннику поза нею. У цей момент екстракція припиняється.

Екстракцію олії з олійної сировини проводять двома способами: зануренням і ступінчастим збільшити обсяги виробництва.

Екстракція способом ступеневої зрошення. При цьому способі безперервно переміщається тільки розчинник, а сировину залишається в спокої в одній і тій же переміщається ємності або рухомій стрічці. Цей спосіб забезпечує отримання місцелли підвищеної концентрації (25-30%), з меншою кількістю домішок. Недоліками цього способу є: велика тривалість екстракції, підвищена вибухонебезпечність виробництва.

Дистиляція - це отгонка розчинника з місцелли. Найбільш поширені триступінчаті схеми дистиляції. На перших двох ступенях місцелла обробляється в трубчастих плівкових дистилляторах. На першій відбувається упаривание місцелли. На другий - місцелла обробляється гострою парою при температурі 180-220 * С і тиску 0,3 мПа, що викликає кипіння місцелли і утворення пари розчинника. Пари розчинника спрямовуються в конденсатор. На третьому щаблі висококонцентрованих місцелла надходить в розпилювальний вакуумний дистиллятор, де в результаті барботаціі гострою парою під тиском 0,3 мПа відбувається остаточне видалення слідів розчинника.

Після дистиляції масло направляють на рафінування.

3. Рафінація масла

Рафінація - це процес очищення масел від супутніх домішок. До домішок відносяться наступні групи речовин:

супутні тригліцериду речовини, що переходять з доброякісного сировини в масло в процесі вилучення;
речовини, що утворюються в результаті хімічних реакцій при добуванні і зберіганні жиру;
власне домішки - мінеральні домішки, частинки мезги або шроту, залишки розчинника або мила.

Крім небажаних домішок з жирів при рафінації віддаляються і корисні для організму речовини: жиророзчинні вітаміни, фосфатиди, незамінні поліненасичені жирні кислоти.

Рафіновані жири важче піддаються окислювальному псуванню, так як з них видаляються природні антиокислювачі - фосфатиди і токофероли. Тому рафінацію прагнуть проводити таким чином, щоб при максимальному витягу небажаних домішок зберегти корисні речовини.

Всі методи рафінації діляться на:

Розглянемо їх докладніше.

Фізичні методи рафінації

Під фізичними методами рафінації рослинної олії розуміють такі:

відстоювання
центрифугування
фільтрація

Відстоювання - це процес природного осадження частинок, що знаходяться в підвішеному стані в рідкому середовищі, під дією сили тяжіння. При тривалому відстоюванні олії відбувається виділення з нього частини колоїдно-розчинених речовин - фосфоліпідів, слизу, білків за рахунок їх коагуляції. Масло після відділення осаду стає прозорим.

Центрифугування - процес поділу неоднорідних систем під дією відцентрових сил. Для поділу тонких систем використовують швидкісні центрифуги: розділові - для поділу двох змішуються фаз (вода, жир) і освітлюючі - для виділення з рідин тонкодисперсних механічних домішок. Для розділення суспензій застосовують гідроциклони, дія яких заснована на використанні відцентрових сил і сил тяжкості.

Фільтрація - процес поділу неоднорідних систем за допомогою пористої перегородки, яка затримує тверді частинки, а пропускає рідину і газ. Форпрессовое і експеллерное масла піддають фільтрації двічі. Спочатку проводять гарячу фільтрацію при температурі 50-55 * С для видалення механічних домішок і частково фосфатидів. Потім - холодну фільтрацію при температурі 20-25 * С для коагуляції дрібних частинок фосфатидів. У промисловості використовують фільтр-преси, що складаються з 15-50 вертикально розташованих фільтруючих осередків, що знаходяться на одній загальній горизонтальній станини. В осередку знаходиться фільтрувальна тканина, яка поступово забивається осадом, званим фузом. Фуз використовують для отримання масла екстракційним способом, фосфатидів, а залишок - в миловарінні.

Хімічні методи рафінації

Рафінація хімічними методами включає:

Сірчанокисла і лужна рафінація
гідротацієй

Лужна рафінація - обробка олії лугом з метою виведення надлишкової кількості вільних жирних кислот. У процесі нейтралізації утворюються солі жирних кислот - мила. Мила нерозчинні в нейтральному жирі і утворюють осад - соапсток. Мило має високу адсорбуючою здатністю, завдяки якій з жиру видаляються пігменти, білки, слизу, механічні домішки. Соапсток видаляються відстоюванням або центрифугуванням. Процес лужної нейтралізації складається з наступних операцій:

обробка фосфорною кислотою для руйнування негідратіруемих фосфатидів;
нейтралізація лугом;
перша промивка водою температурою 90-95 * С для видалення мила;
друга промивання водою;
обробка лимонною кислотою для видалення слідів мила;
сушка в апаратах під вакуумом.

Нейтралізацію проводять безперервним і періодичними методами. Періодичний спосіб поділу фаз в гравітаційному полі з водносолевой підкладкою заснований на розчиненні мила у воді або у водному розчині хлориду натрію. При періодичному методі нейтралізацію здійснюють в нейтралізаторі. Безперервні методи:

із застосуванням сепараторів для відділення масла від соапсток під дією відцентрових сил;
з поділом фаз в мильно-лужному середовищі, при якому тонкодіспергірованний жир пропускають через розчин лугу, утворюється мило розчиняється в луги, нейтралізований жир спливає і відводиться з апарату;
рафінація в місцелли;
рафінація масла, що виходить у вигляді місцелли з екстрактора, без операції дистиляції, усувається вплив високих температур на масло.

Гідратація - процес обробки олії водою для осадження гідрофільних домішок (фосфатидів, фосфопротеидов). В результаті гідратації фосфатиди набухають, втрачають розчинність в маслі і випадають в осад, який відфільтровують. Для повного видалення фосфопротеидов застосовують слабкі розчини електролітів, зокрема хлорид натрію. В цілому гідротацієй зводиться до того, що масло нагрівається до певної температури, змішується з водою або барботують гострою парою, витримується для утворення пластівців з наступним відділенням масла від осаду. В результаті гідратації отримують харчову олію, харчової та кормової фосфатидні концентрати, масло для подальшої рафінації.

Фізико-хімічні методи рафінації

До фізико-хімічних методів рафінації рослинної олії відносяться:

Відбілювання - процес вилучення з жирів барвників шляхом їх обробки сорбентами. Для відбілювання жирів і масел широко використовують вибільних глини - вибільних землі (гумбрин, Асканія, бентонін). Вони являють собою нейтральні речовини кристалічного або аморфного будови, що містять кремнієву кислоту або алюмосилікати. Для посилення ефекту відбілювання в вибільних глини додають активоване вугілля. Крім того, при додаванні до суміші вибільних глини і вугілля карбонатів нікелю та міді виводиться сірка з ріпакової олії. Процес відбілювання полягає в перемішуванні жиру з вибільних глиною протягом 20-30 хв. в вакуум-вибільних апаратах. Після відбілювання адсорбент відокремлюють за допомогою рамних фільтр-пресів з ручним вивантаженням осаду.

У промисловості застосовують методи періодичного і безперервного дії дезодорації жиру.

Періодичний спосіб. Основним методом дезодорації є отгонка смакоароматичних речовин в струмі водяної пари - дистиляції. Профільтровані жири поміщають в спеціальні апарати-дезодоратори, додають лимонну кислоту для підвищення стійкості до окислення. Жир нагрівають до 170 * С і під вакуумом з гострою парою температурою 250-350 * С відганяють смакоароматичні речовини.
Безперервні способи дезодорації жиру здійснюються в два етапи. На першому етапі летючі речовини отгоняются шляхом контактування гострої пари з тонкою плівкою масла, що утворюється за рахунок стікання пара по вертикальному пакету пластинок. Остаточна дезодорація проводиться в кубової частини апарату шляхом барботування олії гострою парою під тиском 66,5-266 мПа.

Дезодоратори мають вузли вловлювання погонів, що дозволяє поєднувати дезодорацію з відгонкою вільних жирних кислот.

Виморожування - процес видалення воскоподібні речовин, які переходять в олії з насіннєвих і плодових оболонок олійних рослин. Виморожування проводять на початку або після рафінації. Сутність процесу виморожування полягає в охолодженні масла до температури 10-12 * С і подальшій витримці при цій температурі при повільному перемішуванні до утворення кристалів воску. Потім масло підігрівають до 18-20 * С для зниження в'язкості і фільтрують. Профільтровану олію прозоре, не мутніє при охолодженні навіть до 5 * С.

Післямова

З цієї гранично наукової статті я для себе виніс кілька цікавих заміток.

підсмажування мяткі

Нарешті я дізнався причину, по якій насіння перед видавлюванням масла попередньо прожарюють. Виявляється, якщо мятку (перемелені ядра) змочувати і нагрівати до температури 80-85 ° С, то відбувається "ослаблення зв'язку масла з неліпідні частиною насіння на поверхні мяткі". Звучить хитромудро. Але собі цей процес я пояснюю, як руйнування ліпідних зв'язків.

При нагріванні відбувається руйнування ліпідів.

Як написано у Вікіпедії. ліпіди виконують найрізноманітніші функції: забезпечують енергією клітинні процеси, формують клітинні мембрани, беруть участь в міжклітинної і внутрішньоклітинної сигналізації. Виходить, що при руйнуванні ліпідів в мятка руйнуються зв'язку між молекулами масла і молекулами інших речовин, що складають ядро насіння. Як наслідок, масла виділяється більше.

Ось чому більшість виробників олії застосовують попереднє прожарювання насіння. Так виробнику вдається видавити з сировини більше масла. В результаті покупцеві достати більше масла за низькою вартістю, але і з меншою корисністю.

До речі, добова потреба дорослої людини в ліпідах: 70-140 грамів.

рафінування

Виявилося, що терміном "рафінування" називаються всі технологічні процеси, які виробляються з маслом після його віджимання. У тому числі і фільтрація.

А російськомовному людині я б додав, що іноземне слово "рафінування" прийшло до нас з німецької мови. Там слово "raffinieren" означає очищення. Очищення взагалі.

Навіть відфільтроване масло холодного віджиму є рафінованим.

До прочитання статті я думав, що при рафінуванні з рослинних масел видаляють тільки каламутність і запахи. А виявилося, що масло, яке після віджимання було піддано тільки фільтрування, також вважається рафінованим. Виходить, що будь-який рафінування олії знижує його корисність і цінність.

Тепер я буду цінувати вище нефільтроване рослинне масло і фуз.