Растительные жиры. Ассортимент, особенности производства и реализации

Эта подготовка предусматривает 

а) очистку семян от примесей,

      б)  калибрование семян по размерам,

в) кондиционирование семян по влажности

г) обрушивание семян;

      д) разделение рушанки на фракции;

      е) измельчение ядра.

                   2.2.г. Обрушивание семян

Обрушивание семян и отделение ядра от оболочки. Масличные семена по характеру оболочек делят на две группы :

• кожурные (подсолнечник, хлопчатник)
• бескожурные (лен, рапс, сурепка, кунжут).

Кожурные семена перерабатывают после отделения оболочки, бескожурные — без ее отделения.

Обрушивание — разрушение оболочек масличных семян путем механического воздействия осуществляется в семенорушках бичевого типа МРН (прил.4), обрушивающими элементами которой являются колосники с волнистой поверхностью — деки. Более современная модель — центробежная обрушивающая машина РЗ-МОС. Разрушают оболочки семян хлопчатника на дисковых (АС-900) и ножевых шелушителях. Семена сои перед отделением оболочки подвергают дроблению на вальцовых станках (прил.5).

В результате обрушивания  семян получают рушанку, представляющую собой смесь нескольких фракций:

• целых семян — целяка,
• частично необрушенных семян — недоруша,
• целого ядра, половинок ядра, разрушенного ядра — сечки,
• масличной пыли и лузги (оболочки подсолнечника, у хлопчатника — шелуха). Установлены нормы содержания целяка, недоруша, сечки и масличной пыли.

                 2.2.д. Разделение рушанки на фракции

Для разделения рушанки используют аспирационные семеновейки Р1-МСТ, электросепараторы СМР-11, для разделения рушанки хлопчатника — пурифайеры, для разделения дробленки сои — сепараторы Граностар воздушно-ситового типа.

Рушанку разделяют на ядро и лузгу (шелуху).

Отделение оболочек от ядер имеет большое значение. При этом повышается качество масла, так как в него не переходят липиды оболочек, содержащие большое количество сопутствующих веществ; повышается производительность оборудования; уменьшаются потери масла с лузгой за счет замасливания.

                 2.2.е. Измельчение ядра

Целью этой операции является разрушение клеточной структуры  ядра для максимального извлечения масла при дальнейших технологических  операциях. Для измельчения ядра и семян используют однопарные, двупарные и пятивалковые станки с рифлеными и гладкими поверхностями (прил.6,7). В результате получают сыпучую массу мятку. При лепестковом помоле на двупарной плющильной вальцовке и двупарном плющильно-вальцовом станке ФВ-600 получают лепесток — пластинки сплющенного жмыха толщиной менее 1 мм.

3. Собственно извлечение масла

Извлечение масла  производят двумя способами:

1. прессованием
2. экстракцией.

На основе этих двух способов разработаны следующие  технологические схемы производства растительных масел:

• однократное прессование;
• двукратное прессование — извлечение масла путем предварительного отжима — форпрессования с последующим окончательным отжимом (экспеллированием);
• холодное прессование — извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой обработки;
• форпрессование — экстракция — предварительное обезжиривание масла путем форпрессования с последующим его извлечением путем экстракции бензином;
• прямая экстракция — экстракция растворителем без предварительного обезжиривания.

               2.3.а. Влаготепловая обработка мятки - жарение

Для эффективного извлечения масла из мятки проводят влаготепловую обработку при непрерывном и тщательном перемешивании. В производственных условиях процесс влаготепловой обработки состоит из двух этапов:

1-й  этап — увлажнение мятки и подогрев в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки — инактиваторах или пропарочно-увлажнительных шнеках (прил.8). Мятку нагревают до температуры 80—85 "С с одновременным увлажнением водой или острым паром. При этом происходят избирательное смачивание и уменьшение энергии связи масла с нелипидной частью семян на поверхности мятки. Влажность семян подсолнечника после увлажнения составляет 8—9%.

2-й  этап — высушивание и нагрев увлажненной мятки в жаровнях различных конструкций (прил.9). При этом изменяются физические свойства масла — уменьшаются вязкость, плотность и поверхностное натяжение.

Материал, получаемый в результате жарения, называется мезгой.

                2.3.б. Предварительный отжим масла — форпрессование

 Прессованием называется отжим масла из сыпучей пористой массы — мезги. В результате прессования извлекается 60—85% масла, т. е. осуществляется предварительное извлечение масла — форпрессование. Для прессования применяют прессы различных конструкций. В зависимости от давления на прессуемый материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы

• предварительного съема масла — форпрессы (прил.10)
• прессы окончательного съема масла — экспеллеры (прил.11)

Шнековый пресс представляет собой ступенчатый цилиндр, внутри которого находится шнековый вал. Стенки цилиндра состоят из стальных пластин, между которыми имеются узкие щели для выхода отжатого материала. В результате форпрессования мезги получают форпрессовое масло (называемое часто прессовое) и форпрессовый жмых. Содержание масла в жмыхе составляет 14—20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на окончательное прессование или для получения лепестка. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24.

                2.3.в. Окончательный отжим масла — экспеллирование

осуществляется  в более жестких условиях, в  результате чего содержание масла в  жмыхе снижается до 4—7%.

                2.3.г. Извлечение масла методом экстракции

Извлечение масла  методом экстракции органическими растворителями эффективнее прессового метода, так как содержание масла в проэкстрагированном материале — шроте — менее 1%.

В нашей стране в качестве растворителей для  извлечения масла из растительного  сырья применяют экстракционный бензин марки А и нефрас с температурой кипения 63—75 °С.

Экстракция  — это диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентраций мисцеллы — растворов масла в растворителе внутри и снаружи частиц экстрагируемого материала. Растворитель, проникая через мембраны клеток экстрагируемой частицы, диффундирует в масло, а масло из клеток — в растворитель. Под влиянием разности концентраций масло перемещается

из частицы  во внешнюю среду до момента выравнивания концентраций масла в частице  и в растворителе вне ее. В, этот момент экстракция прекращается.

Экстракцию масла  из масличного сырья проводят двумя  способами:

• погружением
• ступенчатым орошением.

Экстракция погружением  происходит в процессе непрерывного прохождения сырья через непрерывный поток растворителя в условиях противотока, когда растворитель и сырье продвигаются в противоположном направлении относительно друг друга. По способу погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200»(прил.12). Такой экстрактор состоит из загрузочной колонны, горизонтального цилиндра и экстракционной колонны, внутри которых установлены шнеки.

Сырье в виде лепестка или крупки поступает в  загрузочную колонну, подхватывается витками шнека, перемещается в низ  загрузочной колонны, проходит горизонтальный цилиндр и попадает в экстракционную колонну, где с помощью шнека  поднимается в верхнюю ее часть. Одновременно с сырьем в экстрактор подается бензин температурой 55—60 °С. Бензин перемещается навстречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцелы на выходе из экстрактора составляет 15—17%.

Обезжиренный  остаток сырья — шрот выходит  из экстрактора с высоким содержанием  растворителя и влаги (25—40%), поэтому  его направляют в шнековые или чанные (тостеры) испарители, где из него удаляют бензин.

К преимуществам  экстракции погружением относятся: высокая скорость экстракции, простота конструкторского решения экстракционных, аппаратов, безопасность их эксплуатации. Недостатками этого способа являются: низкие концентрации конечных мисцелл, высокое содержание примесей в мисцеллах, что осложняет их дальнейшую обработку.

Экстракция способом ступенчатого орошения. При этом способе непрерывно перемещается только растворитель, а сырье остается в покое в одной и той же перемещающейся емкости или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает получение мисцеллы повышенной концентрации (25-30%), с меньшим количеством примесей. Недостатки этого способа — большая продолжительность экстракции, повышенная взрывоопасность производства.

Наша промышленность использует горизонтальные ленточные  экстракторы МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130, «Луги-100», «Лурги-200», ковшовые экстракторы  «Джанациа», корзиночный экстрактор «Окрим». Более современным является карусельный экстрактор «Экстехник» (Германия), работающий по принципу многоступенчатого орошения в режиме затопленного слоя.

При экстракции на ленточном экстракторе МЭЗ(прил.13) сырье из бункера подается на движущуюся сетчатую ленту транспортера, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно мисцеллой

и бензином. Экстрактор имеет 8.ступеней с рециркуляцией  мисцеллы и соответственно 8 мисцеллосборников.

После экстракции мисцелла содержит до 1% примесей, и ее направляют на ротационные дисковые или патронные фильтры для очистки.

3.д.  Дистилляция — это отгонка растворителя из мисцеллы. Наиболее распространены трехступенчатые схемы дистилляции. 

На первых двух ступенях мисцелла обрабатывается в трубчатых пленочных дистилляторах. На первой происходит упаривание мисцеллы. На второй — мисцелла обрабатывается острым паром при температуре 180—220 °С и давлении 0,3 мПа, что вызывает кипение мисцеллы и образование паров растворителя. Пары растворителя направляются в конденсатор. На третьей ступени высококонцентрированная мисцелла поступает в распылительный вакуумный дистиллятор, где в результате барботации острым паром под давлением 0,3 мПа происходит окончательное удаление следов растворителя. После дистилляции масло направляют на рафинацию.

4. Рафинация

Это процесс  очистки жиров и масел от сопутствующих  примесей. К примесям относятся следующие  группы веществ:

• сопутствующие триглицеридам вещества, переходящие из доброкачественного сырья в масло в процессе извлечения;

1. вещества, образующиеся в результате химических реакций при извлечении и хранении жира;

• собственно примеси — минеральные примеси, частицы мезги или шрота, остатки растворителя или мыла.

Помимо нежелательных  примесей из жиров при рафинации  удаляются и полезные для организма  вещества: жирорастворимые витамины, фосфатиды, незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты.

Рафинированные  жиры легче подвергаются окислительной  порче, так как из них удаляются  естественные антиокислители — фосфатиды и токоферолы. Поэтому рафинацию стремятся проводить таким образом, чтобы при максимальном извлечении нежелательных примесей сохранить полезные вещества.

Последовательность  процессов рафинации и получаемые при этом виды масла представлены на схеме 4.1.:

Схема 4.1. Последовательность процессов рафинации и получаемые виды масел.