Производство растительного масла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Производство растительного масла



Растительные масла получают извлечением из растений масличного сырья.

К факторам, формирующим качество растительных масел, относят сырье и технологию производства.

Согласно классификации В.Г. Щербакова, масличные растения делят на несколько групп в зависимости от использования.

Чисто масличные -- эти растения выращиваются с целью получения масла, а другие продукты при этом являются вторичными. Это подсолнечник, сафлор, кунжут, тунг.

Прядильно-масличные -- это растения, выращиваемые не только для извлечения масла, но и для получения волокна. Это хлопчатник, лен, конопля. Так, до 1860 г. хлопчатник возделывали главным образом для получения волокна, но вот уже более 140 лет семена хлопчатника используют для производства масла.

Эфирно-масличные растения -- в их семенах наряду с жирными содержатся эфирные масла. Представителем этой группы растений является кориандр. Путем извлечения из него эфирного масла получают техническое жирное масло.

Условно выделяют еще две подгруппы растений, пищевая ценность которых обусловлена нелипидной частью. Это белково-масличные культуры -- соя и арахис и пряно-масличные растения, представителем которых является горчица.

Наряду с семенами масличных растений для извлечения масла используют маслосодержащие части семян немасличных растений -- зародыши пшеницы, кукурузы, риса, плодовые косточки и др.

Согласно классификации проф. В.В. Белобородова, технологические процессы современного производства растительных масел делятся на: механические -- очистка семян, обрушивание семян, отделение от ядер плодовых и семенных оболочек, измельчение ядра и жмыха; диффузионные и диффузионно-тепловые -- кондиционирование семян по влажности, жарение мятки, экстракция масла, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота; гидромеханические -- прессование мезги, отстаивание и фильтрация масла; химические и биохимические процессы -- гидролиз и окисление липидов, денатурация белков, образование липидно-белковых комплексов.

По технологическому признаку технологические процессы делятся на шесть групп: подготовка к хранению и хранение масличных семян; подготовка семян к извлечению масла; собственно извлечение масла; рафинация полученного масла; розлив; упаковка и маркировка.

ПОДГОТОВКА К ХРАНЕНИЮ И ХРАНЕНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН

Она включает следующие технологические процессы: очистку семян от примесей, кондиционирование семян по влажности, хранение семян.

Очистка семян от примесей. Семенная масса, поступающая на хранение и переработку, представляет собой неоднородную смесь из семян и органических (стебли растений; листья, оболочки семян), минеральных (земля, камни, песок), масличных (частично поврежденные или проросшие семена основной масличной культуры) примесей.

Очистку семян от примесей производят на очистительных машинах -- сепараторах, аспираторах, камнеотборниках, используя следующие методы:

разделение семенной массы по размерам путем просеивания через сита с отверстиями разных размеров и формы. При просеивании получают две фракции: проход (часть, проходящая через отверстия) и сход (часть, оставшаяся на сите);

разделение семенной массы по аэродинамическим свойствам путем продувки слоя семян воздухом;

разделение металлопримесей и семян по ферромагнитным свойствам.

Кондиционирование семян по влажности. Длительному хранению подлежат семена, влажность которых на 2--3% ниже критической. Кроме того, кондиционирование по влажности улучшает технологические свойства семян. Для уменьшения влажности семян применяют метод сушки в промышленных сушилках шахтного, барабанного типов и сушилки с кипящим слоем, а также метод активного вентилирования в специальных хранилищах, оборудованных устройствами для подвода и распределения воздуха по семенной массе.

В отличие от других масличных культур семена хлопчатника перед обработкой подвергают увлажнению до 11%.

Хранение семян преследует цели сохранения их от порчи для получения при переработке продуктов высокого качества с минимальными потерями; улучшения качества семян для их более эффективной переработки.

ПОДГОТОВКА СЕМЯН К ИЗВЛЕЧЕНИЮ МАСЛА

Эта подготовка предусматривает очистку семян от примесей, калибрование семян по размерам, кондиционирование семян по влажности, аналогичные соответствующим операциям перед закладкой семян на хранение; обрушивание семян; разделение рушанки на фракции; измельчение ядра.

Обрушивание семян и отделение ядра от оболочки. Масличные семена по характеру оболочек делят на две группы -- кожурные (подсолнечник, хлопчатник) и 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, 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.

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.

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 ядр 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.

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. 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.



СОБСТВЕННО ИЗВЛЕЧЕНИЕ МАСЛА

Извлечение масла производят двумя способами: прессованием и 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.

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 про-парочно-увлажнительных шнеках. 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. При этом изменяются физические свойства масла -- уменьшаются вязкость, плотность и поверхностное натяжение.

Материал, получаемый в результате жарения, называется мезгой.

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 и прессы окончательного съема масла -- экспеллеры.

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.

Окончательный отжим масла -- экспеллирование осуществляется в более жестких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4--7%.

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 мцсцеллы -- 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 и 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». 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 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.

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.



РАФИНАЦИЯ ЖИРОВ

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; 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.

Все методы рафинации делятся на: физические -- отстаивание, центрифугирование, фильтрация, которые используются для удаления механических частиц и коллоидно-растворенных веществ; химические -- сернокислая и щелочная рафинация, гидратация, удаление госсипола, которые применяются для удаления примесей, образующих в маслах истинные или коллоидные растворы с участием удаляемых веществ в химических реакциях; физико-химические -- отбеливание, дезодорация, вымораживание, которые используются для удаления примесей, образующих в маслах истинные растворы без химического изменения самих веществ.

Физические методы. Механические примеси (частицы мезги и жмыха) не только ухудшают товарный вид жира, но и обусловливают ферментативные, гидролитические, окислительные процессы. Белковые вещества способствуют протеканию реакции Майара (меланоидинообразования) и образованию липопротеидных комплексов. Механические примеси удаляют сразу же после получения масла.

Отстаивание -- это процесс естественного осаждения частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой среде, под действием силы тяжести. При длительном отстаиваний масла происходит выделение из него части коллоидно-растворенных веществ -- фосфоли-пидов, слизей, белков за счет их коагуляции. Масло после отделения осадка становится прозрачным. На промышленных предприятиях для отстаивания применяются механизированные двойные гущеловушки с электромеханическими вибраторами.

Центрифугирование -- процесс разделения неоднородных систем под действием центробежных сил. В промышленности применяют корзиночные, тарельчатые, трубчатые центрифуги, например, горизонтальную осадительную центрифугу непрерывного действия НОГШ-325, сепаратор Al-МСП. Для разделения тонких систем используют скоростные центрифуги: разделительные -- для разделения двух несмешивающихся фаз (вода--жир) и осветляющие -- для выделения из жидкостей тонкодисперсных механических примесей.

Для разделения суспензий применяют гидроциклоны, действие которых основано на использовании центробежных сил и сил тяжести.

Фильтрация -- процесс разделения неоднородных систем с помощью пористой перегородки, которая задерживает твердые частицы, а пропускает жидкость и газ. Форпрессовое и экспеллерное масла подвергают фильтрации дважды. Сначала проводят горячую фильтрацию при температуре 50--55 °С для удаления механических примесей и отчасти фосфатидов. Затем -- холодную фильтрацию при температуре 20--25 °С для коагуляции мелких частиц фосфатидов.

В промышленности используют фильтр-прессы, состоящие из 15--50 вертикально расположенных фильтрующих ячеек, находящихся на одной общей горизонтальной станине. В ячейке находится фильтровальная ткань, которая постепенно забивается осадком, называемым фузом. Фуз используют для получения масла экстракционным способом, фосфатидов, а остаток -- в мыловарение.

Химические методы. Гидратация -- процесс обработки масла водой для осаждения гидрофильных примесей (фосфатидов, фосфопроте-идов). В результате гидратации фосфатиды набухают, теряют растворимость в масле и выпадают в осадок, который отфильтровывают. Для полного удаления фосфопротеидов применяют слабые растворы электролитов, в частности хлорид натрия.

В целом гидратация сводится к тому, что масло нагревается до определенной температуры (подсолнечное и арахисовое -- до 45--50 °С), смешивается с водой или барботируется острым паром, выдерживается для образования хлопьев с последующим отделением масла от осадка.

В промышленности используют паровой, электромагнитный и гидротермический методы гидратации. Применяют оборудование периодического действия, непрерывного действия с тарельчатыми отстойниками и сепараторами «Лурги» и «Вестфалия» (Германия), «Альфа-Лаваль» (Швеция).

В результате гидратации получают пищевое масло, пищевой и кормовой фосфатидные концентраты, масло для дальнейшей рафинации.

Щелочная рафинация -- обработка масла щелочью с целью выведения избыточного количества свободных жирных кислот. В процессе нейтрализации образуются соли жирных кислот -- мыла. Мыла нерастворимы в нейтральном жире и образуют осадок -- соапсток. Мыло обладает высокой адсорбирующей способностью, благодаря которой из жира удаляются пигменты, белки, слизи, механические примеси. Соапсток удаляется отстаиванием или центрифугированием.

Процесс щелочной нейтрализации состоит из следующих операций: обработка фосфорной кислотой для разрушения негидратируемых фосфатидов; нейтрализация щелочью; первая промывка водой температурой 90--95 °С для удаления мыла; вторая промывка водой; обработка лимонной кислотой для удаления следов мыла; сушка в аппаратах под вакуумом.

Нейтрализацию проводят непрерывным и периодическими методами.

Периодический способ разделения фаз в гравитационном поле с водно-солевой подкладкой основан на растворении мыла в воде или в водном растворе хлорида натрия. При периодическом методе нейтрализацию осуществляют в нейтрализаторе. Это аппарат цилиндрической формы сконическим дном, с паровой рубашкой и грабельной мешалкой для перемешивания жира и щелочи. Щелочь подают сверху через распылители или снизу через змеевики. Через распылители подают также раствор соли и воду.

Непрерывные методы:

* с применением сепараторов для отделения масла от соапстока под действием центробежных сил;

* с разделением фаз в, мыльно-щелочной среде, при котором тонкодиспергированный жир пропускают через раствор щелочи, образующееся мыло растворяется в щелочи, нейтрализованный жир всплывает и отводится из аппарата;

* рафинация в мисцелле -- рафинация масла, выходящего в виде мисцеллы из экстрактора, без операции дистилляции, устраняется воздействие высоких температур на масло.

В результате щелочной рафинации уменьшается содержание свободных жирных кислот5 жиры осветляются, удаляются механические примеси. В маслах, рафинированных щелочью, наличие осадка не допускается.

Физико-химические методы. Отбеливание -- процесс извлечения из жиров красящих веществ путем их обработки сорбентами. Для отбеливания жиров и масел широко используют отбельные глины -- отбельные земли (гумбрин, асканит, бентонин). Они представляют собой нейтральные вещества кристаллического или аморфного строения, содержащие кремниевую кислоту или алюмосиликаты. Для усиления эффекта отбеливания в отбельные глины добавляют активированный уголь. Кроме того, при добавлении к смеси отбельной глины и угля карбонатов никеля и меди выводится сера из рапсового масла. Процесс отбеливания заключается в перемешивании жира с отбельной глиной в течение 20--30 мин в вакуум-отбельных аппаратах. После отбеливания адсорбент отделяют с помощью рамных фильтр-прессов с ручной выгрузкой осадка. Используют также непрерывно действующие линии для отбеливания жиров, оснащенные герметичными саморазгружающимися фильтрами фирм «Де Смет», «Альфа-Лаваль».

Дезодорация -- процесс отгонки из жира летучих веществ, сообщающих ему вкус и запах: углеводородов, альдегидов, спиртов, низкомолекулярных жирных кислот, эфиров и др. Дезодорацию проводят для получения обезличенного масла, необходимого в маргариновом, майонезном, консервном производствах.

Процесс дезодорации основан на разнице температуры испарения ароматических веществ й и самих масел.

В промышленности. Используют способы периодического и непрерывного действия дезодорации жира.

Периодический способ. Основным методом дезодорации является отгонка вкусоароматических веществ в токе водяного пара -- дистилляция. Профильтрованные жиры помещают в специальные аппараты-дезодораторы, добавляют лимонную кислоту для повышения стойкости к окислению. Жир нагревают до 170 °С и под вакуумом с острым паром температурой 250-350 °С отгоняют вкусоароматические вещества. Производительность дезодораторов периодического действия в среднем 25 т/сут.

Непрерывные способы дезодорации жира осуществляются как на отечественных, так и импортных установках.

Дезодорация жира на установке фирмы «Де Смет» (Бельгия), включающей дезодоратор пленочно-барботажного типа, осуществляется в два этапа. На первом этапе летучие вещества отгоняются путем контактирования острого пара с тонкой пленкой масла, образующейся за счет стекания Пара по вертикальному пакету пластинок. Окончательная дезодорация производится в кубовой части аппарата путем барботирования масла острым паром под давлением 66,5--266 мПа. Производительность этой установки 80 т/сут. Аналогична этой установке отечественная установка А1-МНД.

Дезодорацию жира на установках «Спомаш» (Польша) и «Альфа-Лаваль», включающих дезодораторы барботажного типа в виде вертикальной тарельчатой колонны с высотой слоя масла на тарелке 30--50 см, проводят при температуре 200--230 °С. Дезодораторы имеют узлы улавливания погонов, что позволяет совмещать дезодорацию с отгонкой свободных жирных кислот. Производительность этих установок соответственно 100 и 150 т/сут.

Вымораживание -- процесс удаления воскообразных веществ, которые переходят в масла из семенных и плодовых оболочек масличных растений. Вымораживание проводят в начале или после рафинации. Сущность процесса вымораживания заключается в охлаждении масла до температуры 10--12 °С и последующей выдержке при этой температуре при медленном перемешивании для образования кристаллов воска. Затем масло подогревают до 18--20 °С, для снижения вязкости и фильтруют. Профильтрованное масло прозрачное, не мутнеет при охлаждении даже до 5 "С.

Особенностью рафинации хлопкового масла является предварительное выведение госсипола антраниловой кислотой. При этом образуется осадок антранилата госсипола, который отделяют от масла, а масло направляют на дальнейшую обработку.

Все культуры, которые являются сырьем для маслодобывающей промышленности, можно разделить на две группы:

* масличные растения, которые выращивают для получения растительного масла;

* растения, которые служат для получения других продуктов, а затем уже из них получают масла.

К первой группе относятся подсолнечник, клещевина, рапс и др. Вторая группа включает в себя:

* прядильно-масличные растения (хлопчатник, лен, конопля);

* белково-масличные растения (соя и арахис);

* пряномасличные растения (горчица);

* эфиромасличные растения (кориандр);

* маслосодержащие отходы (зародыши зерновых культур, виноградные семена, плодовые косточки и др.).

В зависимости от содержания жира в ядре все масличные культуры подразделяются на три группы: низкомасличные с содержанием жира 15-35% (соя); среднемасличные с содержанием жира 35-55% (хлопчатник); высокомасличные с содержанием жира 55% и выше (подсолнечник, арахис, лен и др.).

По технологическому признаку все процессы производства условно делят на шесть групп:

1. Подготовка к хранению и хранение масличных семян.

2. Подготовка семян к извлечению масел.

3. Собственно извлечение масел.

4. Рафинация полученных масел.

5. Розлив масел.

6. Упаковка и маркировка.

Растительное масло

Зачастую у многих возникает вопрос, в чем заключается различие между рафинированным маслом холодного отжима и традиционным рафинированным маслом, присутствующим на полках практически каждого отечественного продовольственного магазина. Для того чтобы получить ответ на данный вопрос, следует подробно рассмотреть процесс производства растительного масла и его разновидности.

Основным критерием качества растительного масла является качество поступающих на переработку семян подсолнечника, в частности уровень масличности, влажности и срок созревания, а также условия и сроки хранения данного сырья непосредственно перед отжимом.

Уровень масличности семян зависит не только от сорта подсолнечника, но и в большей мере от того, насколько теплое и солнечное было лето и, соответственно, сколько солнечной энергии они получили. Из расчета того, что чем выше уровень масличности семян, тем, соответственно, больше выход масла. В оптимальном варианте уровень влажности семян подсолнечника, поступающих на переработку, должен быть не более 6%.

Семена подсолнечника с высоким уровнем влажности хранятся значительно хуже и тяжелее, а, соответственно, быстро плесневеют и приходят в негодность для использования в качестве сырья для производства растительного масла. В отечественных климатических условиях срок созревания семян подсолнечника является основным фактором, формирующим в итоге стоимость подсолнечного масла, так как пик производства и предложения готового продукта приходится на глубокую осень - начало зимы.

Тогда как пик потребительского спроса - на конец лета и начало осени, тем самым обусловливая тот факт, что чем раньше будет получено исходное сырье, тем быстрее готовая продукция поступит непосредственному потребителю. Технология производства растительного масла предусматривает использование семян подсолнечника в хорошо очищенном виде с содержанием мусора не более 1% и битых некондиционных семян не более 3% (или около того). Для этого перед переработкой осуществляется дополнительная очистка, сушка и разрушение кожуры семян методом обрушивания с целью извлечения ядра, после чего осуществляется их измельчение для получения мягки или мезги.

Отжим подсолнечного масла из мятки семян подсолнечника осуществляется посредством двух методов:

Отжима;

Экстрагирования.

1. Метод горячего прессования

Метод отжима является более экологичным, но менее эффективным, предусматривающий выход растительного масла из сырья не более 30% с предварительным прогревом сырьевой мятки в специальных жаровнях при температуре 100-1000С с одновременным перемешиванием и увлажнением. После чего прожаренную мятку отжимают в специальных шнековых прессах, с учетом полноты отжима растительного масла в зависимости от толщины слоя мятки, давления, вязкости и плотности масла, а также продолжительности приложения усилий пресса и прочих менее значительных факторов.

В результате процесса горячего отжима растительное масло приобретает характерный ярко выраженный вкус поджаренных семечек подсолнечника. Кроме того изготовленные методом горячего прессования растительные масла характеризуются интенсивной окрашенностью и ароматизированностью достигаемых за счет продуктов распада образующихся в процессе нагревания. Технология производства растительного масла методом холодного отжима исключает прогрев сырьевой мятки, тем самым обеспечивая готовому продукту сохранение большинства полезных веществ в виде лецитина, витаминов и оксидантов.

В качестве недостатка данного метода можно считать невозможность длительного хранения готового продукта, так как данное растительное масло имеет способность быстро мутнеть, прогоркать и, соответственно, становится непригодным для употребления. Остающийся после отжима масла жмых зачастую подвергается экстрагированию либо в альтернативном варианте используется в животноводстве в качестве корма или добавок в корма. Полученное данным методом отжима растительное масло называют «сырым», так как после отжима его только отстаивают и фильтруют, в результате чего полученный продукт характеризуется высокими вкусовыми и питательными качествами, но небольшим сроком хранения.

2. Экстрагирование подсолнечного масла

Производство растительного масла по технологииЭкстрагирование подсолнечного масла осуществляется в специальных аппаратах экстракторах с использованием органических растворителей в виде экстракционных бензинов. Результатом процедуры экстрагирования является получение мисцеллы, представляющей собой раствор масла в растворителе, шрота представляющего собой твердый обезжиренный остаток. Впоследствии растворитель из мисцеллы и шрота отгоняется посредством специальных дистилляторов и шнековых испарителей. Затем готовое масло подлежит отстаиванию, фильтрации и дальнейшей переработке.

Технология производства растительного масла методом экстракции является в настоящее время максимально экономически целесообразной, так как обеспечивает максимальное извлечение из исходного сырья жиров вплоть до 99% по массе.

Рафинация подсолнечного масла обеспечивает производство продукта, практически не имеющего цвета, вкуса и запаха. Что также обусловливает его название «обезличенное», характеризующееся в плане пищевой ценности минимальным содержанием незаменимых жирных кислот в виде линолевой и линоленовой, также называемых витамином F. Данный витамин отвечает за синтез гормонов и поддержание иммунной системы, так как обеспечивает устойчивость и эластичность кровеносных сосудов, а также способствует уменьшению чувствительности организма к воздействию ультрафиолетовых лучей и, соответственно, радиоактивного излучения, регулирует сокращение гладкой мускулатуры и осуществляет еще целый ряд функций, влияющих на жизнедеятельность человека.

3. Рафинация подсолнечного масла

Рафинация подсолнечного масла состоит из нескольких технологических этапов:

Первый этап предусматривает извлечение из сырья различных механических примесей посредством процедур отстаивания, фильтрации и центрифугирования. По завершении данного этапа полученное подсолнечное масло может реализовываться в виде товарного нерафинированного.

Второй этап рафинирования предусматривает удаление из сырья фосфатидов или, говоря проще, гидратацию, представляющую собой обработку сырья небольшим количеством горячей воды температурой до +70оС. В результате чего это может привести к быстрой порче подсолнечного масла. Белковые и слизистые вещества набухают и выпадают в осадок. Процедура нейтрализации представляет собой воздействие на нагретое масло основой - щелочью с целью удаления из его состава свободных жирных кислот, провоцирующих окисление и образование дыма во время жарки масла.

Кроме того, нейтрализация обеспечивает удаление из состава масла тяжелых металлов и пестицидов. Нерафинированное подсолнечное масло характеризуется меньшим уровнем биологической ценности, в отличие от сырого, так как в процессе гидратации из его состава частично удаляются фосфатиды, с другой стороны, делающие данный продукт пригодным для длительного хранения. В результате данной обработки готовый продукт становится прозрачным и пригодным для реализации в виде товарного продукта - гидратированного.

На этапе подготовки сырья масличных культур к хранению оно должно пройти через несколько технологических процессов. В их числе - очистка семян от примесей и загрязнений, кондиционирование семян по уровню влажности, а также непосредственно хранение семян.

Сырье, поступающее на производство для хранения и переработки, являет собой смесь из семян, а также различных примесей, которые классифицируются как:

-органические (листья и стебли растений, оболочки от семян);

-минеральные (песок, земля, камешки);

-масличные (поросшие либо частично поврежденные семена главной масличной культуры).

Для очистки семян от примесей на производстве используют сепараторы, аспираторы, камнеотборники.

Разработано также несколько методов для осуществления данного этапа производства. Первый метод предполагает проведение очистки семенной массы способом разделения ее по размерам путем просеивания через сито с различными по размерам и форме отверстиями. По завершению на выходе имеют следующие фракции: проход, то есть часть сырья, прошедшую через отверстия, а также сход - то, что осталось на сите.

Во втором методе используются аэродинамические свойства, и семенная масса разделяется с помощью продувания семенного слоя воздушным потоком.

По третьему методу, основанному на ферромагнитных свойствах, сырье разделяют на семена и металопримеси.

Семена, влажность которых не достигает критической точки, и ниже ее на 2-3% подлежат длительному хранению. Важным является тот факт, кондиционирование семян по влажности значительно улучшает их технологические показатели. Для снижения влажности сырья используют следующие методы: сушку в промышленных сушилках барабанного, шахтного типов, сушилках с кипящим слоем; активное вентилирование в специально оборудованных хранилищах, оснащенных установками, подводящими и распределяющими воздух по семенной массе.

Исключением среди остальных масличных культур являются семена хлопчатника, которые перед обработкой необходимо увлажнить до уровня 11%.

На каждом этапе технологического процесса по переработке семян масличных культур есть свои четко определенные цели. Основные задачи на этапе хранения семян - предупреждение возможной их порчи, а также повышение их качества, чтобы после переработки при минимальных потерях иметь возможность получить на выходе высококачественный продукт.

На этапе подготовки семян к извлечению масла производится их очистка от загрязнений и мусора, калибрование по размерам, кондиционирование по уровню влажности, как при подготовке семян к хранению. Далее следует обрушивание семян, дробление рушанки, размельчение ядра.

По типу оболочек масличные культуры делят на кожурные и бескожурные. К кожурным относятся подсолнечник и хлопчатник - которые идут на переработку после отделения оболочки. К бескожурным относят рапс, лен, кунжут, сурепку. Соответственно, их обрабатывают без отделения оболочки.

Обрушивание - это процесс разрушения оболочек масличных семян с применением механического воздействия. Для такого воздействия обычно используют семенорушки бичевого типа МНР. Ее обрушивающие элементы, деки, являют собой колосники с волнистой поверхностью. С этой же целью можно также использовать более современную модель, а именно центробежную обрушивающую машину РЗ-МОС. Для разрушения оболочки семян хлопчатника применяют ножевые или дисковые (АС-900) шелушители. Перед разрушением оболочки семян сои их предварительно дробят на вальцовых станках.

По завершению процесса обрушивания семян получается рушанка, представленная в виде смеси таких фракций: целые семена или целянка; частично недообрушенные семена или недоруша; целые ядра; половинки ядер; разрушенные ядра или сечка; масличная пыль; лузга - для подсолнечника или шелуха для хлопчатника. Процент содержания в рушанке целяка, недоруши, сечки, а также масличной пыли должен соответствовать установленным нормам.

На этапе разделения рушанки на фракции применяют следующее оборудование: аспирационную семеновейку Р1-МСТ, электросепаратор СМР-11. При разделении рушанки хлопчатника используют пурифайер.

Далее производят разделение рушанки на ядро и шелуху. Эта процедура есть очень важной, поскольку ее проведение позволяет повысить качество конечного продукта. Дело в том, что оболочка семян содержит липиды, включающие достаточное количество сопутствующих элементов. Кроме того, разделение рушанки обеспечивает увеличение производительности технологического оборудования, а также снижение потерь масла с лузгой из-за замасливания.

На этапе измельчения ядра происходит разрушение структуры его клеток, чтобы получить возможность по максимуму извлечь масло в ходе следующих технологических операций. Для этого применяют однопарный, двупарный либо пятивалковый станок с рифленой и гладкой поверхностью. На выходе получают мятку. Если производится лепестковый помол, то в результате получают лепесток, представляющий собой сплющенный жмых, толщина которого менее 1 мм.

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. 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.

Существует два метода получения растительного масла из мятки, очищенных и измельченных семян подсолнечника - это отжим (прессование) либо экстрагирование (экстракция). И на основе данных методов разработано несколько технологических схем производства растительного масла: прессование однократное; прессование двукратное - форпрессование (предварительный отжим) и экспеллирование (окончательный отжим); прессование холодное (холодный отжим) - получение масла из сырья, не прошедшего предварительную влаготепловую обработку; форпрессование с последующей экстракцией, то есть получение масла с помощью экстракции бензином; экстракция прямая - экстракция сырья растворителями без дополнительно его обезжиривания.

Более экологичным способом извлечения масла считают отжим. Но и выход растительного масла в результате меньший. На данном этапе можно извлечь от 60% до 85% масла.

На производстве с целью более продуктивного извлечения растительного масла из сырья осуществляют его влаготепловую обработку. Сначала мятку необходимо погреть на жаровнях при температуре 100-110°С. При этом ее нужно обязательно непрерывно и тщательно перемешивать и увлажнять. Результатом всех операций есть получение материала, называемого мезгой.

После, уже прожаренная мезга отжимается в так называемых шнековых прессах. Существуют различные их конструкции. По степени давления на прессуемое сырье и по уровню масличности материала на выходе шнековые прессы подразделяют на два вида: форпресс, который предварительно снимает масло, экспеллер, извлекающий масло окончательно. На производстве используют формпрессы моделей МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24. Результатом форпрессирования есть форпрессовое масло, которое часто называют просто прессовым, и форпресоовый жмых, содержащий от 14% до 20 % растительного масла. Во время окончательного отжима сырья методом экспелирования количество масла в жмыхе составляет от 4% до 7%.

Процент отжима масла определяется несколькими факторами: давлением, вязкостью и плотностью масла, толщиной слоя мятки, продолжительностью процесса отжима. Масло, полученное путем горячего отжима, на вкус как жареные семечки подсолнуха.

Масло, изготовленное по технологии холодного отжима, сохраняет большую часть полезных компонентов, но в него могут попасть продукты экологического влияния или элементы агрохимии.

Полученный в результате отжима масла жмых либо поступает на экстрагирование, либо используется для животноводства. Растительное масло, подвергающееся после отжима только отстаиванию и фильтрации, получило название «сырое» и имеет отличные вкусовые качества.

Экстрагирование или экстракция - это метод производства растительного масла путем применения органических растворителей. Ими чаще всего выступают экстракционный бензин марки А и нефрас, температура кипения которого 63-75%. Осуществляется данным метод в специально разработанных аппаратах, называемых экстракторами. Он более эффективен метода прессования, поскольку в составе шрота, проэкстрагированного материала, остается меньше чем 1% масла.

В процессе экстрагирования образуется мисцелла, раствор масла в органическом растворителе, и шрот, твердый по структуре остаток, не содержащий жир.

Существует два метода проведения экстракции: погружение и ступенчатое орошение.

По методу погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200». Содержащий высокое количество растворителя и влаги шрот (25-40%) из экстрактора направляется в шнековый или чанный испаритель, в котором от него отделяют растворитель. Преимуществами данного метода называют высокую скорость экстракции, простоту конструкции эксплуатируемых экстракторов, безопасность их использования. К недостаткам относят низкую концентрацию мисцелл на выходе (15-17%), большое количество примесей в их составе, чем осложняется дальнейшая переработка.

В нашей промышленности используются горизонтальные ленточные экстракторы моделей МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130, «Луги-100», «Лурги-200», корзиночный экстрактор «Окрим», ковшовый экстракторы «Джанациа». Более прогрессивный - экстрактор «Экстехник» производства Германии. Содержание примесей в экстрагированной мисцелле - около 1%. Затем ее отправляют в фильтры для очистки и на дистилляцию, чтобы отделить из мисцеллы растворитель, и уже после - на рафинацию. Преимуществами данного способа проведения экстракции называют получение мисцеллы с повышенной концентрацией, доститгающей 25-30%, и с незначительной долей примесей. К недостаткам относят длительную продолжительность процесса, а также возможную взрывоопасность производства.

Экстракция растительных масел осуществляется в противотоке в колонных шнековых экстракторах. Масличное сырье загружается в колонну, в которой установлены форсунки для размыва запрессовок сырья экстрактором. Внутри экстрактора установлены перфорированные вращающиеся шнеки. Экстрагент поступает в экстрактор через форсунки. Шрот выгружается через люки.

линия экстракции растительного масла Мисцелла отстаивается и фильтруется через поступающее на экстракцию сырье. Отгонку растворителя из мисцеллы проводят под вакуумом в пленочных выпарных аппаратах.

Для очистки масла от примесей (некоторые группы липидов, определяющих цвет, вкус и запах масла, твердые частицы мезги, а также различные чужеродные вещества) его подвергают рафинации, которая проводится в несколько этапов:

1. рафинация в мыльно-щелочной среде - для отделения жирных кислот, белков и клетчатки;

2. адсорбционная очистка с целью обесцвечивания масла (отбеливание масла). Основной адсорбент - глина;

3. дезодорация.

При нейтрализации масел раствором NaOH свободные жирные кислоты образуют водные растворы мыла, формируя осадки. Масло и осадок разделяются в сепараторе.

Рафинация растительного масла от некоторых групп липидов и примесей состоит из гидратации (обработка водой) масла с целью удаления фосфолипидов. После гидратации масло подсушивают, распыляя его под вакуумом при остаточном давлении 2,6-5 кПа.

При вымораживании из подсолнечного масла удаляются воскоподобные вещества. Масло фильтруют через слой кизельгура или фильтр-перлита на фильтр-прессах.

Для отбеливания масла с целью удаления жирорастворимых пигментов - каратиноидов, хлорофиллов - применяют адсорбционную очистку отбеливающими глинами (Аl2O3 * nSiO2) или активным углем. Отбеливание осуществляется в распылительных адсорберах-отбеливателях. Смесь суспензии и мыла разбрызгивается с помощью распылителя, поступает на коническую распылительную тарелку и в виде тонкой пленки стекает на поверхность аппарата. Выходящая из адсорбера-отбеливателя смесь масла и суспензии разделяется фильтрованием на фильтрах-прессах.

Для удаления из масла низкомолекулярных жирных кислот, альдегидов, кетонов и других летучих кислот, которые определяют неприятный запах и вкус масла, а также ядохимикатов применяют дезодорацию.

Дезодорацию проводят в вакууме острым паром в распылительном пленочном аппарате- дезодораторе. Масло, поступающее в дезодоратор, распыляется гидравлическим распылителем в вакууме. Пленка масла стекает по вертикальным пластинам сверху вниз в куб аппарата. В куб поступает острый пар, который подается в эжектор и барботирует через слой масла. Процесс продолжается 45 мин, температура масла на выходе +230 °С. Дезодорированное масло выводится через переливную трубу, охлаждается и хранится в атмосфере инертного газа.

Существует два метода получения растительного масла из мятки, очищенных и измельченных семян подсолнечника - это отжим (прессование) либо экстрагирование (экстракция). И на основе данных методов разработано несколько технологических схем производства растительного масла: прессование однократное; прессование двукратное - форпрессование (предварительный отжим) и экспеллирование (окончательный отжим); прессование холодное (холодный отжим) - получение масла из сырья, не прошедшего предварительную влаготепловую обработку; форпрессование с последующей экстракцией, то есть получение масла с помощью экстракции бензином; экстракция прямая - экстракция сырья растворителями без дополнительно его обезжиривания.

Более экологичным способом извлечения масла считают отжим. Но и выход растительного масла в результате меньший. На данном этапе можно извлечь от 60% до 85% масла.

На производстве с целью более продуктивного извлечения растительного масла из сырья осуществляют его влаготепловую обработку. Сначала мятку необходимо погреть на жаровнях при температуре 100-110°С. При этом ее нужно обязательно непрерывно и тщательно перемешивать и увлажнять. Результатом всех операций есть получение материала, называемого мезгой.

После, уже прожаренная мезга отжимается в так называемых шнековых прессах. Существуют различные их конструкции. По степени давления на прессуемое сырье и по уровню масличности материала на выходе шнековые прессы подразделяют на два вида: форпресс, который предварительно снимает масло, экспеллер, извлекающий масло окончательно. На производстве используют формпрессы моделей МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24. Результатом форпрессирования есть форпрессовое масло, которое часто называют просто прессовым, и форпресоовый жмых, содержащий от 14% до 20 % растительного масла. Во время окончательного отжима сырья методом экспелирования количество масла в жмыхе составляет от 4% до 7%.

Процент отжима масла определяется несколькими факторами: давлением, вязкостью и плотностью масла, толщиной слоя мятки, продолжительностью процесса отжима. Масло, полученное путем горячего отжима, на вкус как жареные семечки подсолнуха.

Масло, изготовленное по технологии холодного отжима, сохраняет большую часть полезных компонентов, но в него могут попасть продукты экологического влияния или элементы агрохимии.

Полученный в результате отжима масла жмых либо поступает на экстрагирование, либо используется для животноводства. Растительное масло, подвергающееся после отжима только отстаиванию и фильтрации, получило название «сырое» и имеет отличные вкусовые качества.

Экстрагирование или экстракция - это метод производства растительного масла путем применения органических растворителей. Ими чаще всего выступают экстракционный бензин марки А и нефрас, температура кипения которого 63-75%. Осуществляется данным метод в специально разработанных аппаратах, называемых экстракторами. Он более эффективен метода прессования, поскольку в составе шрота, проэкстрагированного материала, остается меньше чем 1% масла.

В процессе экстрагирования образуется мисцелла, раствор масла в органическом растворителе, и шрот, твердый по структуре остаток, не содержащий жир.

Существует два метода проведения экстракции: погружение и ступенчатое орошение.

По методу погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200». Содержащий высокое количество растворителя и влаги шрот (25-40%) из экстрактора направляется в шнековый или чанный испаритель, в котором от него отделяют растворитель. Преимуществами данного метода называют высокую скорость экстракции, простоту конструкции эксплуатируемых экстракторов, безопасность их использования. К недостаткам относят низкую концентрацию мисцелл на выходе (15-17%), большое количество примесей в их составе, чем осложняется дальнейшая переработка.

В нашей промышленности используются горизонтальные ленточные экстракторы моделей МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130, «Луги-100», «Лурги-200», корзиночный экстрактор «Окрим», ковшовый экстракторы «Джанациа». Более прогрессивный - экстрактор «Экстехник» производства Германии. Содержание примесей в экстрагированной мисцелле - около 1%. Затем ее отправляют в фильтры для очистки и на дистилляцию, чтобы отделить из мисцеллы растворитель, и уже после - на рафинацию. Преимуществами данного способа проведения экстракции называют получение мисцеллы с повышенной концентрацией, достигающей 25-30%, и с незначительной долей примесей. К недостаткам относят длительную продолжительность процесса, а также возможную взрывоопасность производства.

Растительные масла относятся к группе пищевых жиров. Сырьем для получения растительных масел являются семена масличных растений, бобов сои, плодов некоторых деревьев.

Ненасыщенные жирные кислоты, преобладающие в растительных маслах влияют на количество холестерина, стимулируют его окисление и выделение из организма, повышают эластичность кровеносных сосудов, активизируют ферменты желудочно-кишечного тракта, повышают устойчивость организма к инфекционным заболеваниям и действию радиации.

Пищевая ценность растительных масел обусловлена большим содержанием в них жира (70-80%), высокой степенью их усвоения, а так же очень ценных для организма человека непредельных жирных кислот и жирорастворимых витаминов A, E.

...