Производство растительных масел

ПРОИЗВОДСТВО РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

4.1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВИДЫ МАСЛИЧНОГО СЫРЬЯ ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

Масличными называюттакие  растения, в семенах и плодах кото рых жиры и масла накапливаются в количествах, экономически он равдывающих их промышленное использование. В группу масличных включено более 100 видов растений. У некоторых растений п семенах накапливается масла до 50. ..70 % их сухой массы

Впервые человек стал использовать те масличные растения в плодах и  семенах которых содержится много  легко отделяемого масла (оливковое  и пальмовое). Земледельческая культура маслич ных растений способствовала возникновению маслобойного ремесла. Развитие технологии получения растительных масел перво начально заметно опережало изучение свойств масличных семян п извлекаемых из них масел. В 1823 г. Шеврель определил структуру жиров. Основоположником химии жиров является А. М. Зайцев Ведущая роль в исследовании технологических свойств растительного масличного сырья принадлежит ученым Всероссийского научно-исследовательского института жиров (ВНИИЖ), масличных культур (ЪН и ИМ К). I лавными видами масличного сырья в мире являются соя(50% общего объема производства); хлопчатник (15) рапс арахис и подсолнечник (по 10 % каждый). На долю всех остальных мае личных растений приходится 5 %.

Следует подчеркнуть, что  много масел пищевого назначения используют на технические цел и в качестве восполняемого масличного сырья.

В России пищевые масла  в основном получают из семян подсолнечника, сои, рапса, горчицы, а технические — из семян клещевины, льна, рыжика, конопли, тунга.

Промышленное масличное  сырье. В зависимости от использования масличные растения делятся на несколько подгрупп Если растения выращивают с целью получения из семян жирного масла другие продукты менее ценны по сравнению с маслом, то их можно назвать чисто масличными. К ним относятся подсолнечник клеще вина, кунжут, сафлор, тунг. Вторую подгруппу масличных растении

164 составляют прядильно-масличные. Извлечение масла из их семян является не единственной целью возделывания этих растений, так как не менее важно получение из них волокна. К ним относят хлопчатник, лен, коноплю. Третью подгруппу составляют эфирно-масличные растения, в семенах которых наряду с жирами содержится эфирное масло. Представитель этой подгруппы растений — кориандр.

Можно выделить еще две  подгруппы растений, в семенах  которых, несмотря на высокое содержание масла, нелипидная часть представляет более высокую хозяйственную ценность. Это, во-первых, растения, богатые легкоусвояемыми белками: белково-масличные (соя, арахис); во-вторых, растения, из нелипидной части которых получают пряности — пряно-масличные (горчица).

Наряду с семенами масличных  растений для извлечения масел псе  шире используют маслосодержащие части  семян немасличных растений: зародыши семян пшеницы, риса, кукурузы, плодовые косточки и т.п. При переработке овощей, фруктов и других видов сельскохозяйственной продукции семена или другие части, содержащие жирное масло, отделяют и из них получают растительные масла. Хотя объем выработки растительных масел из зародышей зерновых культур и плодовых косточек еще относительно невелик, этим видам масличного сырья уделяют все больше внимания.

Пищевые растительные масла  используют для производства маргарина, майонеза, салатных масел. В хлебопекарной  промышленности их добавляют в тесто для улучшения качества мучных изделий и для смазывания форм; в консервной промышленности — в производстве рыбных, мясных, растительных консервов. Ряд масел, и том числе пищевых, используют на технические цели, в первую очередь для получения свободных жирных кислот (как химического сырья), во вторую — моющих средств, затем в производстве лаков, красок, олиф. Отдельные виды масел применяют для производства линолеума, клеенок, непромокаемых тканей, втекстильном производстве, в металлообрабатывающей промышленности, в литейном производстве, в производстве фармацевтических препаратов (касторовое, оливковое), для изготовления косметических средств (масло какао, оливковое, миндальное).

Остающиеся после отделения  масла жмых и шрот обладают высокой биологической ценностью, и их используют для получения кормовых и пищевых белков. В перспективе наряду с общим ростом объемов производства масложировой продукции намечается значительное увеличение выпуска прежде всего пищевых белков и продуктов на их основе. В 80-х годах наша промышленность освоила производство пищевых белковых концентратов и изолятов из соевого шрота. Ведутся исследования возможности получения высокобелковых пищевых продуктов из подсолнечникового шрота.

4.2. ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ  МАСЛИЧНОГО СЫРЬЯ

Качество промышленного  растительного сырья - семян и  пло дов масличных растений —  регламентируется нормативными доку ментами (ГОСТами, ОСТами, ТУ и др.). Во всех стандартах на мае личные семена установлены  нормы по влажности, засоренности и  свежести, а также конкретизированы требования к масличному сы рью в  зависимости от поставщика и принимающей  организации. И нашей стране основное масличное сырье — семена подсолнечника  Из семян подсолнечника вырабатывают свыше 85 % общего коли чества производимых растительных масел в России.

В России культивируют более 70 сортов и гибридов подсолнеч ника. Семена подсолнечника, поставляемые государственной  заго товительной системой для промышленной переработки, должны быть без признаков  самосогревания, иметь запах, свойственный нормальным семенам, не иметь посторонних  запахов. Семена для промышленной переработки  должны иметь влажность не менее 6 и не более 8 %, содержание сорной примеси  не более 3 %, масличной — не более 7 %. Не допускаются присутствие семян  клещевины и зараженность вредителями (кроме зараженности клещами не выше II степени). Важный показатель качества семян подсолнечмика — кислотное число масла. По значению кислотного числа масла семена различают по классам: высший (не более 1,3 мг КОН) пер вый (1,4...2,2 мг КОН) и второй (2,3...5,0 мг КОН).

Партии семян подсолнечника, пораженные белой и серой гни  лью, резко снижающей качество пищевого масла, размещают и транспортируют отдельно, чтобы исключить возможность смешивания с другими партиями.

Повышенное содержание линолевой кислоты в триацилглицеринах высокомасличного подсолнечника линолевого типа вызывает трудности в использовании подсолнечного масла в пищевых производствах. Дело в том, что при термическом воздействии на масло (при обжарке рыбы, мяса, овощей на консервных предприятиях, приготовлении обжаренного картофеля — чипсов и в ряде других производств) интенсифицируются окислительные процессы и снижается пищевая ценность получаемых продуктов. В связи с этим перед селекционерами была поставлена задача выведения сортов, синтезирующих преимущественно олеиновую кислоту. Ими были созданы сорта высокоолеинового подсолнечника типа Первенец, которые в настоящее время перерабатывают промышленно.

Во ВНИИМКе проходят селекционную проработку сорта и гибриды подсолнечника, более устойчивые к гидролитическому распаду запасных липидов, а также накапливающие в семенах масло, содержащее токоферольный комплекс, где присутствует свыше 80 % у-токоферола. Антиокислительные свойства у-токоферола более высокие по сравнению с а-токоферолами, характерными для обычных сортов.

Химический состав, физико-химические свойства семян подсолнечника, поступающих на переработку (так называемая заводская смесь семян), в зависимости от сорта, условий возделывания, послеуборочной обработки и хранения семян колеблются в значительных пределах.

4.3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ  ОПЕРАЦИИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ МАСЛИЧНЫХ  СЕМЯН

Подготовка масличного сырья состоит  из очистки семян, кондиционирования по влажности, калибровки по размеру, обрушивания, отделения ядра от оболочки, измельчения, жарения (приготовление мезги).

Очистка семян. Засоренность семян, поступающих непосредственно в производство, отрицательно влияет на качество продукции, повышает потери масла, увеличивает износ машин и аппаратов, уменьшает их производительность и создает антисанитарные условия труда.

Очистка семян от примесей основывается на различии основных физических свойств  семян очищаемой культуры и сопутствующих  им примесей. Последние могут отличаться от семян по размерам и форме, плотности, аэродинамическим и магнитным свойствам. Поэтому для очистки семян  от примесей применяют различное  техническое оборудование с использованием различных принципов очистки.

В зависимости от места установки  очистительных машин различают очистку складскую (сырьевую), когда масличные семена очищают перед направлением их на хранение, и производственную — перед направлением семян на переработку.

Кондиционирование семян по влажности. Сушка — необходимая технологическая операция при подготовке масличных семян к переработке, так как ее эффективность также находится в прямой зависимости от оптимальной влажности. Влажность масличных семян определяет эффективность таких технологических процессов, как обрушивание, отделение ядра от оболочек, измельчение ядра, жарение мезги, извлечение масла. Технологический режим сушки считают оп тимальным, если он был максимально коротким и в процессе его сохранилось или даже улучшилось качество семян и содержащихся в них масел, улучшились технологические свойства семян.

Выбор технологических режимов  сушки определяется химическим составом и физико-механическими свойствами семян, а также конструкцией сушильной установки.

Калибровка семян по размеру (применяют пока еще редко). Калибровку и кондиционирование семян на производстве можно осуществлять и в иной последовательности: сначала семена кондиционируют по влажности, а затем калибруют. 

Семена одного и того же растения имеют различные линейные размеры (длину, ширину, толщину), что связано  с другими физико- механическими  показателями, например с прочностью плодовой оболочки. Поэтому перед  обрушиванием семена целесообразно  калибровать (сортировать по размерам). При обрушивании калиброванных семян более полно разрушается плодовая или семенная оболочка, ядро остается целым, снижаются потери.

Следует отметить, что не все виды семян нуждаются в калибровании и обрушивании - масличные семена, относимые к группе «бес- кожурных», после очистки от примесей измельчают и подвергают влаготепловой обработке (жарению).

Обрушивание семян. Просушенные семена поступают в распределительный шнек над рушками, которые предназначены для разрушения оболочки семян (лузги), с тем чтобы в дальнейшем ее отделить от ядра, содержащего основное количество масла.

На заводах отрасли в основном применяют бичевые и центробежные рушки, работающие на принципе удара. Это семенорушки марок МНР, А1-МЦР, МБ-500 и др. При обрушивании получают смесь, называемую рушанкой, которая состоит из целого ядра, оболочки, сечки (частицядра), масличной пыли, целыхи не полностью обрушенных семян (недоруша). По технологическим нормам качество рушанки должно соответствовать следующим требованиям: при переработке подсолнечных семян содержание недоруша и целых семян в ней недолжно превышать 25 %, сечки — 15 масличной пыли — 15 %.

Отделение ядра от оболочки. После обрушивания (шелушения) рушанка поступает на разделение по фракциям: ядро, оболочку, целые семена, недоруш. Оболочка выводится из производства, ядро направляется на измельчение, недоруш и целые семена — на повторное обрушивание. Для разделения рушанки применяют аспи- рационные семеновейки М1С-50, М2С-50, Р1-МСТ. Необходимо проводить контроль ядра и лузги.

Измельчение ядра и семени. Измельчают семена (плоды) после отделения оболочек (ядро семян) или семена, перерабатываемые без отделения оболочки (нешелушеные), или семена бескожурного типа.

Измельчение в производстве растительных масел имеет важное значение, так  как сильно влияет на выход масла  и производительность основного оборудования. Измельчают семена (лен, конопля и т. п.) или ядро масличных (подсолнечник, клещевина и т. п.), при этом образуется продукт, называемый мятной, из которой можно извлечь масло при существенно меньших внешних воздействиях чем из целых семян или ядер.

Главная задача измельчения ядра семян  — максимально возможное разрушение клеточной структуры, а также придание материалу определенной внешней структуры, оптимальной для последующих технологических операций, способствующих более полному извлечению масла: жарения, прессования, экстракции. При измельчении необходимо достигать оптимального размера и наибольшей однородности. В процессе измельчения изменяется не только структура маслосодержащих материалов, но и локализация в них липи- дов. При этом по мере разрушения клеточных оболочек разрушается и маслосодержащая часть клеток и все большая часть масла высвобождается и сразу же покрывает образующуюся огромную поверхность частиц в виде тонких пленок. Однако масло не вытекает из мятки, потому что оно связывается на создавшейся и вскрытой при измельчении широко развитой внешней и внутренней поверхности сильным молекулярным полем.

Ядро и семена измельчают различными способами: сжатие со сдвигом, истирание, удар, раздавливание. В машинах для  измельчения, среди которых распространены вальцовые станки, реализуются названные выше способы измельчения в различных сочетаниях. И частности, на валках происходят обычно раздавливание, но частично и сжатие со сдвигом, и истирание.

Способ измельчения материала  зависит от соотношения окружных скоростей валков, измельчающих семена, и состояния их поверхности: нарезка, ее форма, глубина.

Свойства материала, подвергаемого  измельчению, а именно влажность  и лузжистость, существенно влияют на качество измельчения.

Оптимальная влажность ядра для  измельчения на вальцовых станках  составляет 5,6...6,0 %. Избыточное содержание в материале лузги, обладающей твердой  структурой, ухудшает качество измельчения.

Конструкции вальцовых станков, применяемых  для измельчения масличных материалов, различаются расположением валков (вертикальное, горизонтальное, диагональное). При этом валки могут быть различного диаметра, а поверхность их — гладкой или нарезной. Принцип измельчения на валках заключается в особенностях взаимодействия частички с парой вращающихся навстречу друг другу валков. На маслозаводах наиболее распространен пяги- в;шковый вальцовый станок ВС-5 (рис. 4.1), который начинают заменять вальцовым станком Б6-М ВА.