Технология производства растительных масел

Все методы рафинации делятся на:

1. Физические

2. Химические

3. Физико-химические

Физические методы – отстаивание, центрифугирование, фильтрация, которые используют для удаления механических частиц и коллоидно-растворенных веществ.

Механические примеси не только ухудшают товарный вид жира, но и обусловливают ферментативные, гидролитические, окислительные процессы. Белковые вещества способствуют протеканию реакции Майара 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 отстаивании масла происходит выделение из него части коллоидно-растворенных веществ – фосфолипидов, слизей, белков за счет их коагуляции. Масло после отделения осадка становится прозрачным. На промышленных предприятиях для отстаивания применяются механизированные двойные гуще ловушки 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 А1-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 50-55оС для удаления механических примесей и отчасти фосфатидов. Затем – холодную фильтрацию при температуре 20-25оС 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 мыловарении.

Химические методы.

Сернокислая и щелочная рафинация, гидратация, удаление госсипола, которые применяются для удаления примесей, образующих  в маслах истинные и коллоидные растворы с участием удаляемых веществ в химических реакциях.

Гидратация – процесс обработки масла водой для осаждения гидрофильных примесей (фосфатидов, фосфопротеидов). 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, 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», «Вестфалия» и «Альфа-Лаваль»

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 удаляются отстаиванием или центрифугированием.

Процесс щелочной нейтрализации состоит из следующих операций:

1. Обработка фосфорной кислотой для разрушения не гидратируемых фосфатидов;
2. Нейтрализация щелочью
3. Первая промывка водой температурой 90-95оС для удаления мыла
4. Вторая промывка водой
5. Обработка лимонной кислотой для удаления следов мыла
6. 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 с коническим 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:

1. С применением сепараторов для отделения масла от соапстока под действием центробежных сил
2. С разделением фаз в мыльно-щелочной среде, при котором тонко диспергированный жир пропускают через раствор щелочи, образующееся мыло растворяется в щелочи, нейтрализованный жир всплывает и отводится из аппарата
3. 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 кислот, жиры осветляются, удаляются механические примеси. В маслах, рафинированных щелочью, наличие осадка не допускается.

Физико-химические методы.

Отбеливание – процесс извлечение 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 и самих масел.

В промышленности используют способы периодического и непрерывного действия дезодорации жира.

Периодический способ. Основным методом дезодорации является отгонка вкуса ароматических веществ в токе водяного пара – дистилляции. 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 250-350оС отгоняют вкуса ароматические вещества.  Производительность дезодораторов  периодического действия в среднем 25 т/сут.

Непрерывные способы дезодорации жира осуществляются как на отечественных, так и на 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 80т/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 10-12оС и последующей выдержке при этой температуре при медленном перемешивании до образования кристаллов воска. Затем масло подогревают до 18-20оС для снижения вязкости и фильтруют. Профильтрованное масло прозрачное, не мутнеет при охлаждении даже до 5оС.

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

Расфасовка, упаковка, маркировка, хранение растительного масла.

Расфасовка, упаковка. Растительные масла разливают в потребительскую и транспортную тару. В промышленности фасовку растительного масла в полимерные бутылки производят на автоматических линиях «Рено-Пак» (Швейцария), включающих формовочную, наполнительную, герметизирующую и этикетировачную машины.

Растительные масла для розничной реализации фасуют в стеклянные и полимерные бутылки массой нетто 250, 470, 500, 700, 1000,1500г. Допустимые отклонения от массы нетто +\- 10г – при фасовании 1000г;  +\-5г – при фасовании от 250 до 750г. Бутылки с растительным маслом герметично укупоривают алюминиевыми колпачками с картонной уплотнительной прокладкой с целлофановым покрытием. Бутылки  из полимерных материалов укупоривают колпачками из полиэтилена низкой плотности.

Бутылки укладывают в ящики дощатые, гнездовые, из полимерных материалов, из сплошного или гофрированного картона. Кроме того, растительные масла разливают в транспортную тару: железнодорожные цистерны, автоцистерны с плотно закрывающимися люками, стальные не оцинкованные бочки и алюминиевые фляги с уплотняющими кольцами из жаростойкой резины.

Маркировка растительного масла производится в соответствии с ГОСТ Р. 51074-97. Маркировка наносится на красочно оформленную этикетку с указанием следующей обязательной для масложировых продуктов информации: наименование продукта, наименование, местонахождение изготовителя, упаковщика, импортера; наименование страны и места происхождения; масса нетто или объем продукта; товарный знак изготовителя; состав продукта; пищевая ценность, содержание витаминов; срок годности; обозначение нормативного документа, в соответствии с которым изготовлен и может быть идентифицирован продукт; информация о сертификации. Дополнительно указываются сорт, марка, дата розлива (для продукта в потребительской таре) и  налива (для продукта в транспортной таре).

Хранят фасованное в бутылке масло в закрытых затемненных помещениях при температуре не выше 18оС, горчичное – не выше 20оС. Сроки хранения растительных масел в соответствии с действующей нормативной документацией следующие (в мес. со дня розлива): подсолнечного, фасованного в бутылки – 4; подсолнечного, разлитого во фляги и бочки, - 1,5; хлопкового рафинированного дезодорированного – 3; хлопкового рафинированного недезодорированного, арахисового рафинированного дезодорированного –6;соевого дезодорированного – 1,5; горчичного – 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Характеристика применяемого оборудования

 

 

 Производство растительного масла состоит из следующих стадий:

— очистка и сушка семян;

— отделение чистого ядра и его измельчение;

— пропарка и жарение мезги;

— извлечение масла (прессование и экстрагирование);

— очистка (рафинация) масла;

— фасовании и хранение.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для очистки и сушки семян, состоящего из весов, силосов, сепараторов, магнитных уловителей, расходных бункеров и сушилок.

Следующим идет комплекс оборудования для отделения чистого ядра и его измельчения (дисковая мельница, аспирационная веялка и пятивальцовый станок).

Основным является комплекс оборудования для пропаривания и жарения мезги, состоящий из шнековых или чанных жаровен.

Ведущим комплексом оборудования линии являются шнековый пресс и экстракционный аппарат.

Далее следует комплекс оборудования линии для очистки масла, состоящий из дистилляторов, отстойников, сепараторов, фильтр - прессов, нейтрализаторов и вакуум-сушильных аппаратов.

Завершающим является комплекс финишного оборудования линии, состоящего из весов, машин упаковочной и для укладки пачек фасованного масла в ящики.

Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника представлена на рис.

Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства подсолнечного масла

Устройство и принцип действия линии. Поступающие на кратковременное хранение в силос 2 семена подсолнечника предварительно взвешивают на весах 1. Семена могут содержать большое количество примесей, поэтому перед переработкой их дважды очищают на двух - и трех ситовых сепараторах 3 и 4, а также на магнитном уловителе 5. Примеси растительного происхождения, отделяемые на сепараторах, собирают и используют в комбикормовом производстве.