Новогоднее поздравление от магазина Кедровая. Подробнее

Изготовление растительного масла

Предлагаю Вам прочитать статью о том, как изготавливается растительное масло. Статья содержит много научных терминов, но если Вы хотите познать истину о растительных маслах, то читать будет очень интересно. В конце статьи я сделаю несколько заметок.

Итак, технологические процессы современного производства растительных масел делятся на 3 этапа:

  1. Подготовка семян к извлечению масла
  2. Извлечение масла
  3. Рафинация полученного масла

1. Подготовка семян к извлечению масла

Подготовка предусматривает такие этапы:

Обрушивание семян и отделение ядра от оболочки

Масличные семена по характеру оболочек делят на две группы: кожурные (подсолнечник, кедровый орех) 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 семенорушке. В результате обрушивания семян получают рушанку, представляющую собой смесь нескольких фракций:

Разделение рушанки на фракции

Для разделения рушанки используют семеновейки и сепараторы. Рушанку разделяют на ядро и лузгу (шелуху). Отделение оболочек от ядр имеет большое значение. При этом повышается качество масла, так как:

Измельчение ядра

Целью этой операции является разрушение клеточной структуры ядра для максимального извлечения масла при дальнейших технологических операциях. В результате измельчения ядер получают сыпучую массу – мятку.

2. Извлечение масла

Извлечение масла производят двумя способами:

На основе этих двух способов разработаны следующие технологические схемы производства растительного масла:

Влаготепловая обработка мятки - жарение

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

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:

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 и форпрессовый жмых. Содержание масла в жмыхе составляет 14-20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на окончательное прессование.

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

Экстрагирование масла

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 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. 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 на встречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцеллы 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. Недостатком 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. Недостатками этого способа являются: большая продолжительность экстракции, повышенная взрывоопасность производства.

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.

3. Рафинация масла

Рафинация - это процесс очистки масел от сопутствующих примесей. К примесям относятся следующие группы веществ:

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

Рафинированные жиры труднее 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:

Рассмотрим их подробнее.

Физические методы рафинации

Под физическими методами рафинации растительного масла понимают такие:

Их 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.

Центрифугирование – процесс разделения неоднородных систем под действием центробежных сил. 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 мыловарении.

Химические методы рафинации

Рафинация химическими методами включает:

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:

Нейтрализацию проводят непрерывным и периодическими методами. Периодический способ разделения фаз в гравитационном поле с водносолевой подкладкой основан на растворении мыла в воде или в водном растворе хлорида натрия. При периодическом методе нейтрализацию осуществляют в нейтрализаторе. Непрерывные методы:

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

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

Физико-химические методы рафинации

К физико-химическим методам рафинации растительного масла относятся:

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.

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.

Дезодораторы имеют узлы улавливания погонов, что позволяет совмещать дезодорацию с отгонкой свободных жирных кислот.

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 до 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.

Послесловие

Из этой предельно научной статьи я для себя вынес несколько интересных заметок.

Поджаривание мятки

Наконец-то я узнал причину, по которой семена перед выдавливанием масла предварительно прожаривают. Оказывается, если мятку (перемолотые ядра) смачивать и нагревать до температуры 80-85*С, то происходит "ослабление связи масла с нелипидной частью семян на поверхности мятки". Звучит замысловато. Но себе этот процесс я объясняю, как разрушение липидных связей.

При нагревании происходит разрушение липидов.

Как написано в Википедии, липиды выполняют самые разнообразные функции: снабжают энергией клеточные процессы, формируют клеточные мембраны, участвуют в межклеточной и внутриклеточной сигнализации. Получается, что при разрушении липидов в мятке разрушаются связи между молекулами масла и молекулами других веществ, составляющих ядро семян. Как следствие, масла выделяется больше.

Вот почему большинство производителей растительного масла применяют предварительное прожаривание семян. Так производителю удаётся выдавить из сырья больше масла. В результате покупателю достатся больше масла по низкой стоимости, но и с меньшей полезностью.

Кстати, суточная потребность взрослого человека в липидах: 70—140 граммов.

Рафинирование

Оказалось, что термином "рафинирование" называются все технологические процессы, которые производятся с маслом после его отжатия. В том числе и фильтрация.

А русскоязычному человеку я бы добавил, что иностранное слово "рафинирование" пришло к нам из немецкого языка. Там слово "raffinieren" означает очистку. Очистку вообще.

Даже отфильтрованное масло холодного отжима является рафинированным.

До прочтения статьи я думал, что при рафинировании из растительных масел удаляют только мутность и запахи. А оказалось, что масло, которое после отжима было подвержено только фильтрованию, также считается рафинированным. Получается, что любое рафинирование масла снижает его полезность и ценность.

Теперь я стану ценить выше нефильтрованное растительное масло и фуз.

Кедровая