Установка для витопки жиру екструзійним методом

Фірмами «Клекстраль» і «Валорі» (Франція) запропонований спосіб витоплення жиру сухим способом і створена установка, яка використовує екструзійний метод обробки жиру-сирцю. Сутність екструзійного методу полягає в інтегральному впливі на жир-сирець різних факторів при безперервному перемішуванні. Основна перевага такого методу є в можливості сполучення в одному апараті-екструдері процесів теплової обробки з механічними впливами при безперервному переміщенні й високому тиску.

Установка для витоплення жиру екструзійним методом включає приймач жиру-сирцю, з якого він надходить у візки-вагонетки, стрічковий конвеєр з магнітоуловлювачем, вовчок; двошнековий екструдер, оснащений дозатором для регулювання завантаження.

Процес витоплення відбувається за рахунок ввімкнення електричного підігрівника індукційного типу на кілька хвилин. Коефіцієнт використання електричного струму при цьому становить 95–98 %. Температура, до якої нагрівається жир, досягає 105–110°С. Після витоплення жир і шквару розділяють. Жир сепарують і збирають у накопичувальні ємності. Шквару пресують для додаткового вилучення жиру, а потім передають на виробництво кормового борошна.

Через короткочасну теплову обробку сировини в установці не відбувається розпадання білкових речовин і утворення газів, які погано пахнуть, що викликають забруднення повітряного басейну. Установкою управляє один апаратник за допомогою програмного пристрою.

Для розміщення установки продуктивністю 1,5 т/год по жиру-сирцю потрібна виробнича площа 150 м².

Якісні показники топленого жиру, отриманого на цій установці з яловичого й свинячого жиру-сирцю, спрямованого на переробку не пізніше 3 годин після забою відповідних тварин, характеризуються даними табл. 1.3.

Таблиця 1.3

Характеристика жиру, витопленого екструзійним методом

Показник	Жир-сирець
	яловичий	свинячий
Масова частка, % вологи, не більше неомилюваних речовин	0,2 0,4	0,0 -
Кислотне число, мг КОН	1,0	0,8
Пероксидне число, % I2	0,026	0,013
Йодне число, %	33,0	-

Дані табл. 1.3 свідчать про високі показники якості яловичого і свинячого жиру. За показником кольору ці види жирів також відповідають вимогам діючого стандарту.

Можливість проведення технологічного процесу виробництва харчових тваринних жирів без забруднення оточуючого середовища, високі якісні характеристики, низька трудомісткість, короткочасність і безперервність роблять цей метод перспективним.

Виробництво харчових тваринних жирів сухим способом в апаратах періодичної дії

Виробництво харчових тваринних жирів сухим способом в апаратах періодичної дії проводять при атмосферному та надлишковому тисках.

Витопка жиру при атмосферному тиску

Найбільш простим методом отримання харчового топленого жиру високої якості є витопка сухим способом при атмосферному тиску в відкритих казанах. Цей спосіб витопки жиру в основному використовують при невеликих об’ємах жиру-сирцю. Нагрівання сировини проводять кондуктивним способом через стінку казана, оснащену ззовні паровою сорочкою. Процес інтенсифікується при перемішуванні сировини під час її нагрівання.

У відкритих казанах можна витоплювати всі види попередньо подрібненого жиру-сирцю. Режим витопки є вирішальним фактором, який визначає якість готового жиру (табл. 1.4).

Таблиця 1.4

Режим витопки жиру в відкритих двостінних казанах

Назва процесу і операції	Показник	Значення показників для казанів місткістю, кг
		1450	800
Підігрівання казана	Тривалість, хв	5	5
Завантаження і підігрівання подрібненого жиру-сирцю	Тривалість, хв Тиск пари в сорочці котла, МПа	40-60 0,3-0,4	30-50 0,3-0,4
Витопка жиру	Температура суміші, ºС	65-70	65-70
І фаза	Тривалість, хв	60	50
ІІ фаза	Температура суміші, ºС Тривалість, хв	80-90 20	80-90 20
Відсолювання жиру кухонною сіллю і відстоювання	Тривалість, хв	25	20
Зливання жиру в відстійники	Тривалість, хв	15	10
Вивантаження шквари	Тривалість, хв	10	5
Промивання казана	Тривалість, хв	10	10
Загальна тривалість процесу, год		3	2

У відкритих казанах жир витоплюють двома фазами.

На першій фазі подрібнений жир-сирець нагрівають до температури 65ºС. Механізм процесів, які відбуваються при цьому, обумовлений тим, що при підвищенні температури до 60-65ºС і за рахунок вологи, яка знаходиться в жирі-сирці, відбувається зварювання колагену, яке призводить до зменшення його міцності. При цій температурі денатурують й інші білки, які знаходяться в жировій тканині. Одночасно відбувається інактивація ферменту ліпази і його руйнування. Таким чином, при температурі 65ºС відбувається деформація міжклітинних і міжклітинних білків, яка призводить до порушення структури жирової тканини, що полегшує вилучення із неї жиру. Підвищення температури жиру супроводжується зменшенням його в’язкості, щільності і поверхневого натягу. Завдяки цьому жир порівняно легко виділяється із зруйнованих клітин, капельки його зливаються в більш крупні, в результаті чого утворюється однорідна жирова фаза. Жир, мутний спочатку витопки, потім стає прозорим.

Додавання кухонної солі, яка є електролітом, сприяє десорбції вологи і твердих часток. Також додавання солі призводить до підвищення щільності клейової води і шквари. Завдяки цьому збільшується різниця щільності жиру і клейової води, жиру і шквари, що полегшує їх розподілення на самостійні фази.

У другій фазі температуру жирової маси підвищують до 80–90°С. У цей період відбувається коагуляція білків альбуміну й глобуліну і денатурація колагену, у результаті чого вони осаджуються у вигляді коагульованих часток шквари, а жир стає більше прозорим. При зазначених параметрах якість жиру у випадку використання свіжого жиру-сирцю не погіршується.

При відсолці використають кухонну сіль помелів № 1 і № 2 у кількості 1–3% маси жиру-сирцю. При відсутності мішалки перемішувати можна вручну дерев'яним веслом. Жир можна відсолювати і відстоювати в тому ж казані протягом 3 год.

При переробці міздрового жиру тривалість витопки збільшують до 3 год, а температуру до 95°С.

Для витопки жиру використовують казан варильний перекидної марки К7-ФВА. Він являє собою циліндричну посудину з еліптичними днищами й паровою сорочкою. Казан змонтований на порожніх цапфах, через одну з яких підводять пару в парову сорочку, а через іншу відводять конденсат. Казан цапфами опирається на підшипники із чавунними вкладишами, за допомогою ручного приводу його можна повертати в них на 360°. Ручний привід складається із черв'ячної пари, яка самогальмується, і штурвалу. Казан встановлюють на двох стійках звареної конструкції, з'єднаних між собою двома стяжками. Внутрішня поверхня казана виготовлена з нержавіючої сталі. Для продувки парового простору й спуску води в нижній частині днища зовнішньої посудини казана встановлені пробноспускний кран або пробка діаметром 1/2". Для видалення повітря з парової сорочки у верхній частині посудини казана змонтований пробноспускний кран. Для контролю тиску в паровій сорочці на паропроводі встановлені манометр і запобіжний клапан.

Таблиця 1.5

Технічна характеристика варильного перекидного казана марки К7-ФВА

Показник	Значення
Місткість казана, м3: геометрична робоча	0,463 0,370
Глибина казана, мм	840
Внутрішній діаметр, мм: парової сорочки казана	1002 900
Об’єм парової сорочки, дм3	110
Поверхня сорочки, яка обігрівається, м2	2,36
Максимальний робочий тиск пари в сорочці, МПа	0,2
Витрата пари, кг/год	100
Габаритні розміри, мм	1947*1250*1538
Маса, кг	345

Для витопки жиру може бути використаний також варильний казан КВ-600 «Вулкан», що представляє собою циліндричний корпус з конічним днищем, який має кришку. Казан має парову сорочку. В нижній частині казана (в днищі) приварені два патрубки, один з яких слугує для подачі пари в сорочку, а інший для спуску конденсату. Для зливання жиру в нижній частині казана встановлені два вентилі для підведення води в парову сорочку і казан, а також штуцер з манометром, запобіжним клапаном і вентилем для зливання і визначення рівня води в паровій сорочці. Між облицюванням і корпусом казана проложена теплоізоляція.

Кришку казана закріплюють на шарнірній траверсі. Вона постачена противагами, стан яких фіксується болтом. У фланець кришки встановлено ущільнювальне кільце. Кришка прижимається до казана шістьма болтами.

Робота казана відбувається наступним чином. Подрібнений жир-сирець завантажують у казан. В сорочку казана заливають воду. Потім казан закривають кришкою і прижимають її відкидними болтами. Відкривають подачу пари в сорочку. Процес проводять за вказаним режимом. По закінченні витопки подачу пари перекривають. Після відстоювання і відсолювання зливають фуз. Відстояний жир відокремлюють, а шквару вивантажують.

Таблиця 1.6

Технічна характеристика варильного казана КВ-600 «Вулкан»

Показник	Значення
Місткість, м3: геометрична робоча теплової сорочки	0,6 0,55 0,18
Тиск пари в тепловій сорочці, МПа	0,05
Витрата пари, кг/год	76,5
Поверхня обігріву, м2	2,5
Габаритні розміри (при закритій кришці), мм	1710*1520*1255
Маса, кг	532