Переробка міздрового жиру й інших видів малоцінного жиру-сирцю

Особливість морфологічної будови міздрового жиру, який одержується при мездруванні свинячих шкір на машинах, вимагає застосування режимів обробки й устаткування, які відрізняються від використовуваних при витопці інших видів жиру-сирцю. Одним з факторів, що ускладнюють одержання харчового жиру з даної сировини, є не тільки строге дотримання ветеринарно-санітарних вимог до обробки свиней і знятих з них шкір, але й складність технології його переробки. За прийнятою технологією міздровий жир обробляють двома стадіями. Попередньо його подрібнюють на вовчку, витоплюють у відкритому казані протягом 40–50 хв при температурі 80–90°С, а потім остаточно переробляють на безперервнопрацюючих установках РЗ-ФВТ-1, «Центрифлоу», «Центрифлоу-Майнор». Як було описано, на установці фірми «Шарплес» можлива обробка міздрового жиру в кількості не більше 30% маси інших видів жиру-сирцю. В інших випадках для переробки міздрового жиру використовують періодично діюче устаткування – автоклави й вакуумні казани, застосування яких пов'язане із тривалістю обробки, трудомісткістю й низьким виходом, а також якістю отриманого топленого жиру.

Аналогічні складнощі пов'язані з переробкою інших видів малоцінного жиру-сирцю: міжсоскової частини свинячих шкір, жиру-сирцю кишкового, свинячих гузенок та ін.

Використання машини для витопки жиру марки Я8-ФІБ дозволяє організувати безперервну переробку міздрового жиру, поліпшити його якість і збільшити вихід. У цьому випадку міздровий жир накопичують у бункері-накопичувачі, де за рахунок контакту з охолодженою водою він промивається й ущільнюється, а потім після стікання завантажується у вовчок, звідки надходить у машину для витопки жиру Я8-ФІБ. Витопку проводять за рахунок подачі пари в машину під тиском 0,15–0,3 МПа При дотриманні цих параметрів жиромаса, що виходить із машини, має температуру 75–80°С. Для переробки міздрового жиру на даній машині його можна й не охолоджувати. У цьому випадку міздровий жир безпосередньо завантажують у бункер машини й обробляють при зазначених параметрах пари.

Отримана жиромаса під напором, створюваним барабаном машини, направляється в живильний бак, де витримується при температурі 80–90°С у продовж 30–40 хв. Жиромаса нагрівається за рахунок подачі пари через барботер, розташований у нижній частині бака. З живильного бака жиромасу за допомогою насоса направляють у центрифугу ОГШ-321К-01, де відбувається відділення шквари. Останню збирають у візок і направляють на виробництво кормового борошна. Жиро-водну емульсію із центрифуги за допомогою насоса через підігрівники направляють послідовно на сепаратори РТОМ-4,6 для остаточного очищення від води й дрібних твердих часток. Очищений жир охолоджують і пакують.

Режими й показники виходу та якості продукції, отриманої при переробці міздрового жиру описаним методом, дані в табл. 1.14.

Таблиця 1.14

Режими витопки і показники харчового жиру, отриманого при переробці міздрового жиру

Показник	Партія міздрового жиру
	1	2	3	4
Маса міздрового жиру, кг	287	182	960	905
Тиск гріючої пари, МПа	0,2	0,25	0,22	0,2
Температура жиромаси на виході із машини Я8-ФІБ, ºС	86	86	85	82
Вихід очищеного топленого жиру, % маси сировини	51,9	52,2	52,8	53,2
Вихід шквари, % маси сировини	5,8	5,8	5,9	5,7
Склад шквари, %: волога жир	70,3 4,3	67,3 6,4	64,9 8,2	59,3 7,7

Наведені в табл. 1.14 дані показують, що використання машини Я8-ФІБ дозволяє перейти до потокової переробки міздрового жиру, забезпечити досить високий вихід корисної продукції. При цьому варто підкреслити, що у випадку переробки міздрового жиру використання машини Я8-ФІБ дає можливість здійснити високий ступінь знежирення сировини, у результаті чого залишковий вміст жиру в шкварі є низьким.

За хімічними показниками топлений жир відповідає вимогам для вищого сорту харчового жиру, але внаслідок мазеподібної, а потім рідкої консистенції й сіруватого відтінку він належить до першого сорту.

Як показала практика, використання даного методу створює умови для спільної витопки всіх видів жиру-сирцю, який одержується від переробки свинячої туші. При цьому забезпечується високий вихід топленого жиру і його якість.

Крім цього застосування машини для витопки жиру Я8-ФІБ створює умови для механізації процесу передачі міздрового жиру безпосередньо від місця його збирання в жирове відділення для наступної обробки. Із цією метою машину для витопки жиру Я8-ФІБ встановлюють у цеху забою худоби й оброблення туш у безпосередній близькості від мездрильної машини. Отриманий міздровий жир направляють у бункер машини Я8-ФІБ, де його подрібнюють із одночасним нагріванням гострою парою. Отримана жиромаса під напором працюючої машини по трубопроводу може бути перекачана на відстань до 90 м у жирове відділення, де вона збирається в живильний бак, а потім за описаним режимом піддається подальшій обробці. Таким чином, описана організація переробки міздрового жиру дає можливість повністю виключити трудомісткі операції зі збирання й транспортування його із цеху забою худоби й оброблення туш у жирове відділення, вилучене й по своєму розташуванню безпосередньо не пов'язане з місцем одержання даного виду жиру-сирцю.

З метою вдосконалення процесу переробки міздрового жиру окремі підприємства м'ясної промисловості (Псковський, Запорізький, Донецький м'ясокомбінати) запропонували й застосовують потокову систему витопки з нього жиру, використовуючи лінію РЗ-ФВТ-1.

Для цього лінію РЗ-ФВТ-1 оснащують вовчком і над центрифугою ОГШ-321К-01 встановлюють накопичувальну ємність. Міздровий жир спочатку подрібнюють на вовчку, обробляють на машині РЗ-АВЖ-245. Отриману жиромасу розділяють на центрифузі ОГШ-321К-01. Відділену жиро-водну емульсію послідовно очищають на двох сепараторах, після чого очищену рідку фазу збирають у накопичувальну ємність. З неї масу передають на повторну обробку безпосередньо в машину РЗ-АВЖ-245 і далі за звичайною схемою. Такий метод обробки міздрового жиру хоча й знижує продуктивність лінії в цілому, але створює умови для поліпшення якісних показників топленого жиру й зниження трудомісткості.

За іншою схемою міздровий жир після промивання в проточній воді подрібнюють на вовчку, обробляють на машині РЗ-АВЖ-245, розділяють отриману жиромасу на центрифузі ОГШ-321К-01, а жиро-водну емульсію дворазово очищають, пропускаючи щораз через три сепаратори. У цьому випадку також пропускна здатність лінії знижується, але створюються умови для організації потокової переробки міздрового жиру. В описаних двох варіантах переробки даної сировини на лінії РЗ-ФВ1-1 одержувана шквара характеризується залишковим вмістом жиру, що приблизно у два рази вище, ніж при витопці на машині Я8-ФІБ.

Для переробки другорядних видів жиру-сирцю можна використовувати гідролізний метод витопки: його сутність полягає в тому, що сполучнотканинні білки, які входять до складу жирової тканини, під дією слабких розчинів лугів гідролізуються й переходять у розчин. Завдяки цьому клітинна структура, що містить жир, руйнується, тим самим створюються умови для його виділення із сировини.

Ступінь вилучення жиру і його якість при гідролізному методі обробки залежать від ступеня подрібнення жиру-сирцю, концентрації, кількості й виду прийнятного лужного реагенту, температури й тривалості обробки, глибини гідролізу білкової частини жирової тканини, старанності промивання виділеного жиру від залишків мила й лугу.

Як лужні реагенти можна використовувати каустичну й кальциновану соду, бікарбонат натрію, силікат натрію, тринатрійфосфат. При атмосферному тиску бікарбонат і силікат натрію, а також тринатрійфосфат мають слабку лужну активність і внаслідок цього не омилюють нейтральні жири, але мають здатність нейтралізувати вільні жирні кислоти, що втримуються в жирі.

Підвищення тиску сприяє прискоренню процесу гідролізу сполучнотканинних білків жирової тканини.

Технологічний процес одержання харчових топлених жирів гідролізним методом складається з наступних основних операцій: подрібнювання сировини, гідролізу лужним розчином, відсолювання, відстоювання й промивання, сепарування, охолодження й пакування жиру.

З огляду на те, що застосування лужних реагентів великої активності викликає поряд з гідролізом білкової частини жирової тканини також і омилення тригліцеридів, які містяться в ній, з утворенням солей високомолекулярних жирних кислот (мила). Для здійснення гідролізного методу доцільно використовувати більш слабкі сполуки – бікарбонат натрію, а також карбонат натрію. Концентрація цих реагентів залежить від способу проведення технологічного процесу (табл. 1.15).

Так, для проведення гідролізу міздрового жиру в автоклавах доцільно використовувати 4%-ний розчин бікарбонату натрію або 2,25%-ний розчин карбонату натрію (кальцинованої соди). При проведенні обробки міздрового жиру у відкритих казанах ефективно застосовувати 2-3%-ний розчин карбонату натрію.

Застосування більш активних лужних реагентів, хоча й сприяє інтенсифікації процесу, але пов'язане з ризиком омилення триглицеридів і накопиченням мила в гідролізаті. Так, для обробки міздрового жиру у відкритому казані потрібно використовувати розчин їдкого натрію 1,25–1,5%-ної концентрації в кількості 30% маси сировини. У цьому випадку тривалість обробки при температурі 90–100°С становить 4 год. Використовуючи обробку в автоклаві при підвищеному тиску (0,1 МПа), концентрацію розчину їдкого натру можна знизити до 1% і завантажувати його в кількості 40% маси сировини. Тривалість процесу в цьому випадку знижується до 30 хв. Одночасно скорочується число промивань у два рази в порівнянні з обробкою міздрового жиру у відкритому казані при зазначених вище режимах.

Таблиця 1.15

Режим витопки жиру гідролізним методом

Найменування процесу та операції	Показник	Автоклав	Відкритий казан
Подрібнення на вовчку або на машині РЗ-АВЖ-245	Діаметр отворів гратів вовчка, мм Діаметр барабана машини РЗ-АВЖ-245, мм	2-4 6	2-4 6
Завантаження подрібненої сировини і лужного розчину, підігрівання суміші при перемішуванні	Температура суміші, ºС	80	95
Гідроліз	Тиск у середині апарата, МПа Температура суміші, ºС Тривалість, год	0,1 120 1	- 80 3-4
Вирівнювання тиску пари в середині апарата з атмосферним	Тривалість, хв	10	-
Відсолювання (промивка) жиру і відстоювання жиромаси, зливання гідролізату	Кількість сухої солі, % маси сировини Кількість 5%-ного розчину кухонної солі від маси сировини, % Тривалість подачі розчину, хв Температура суміші, ºС Тривалість, хв	5 - - 80-85 30	- 25 5-10 80-85 60-75
Промивання жиру гарячим розчином кухонної солі	Концентрація розчину кухонної солі, % Температура розчину кухонної солі, ºС Кількість розчину кухонної солі, % маси сировини Число промивань Тривалість відстоювання суміші, хв: після першого промивання після другого і третього промивання	5 80-85 50 2-3 20-30 15-20	5 80-85 50 2-3 20-30 15-20
Кінцеве промивання гарячою водою	Температура промивної води, ºС Кількість води, % маси сировини	80-85 25	80-85 25
Очистка жиру на сепараторі	Температура жиру на вході в сепаратор, ºС Кількість води, яку додають у сепаратор, % маси жиро-водної емульсії Температура води, ºС	90-95 10 80-85	90-95 10 80-85

При використанні бікарбонату натрію й обробленні в автоклаві кількість розчину, який використовують для гідролізу, становить 40%, а при використанні кальцинованої соди 30-40% маси міздрового жиру. Кількість розчину кальцинованої соди для проведення процесу у відкритому казані становить 50% маси міздрового жиру.

Норма завантаження міздрового жиру становить 50% місткості казана й автоклава.

Переробка жиру-сирцю гідролізним методом проводиться наступним чином. Міздровий жир та інші види другорядного жиру-сирцю після подрібнення завантажують в автоклав (одностінний або двостінний), в якому попередньо готують розчин лужного реагенту визначеної концентрації і температури 80-95ºС. В нагрітий розчин рівномірно при перемішуванні подають подрібнену сировину. Завантажений автоклав закривають і проводять гідроліз за режимом, наведеним у табл. 1.15.

Про вплив концентрації й виду лужного реагенту на тривалість гідролізу сировини в автоклаві свідчать дані, наведені в табл. 1.16.

Таблиця 1.16

Залежність тривалості гідролізу від лужного реагенту

Показники	Їдкий натр	Кальцинована сода	Бікарбонат натрію	Силікат натрію	Тринатрій фосфат
Концентрація розчину, %	1,0	2,25	4,0	6,0	5,0
Кількість сухого лужного реагенту, % маси сировини	0,4	0,9	1,6	2,4	2,0
Надлишковий тиск, МПа	0,1	0,15	0,2	0,2	0,15
Тривалість гідролізу, хв	30	45	60	60	60

Автоклав можна завантажувати й іншим чином: спочатку подрібненою сировиною, а потім з бачка-дозатора розчином лужного реагенту при повільному безперервному перемішуванні маси гострою парою або стисненим повітрям. Температуру маси при цьому підтримують на рівні 55–60°С. Далі автоклав закривають кришкою й подають у нього гостру пару через барботер. При збільшенні тиску й тривалості гідролізу вище значень, наведених у табл. 1.60, спостерігається сильне емульгування жиру.

По закінченні гідролізу припиняють подавати пару, знижують тиск і після його вирівнювання з атмосферним відкривають автоклав. Жир в автоклаві промивають при температурі 80–85°С гарячим 5%-ним розчином кухонної солі й відстоюють. Маса розділяється на три шари: жир, емульгований жир зі слідами мила й лугу й гідролізат сірувато-коричневого кольору. Після відстоювання протягом 30 хв гідролізат зливають, стежачи за тим, щоб не стікав емульгований жир.

При промиванні жиру віддаляється розчин непрореагувавшого лужного реагенту, сліди мила й руйнується емульсія. Для промивання використовують гарячий концентрований розчин кухонної солі, до якого додають лимонну кислоту з розрахунку 42 г на 1 т жиру, з огляду на те, що в ньому після проведеної обробки лужним реагентом міститься не більше 0,2% мила.

Розчин солі й лимонної кислоти в кількості 50% до маси отриманого жиру подають через перфоровану трубку або зі шланга. Маса перемішується, а потім відстоюється протягом 20-30 хв. Після відстоювання вона розділяється на два шари: верхній – жир і нижній – вода з незначною кількістю лужного реагенту, мила й жиру. Водяний розчин повільно спускають через нижній кран, спостерігаючи, щоб з водою не зливався жир. Промивну воду рекомендується спускати через жироуловлювач. При використанні лимонної кислоти число промивань скорочується до одного.

Закінчення промивання визначають за відсутністю мила в готовому жирі. У цьому випадку забарвлення промивних вод по фенолфталеїну не змінюється. Після промивання з жиру видаляють воду відстоюванням і сепаруванням. Очищений жир після охолодження зливають у тару.

Жир, витоплений зі свіжої сировини гідролізним методом під тиском, має наступні показники: колір білий або зі слабо-жовтуватим відтінком, запах і смак нормальні, кислотне число 0,2–0,4 мг КОН, пероксидне число 0–0,006% J₂. Залежно від органолептичних показників він відповідає вимогам діючого стандарту до вищого або першого сорту.

Використання гідролізного методу обробки другорядних видів жиру-сирцю забезпечує досить високий ступінь вилучення жиру, який досягає 98% його вмісту в сировині.

Зазначаючи безумовні переваги даного методу (високий ступінь вилучення жиру, простота проведення й апаратурного оформлення), необхідно підкреслити, що він має недоліки, які характерні для процесів, що проводяться дискретним чином. Крім того, з гідролізатом губляться органічні речовини. Утилізація гідролізату представляє самостійне й складне завдання. На відміну від методів витопки, де білкова частина жирової тканини у вигляді шквари може бути корисно використана для виробництва кормового борошна традиційними способами й на традиційному устаткуванні, при гідролізному методі шквара як така відсутня, тому що завдяки обробці в розчині лужного реагенту відбувається гідроліз білкової частини жирової тканини й утворення розчину продуктів хімічної деструкції.

У США запропонована установка для витопки жиру з міздрового жиру й обрізків свинячих шкір. Процес переробки сировини на ній здійснюється таким чином. Спочатку обрізки шкір подрібнюють на частки розміром до 95 мм, а потім їх подають в установку для витопки. Остання являє собою трисекційний трубчастий апарат, кожна секція якого має парову сорочку. Усередині секцій є транспортуючі шнеки. При нагріванні жир витоплюється і сировина зневоднюється. Сокова пара, яка утворюється, видаляється з установки в конденсатор. Застосування сухого способу витопки запобігає утворенню глютину й склеювання в конгломерати шматків колагенвмісної сировини. Використання такого методу витопки жиру із другорядних видів жиру-сирцю забезпечує високий ступінь вилучення кінцевого продукту.

Жиромаса з установки надходить в обертове циліндричне сито, де відділяються частки шквари від жиру. Шквара надходить у завантажувальний бункер преса. У ньому відбувається остаточне знежирення, після чого вона направляється на виробництво кормового борошна. Жир, відділений на пресі, надходить у трубопровід і по ньому разом з жиром із циліндричного сита виділяється у відстійник. Там жир нагрівають, а потім промивають водою. При цьому тверді частки осідають на дно, а жир збирається на поверхні води. Для остаточного відділення вологи його зливають у другий відстійник. Потім жир направляють на відвантаження або після охолодження – на пакування. Тверді частки вивантажують із відстійника після зливання води й використовують як добавку до свіжої партії сировини.

Іншим типом устаткування, яке дозволяє переробляти міздровий жир, а також інші види другорядного жиру-сирцю, є універсальна установка, розроблена в США.

Сировина з бункера направляється в подрібнювач, а з нього в накопичувальний бункер і змішувач. В останньому вона змішується з рециркулюючим у системі жиром. При цьому інтенсифікується процес тепломасообміну й спрощується транспортування маси по трубах.

Отримана маса тонко подрібнюється в дезінтеграторах, потім насосом нагнітається у вакуум-випарник і частково зневоднюється. Сокові пари, які утворяться при переробці сировини, виділяються в конденсатор, а суміш жиру й частково зневодненої сировини (шквара) насосом подається на сито для поділу. Шквара завантажується в безперервнодіючий сушильний апарат, звідки після сушіння шнеком направляється в прес для остаточного віджимання жиру. Сокова пара, яка утворюється в сушильному апараті, через пастку подається у вакуум-випарник і використовується як теплоносій. Це забезпечує зниження тепло- та енерговитрати на переробку сировини. Жир, відціджений через сито, збирають у прийомну ємність. Туди ж подається жир, відділений на пресі. Із прийомної ємності одна частина жиру рециркулює у змішувач, а інша насосом направляється на зберігання.

Використання описаного способу забезпечує переробку всіх видів другорядного жиру-сирцю з одночасним одержанням жиру й висушеної шквари. Дробова система вилучення жиру, яка передбачає спочатку неповне видалення вологи, дозволяє одержати жир високої якості.