3.2 Очищення олій

Процес очищення проводиться з метою звільнення олій від супутніх домішок. До домішок відносяться наступні групи речовин: супутні тригліцеридам речовини, що переходять із доброякісної сировини в олію в процесі витягу; речовини, що утворюються в результаті хімічних реакцій при витягу й зберіганні олій; мінеральні домішки, частки мезги або шроту, залишки розчинника або мила.

Крім небажаних домішок з жирів при рафінації віддаляються й корисні для організму речовини: жиророзчинні вітаміни, фосфатиди, незамінні поліненасичені жирні кислоти.

Рафіновані жири краще піддаються окисному псуванню, тому що з них відділяються природні антиокислювачі - фосфатиди й токофероли. Тому рафінацію прагнуть проводити таким чином, щоб при максимальному витягу небажаних домішок зберегти корисні речовини.

Послідовність процесів рафінації й одержувані при цьому види масла представлені на рисунку 3.1.

Усі методи рафінації діляться на:

• фізичні - відстоювання, центрифугування, фільтрація, які використовуються для видалення механічних часток і колоїдно-розчинних речовин;

• хімічні - сірчанокисла й лужна рафінація, гідратація, видалення госсипола, які застосовуються для видалення домішок, що утворюють в оліях дійсні або колоїдні розчини за участю речовин, що віддаляються, у хімічних реакціях;

• фізико-хімічні - відбілювання, дезодорація, виморожування, які використовуються для видалення домішок, що утворюють в оліях дійсні розчини без хімічної зміни самих речовин.

Операції по рафінації олії Готова продукція

Рисунок 3.2 – Послідовність процесів рафінації і отримані види продукці

Фізичні методи. Механічні домішки (частки мезги й макухи) не тільки погіршують товарний вид олії, але й обумовлюють ферментативні, гідролітичні, окисні процеси. Білкові речовини сприяють протіканню реакції Майара (меланоїдоутворення) і утворенню ліпопротеїдних комплексів. Механічні домішки видаляють відразу ж після одержання олії.

Відстоювання - це процес природного осадження часток, що перебувають у зваженому стані в рідкому середовищі, під дією сили тяжіння. При тривалому відстоюванні олії відбувається виділення з неї частин колоїдно-розчинених речовин - фосфоліпідів, слизів, білків за рахунок їх коагуляції. Олія після відділення осаду стає прозорою. На промислових підприємствах для відстоювання застосовуються механізовані подвійні гущеловки з електромеханічними вібраторами.

Центрифугування - процес поділу неоднорідних систем під дією відцентрових сил. У промисловості застосовують корзинові, тарілчасті, трубчасті центрифуги, наприклад, горизонтальну осаджувальну центрифугу безперервної дії НОГШ-325, сепаратор Al- Мсп. Для поділу тонких систем використовують швидкісні центрифуги: розподільні - для поділу двох фаз, що не змішуються (вода-жир) и освітляючі - для виділення з рідин дрібнодисперсних механічних домішок. Для поділу суспензій застосовують гідроциклони, дія яких заснована на використанні відцентрових сил і сил тяжіння.

Фільтрація - процес поділу неоднорідних систем за допомогою пористої перегородки, яка затримує тверді частки, а пропускає рідину і газ. Форпресову й експелерну олію піддають фільтрації двічі. Спочатку проводять гарячу фільтрацію при температурі 50-55°С для видалення механічних домішок і частини фосфатидів. Потім - холодну фільтрацію при температурі 20-25°С для коагуляції дрібних часток фосфатидів.

У промисловості використовують фільтр-преси, що полягають із 15-50 вертикально розташованих фільтруючих гнізд, що перебувають на одній загальній горизонтальній станині. У гнізді перебуває фільтрувальна тканина, яка поступово забивається осадом, називаним фузом. Фуз використовують для одержання олії екстракційним способом, фосфатидів, а залишок - у миловаріння [7].

Хімічні методи. Гідратація - процес обробки олії водою для осадження гідрофільних домішок (фосфатидів, фосфопротеїдів). У результаті гідратації фосфатиди набухають, втрачають розчинність у олії й випадають в осад, який відфільтровують. Для повного видалення фосфопротеїдів застосовують слабкі розчини електролітів, зокрема хлорид натрію.

У цілому гідратація зводиться до того, що олія нагрівається до певної температури (соняшникова й арахісова - до 45-50 °С), змішується з водою або барботується гострою парою, витримується для утворення пластівців з наступним відділенням олії від осаду.

У промисловості використовують паровий, електромагнітний і гідротермічний методи гідратації. Застосовують устаткування періодичної дії, безперервної дії з тарілчастими відстійниками й сепараторами.

У результаті гідратації одержують харчову олію, харчовий і кормовий фосфатидні концентрати, олію для подальшої рафінації.

Лужна рафінація - обробка олії лугом з метою виведення надлишкової кількості вільних жирних кислот. У процесі нейтралізації утворюються солі жирних кислот - мила. Мила нерозчинні в нейтральному жирі й утворюють осад - соапсток. Мило має високу адсорбуючу здатність, завдяки якій з жиру відділяються пігменти, білки, слизи, механічні домішки. Соапсток відділяється відстоюванням або центрифугуванням.

Процес лужної нейтралізації складається з наступних операцій: обробка фосфорною кислотою для руйнування негідратованих фосфатидів; нейтралізація лугом; перше промивання водою температурою 90-95°С для видалення мила; друге промивання водою; обробка лимонною кислотою для видалення слідів мила; сушіння в апаратах під вакуумом.

Нейтралізацію проводять безперервним і періодичними методами.

Періодичний спосіб поділу фаз у гравітаційнім полі з водно-сольовою підбивкою заснований на розчиненні мила у воді або у водяному розчині хлориду натрію. При періодичному методі нейтралізацію здійснюють у нейтралізаторі. Це апарат циліндричної форми з конічним дном, з паровою сорочкою й грабельною мішалкою для перемішування олії й лугу. Луг подають зверху через розпилювачі або знизу через змійовики. Через розпилювачі подають також розчин солі й воду.

Безперервні методи:

• із застосуванням сепараторів для відділення масла від соапстока під дією відцентрових сил;

• з поділом фаз в мильно-лужному середовищі, при якому тонко дисперсну олію пропускають через розчин лугу, мило, що утворюється, розчиняється в лугу, нейтралізована олія спливає й виділяється з апарата;

• рафінація в міцелі - рафінація масла, що виходить у вигляді місцели з екстрактора, без операції дистиляції, усувається вплив високих температур на олію.

У результаті лужної рафінації зменшується вміст вільних жирних кислот, олії освітляються, відділяються механічні домішки. У оліях, рафінованих лугом, наявність осаду не допускається.

Фізико-хімічні методи. Відбілювання - процес витягу з олій барвників шляхом їхньої обробки сорбентами. Для відбілювання олій широко використовують вибільні глини - вибільні землі (гумбрин, асканіт, бентонін). Вони являють собою нейтральні речовини кристалічної або аморфної будови, що містять кремнієву кислоту або алюмосилікати. Для посилення ефекту відбілювання у вибільні глини додають активоване вугілля. Крім того, при додаванні до суміші вибільної глини й вугілля карбонатів нікелю й міді виводиться сірка з рапсової олії. Процес відбілювання полягає в перемішуванні олії з вибільною глиною протягом 20-30 хвилин у вакуум-вибільних апаратах. Після відбілювання адсорбент відокремлюють за допомогою рамних фільтр-пресів з ручним вивантаженням осаду. Використовують також безперервно діючі лінії для відбілювання олій, оснащені герметичними саморозвантажними фільтрами.

Дезодорація - процес відгону з олій летких речовин, що надають їй смак і запах: вуглеводнів, альдегідів, спиртів, низькомолекулярних жирних кислот, ефірів і ін. Дезодорацію проводять для одержання олії, необхідної в маргариновому, майонезному, консервному виробництвах.

Процес дезодорації заснований на різниці температури випару ароматичних речовин і самих олій. і

В промисловості використовують способи періодичної й безперервної дії дезодорації олій.

Періодичний спосіб. Основним методом дезодорації є відгін смакоароматичних речовин у струмі водяної пари - дистиляція. Профільтровані олії поміщають у спеціальні апарати-дезодоратори, додають лимонну кислоту для підвищення стійкості до окиснення. Жир нагрівають до 170°С и під вакуумом з гострою парою температурою 250-350°С відганяють смакоароматичні речовини. Продуктивність дезодораторів періодичної дії в середньому 25 т.

Безперервні способи дезодорації жиру здійснюються як на вітчизняних, так і імпортних установках.

Дезодорація жиру на установці фірми "Де Смет" (Бельгія), що включає дезодоратор плівково-барботажного типу, здійснюється у два етапи. На першому етапі леткі речовини відганяються шляхом контактування гострої пари з тонкою плівкою олії, що утворюється за рахунок стікання пари по вертикальному пакету пластинок. Кінцева дезодорація проводиться в кубовій частині апарата шляхом барботування олії гострою парою під тиском 66,5-266 мПа. Продуктивність цієї установки 80 т. Аналогічна цій установці вітчизняна установка А 1-МНД.

Дезодорацію жиру на установках "Спомаш" (Польща) і "Альфа-Лаваль", що включають дезодоратори барботажного типу у вигляді вертикальної тарілчастої колони з висотою шару олії на тарілці 30-50 см, проводять при температурі 200-230 °С. Дезодоратори мають вузли вловлювання погонів, що дозволяє сполучати дезодорацію з відгоном вільних жирних кислот. Продуктивність цих установок відповідно 100 і 150 т.

Виморожування - процес видалення воскоподібних речовин, які переходять у олію з насінних і плодових оболонок олійних рослин. Виморожування проводять на початку або після рафінації. Сутність процесу виморожування полягає в охолодженні олії до температури 10-12 °С и наступній витримці при цій температурі при повільнім перемішуванні для утвору кристалів воску. Потім олію підігрівають до 18-20 °С для зниження в'язкості й фільтрують. Профільтрована олія прозора, не каламутніє при охолодженні навіть до 5 °С.

Особливістю рафінації бавовняної олії є попереднє виведення госсиполу антраніловою кислотою. При цьому утворюється осад антранілату госсиполу, який відокремлюють від олії, а олію направляють на подальшу обробку [7].

4 КЛАСИФІКАЦІЯ ТА АСОРТИМЕНТ РОСЛИННИХ ОЛІЙ