Растительные масла получают извлечением из растений масличного сырья

Наша промышленность использует горизонтальные ленточные  экстракторы МЭЗ-350, Т1-МЭМ-400, ДС-70, ДС-130, «Луги-100», «Лурги-200», ковшовые экстракторы  «Джанациа», корзиночный экстрактор «Окрим». Более современным является карусельный экстрактор «Экстехник» (Германия), работающий по принципу многоступенчатого  орошения в режиме затопленного слоя. 

При экстракции на ленточном  экстракторе МЭЗ сырье из бункера  подается на движущуюся сетчатую ленту  транспортера, проходит под форсунками и оросителями, орошается последовательно  мисцеллой 

и бензином. Экстрактор имеет 8.ступеней с рециркуляцией  мисцеллы и соответственно 8 мисцеллосборников. 

После экстракции мисцелла содержит до 1% примесей, и ее направляют на ротационные дисковые или патронные  фильтры для очистки. 

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. 

РАФИНАЦИЯ ЖИРОВ 

Это процесс очистки  жиров и масел от сопутствующих  примесей. К примесям относятся следующие  группы веществ: сопутствующие триглицеридам  вещества, переходящие из доброкачественного сырья в масло в процессе извлечения; вещества, образующиеся в результате химических реакций при извлечении и хранении жира; собственно примеси  — минеральные примеси, частицы  мезги или шрота, остатки растворителя или мыла. 

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

Рафинированные жиры легче 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. 

Последовательность  процессов рафинации и получаемые при этом виды масла представлены на рис. 7.2. 

Все методы рафинации  делятся на: физические — отстаивание, центрифугирование, фильтрация, которые  используются для удаления механических частиц и коллоидно-растворенных веществ; химические — сернокислая и щелочная рафинация, гидратация, удаление госсипола, которые применяются для удаления примесей, образующих в маслах истинные или коллоидные растворы с участием удаляемых веществ в химических реакциях; физико-химические — отбеливание, дезодорация, вымораживание, которые  используются для удаления примесей, образующих в маслах истинные растворы без химического изменения самих  веществ. 
 

 Физические методы. Механические примеси (частицы  мезги и жмыха) не только  ухудшают товарный вид жира, но  и обусловливают ферментативные, гидролитические, окислительные  процессы. Белковые вещества способствуют  протеканию реакции Майара (меланоидинообразования) 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 отстаиваний масла происходит выделение  из него части коллоидно-растворенных веществ — фосфоли-пидов, слизей, белков за счет их коагуляции. Масло  после отделения осадка становится прозрачным. На промышленных предприятиях для отстаивания применяются  механизированные двойные гущеловушки  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 Al-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—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 мыловарение. 

Химические методы. Гидратация — процесс обработки  масла водой для осаждения  гидрофильных примесей (фосфатидов, фосфопроте-идов). 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 (подсолнечное и арахисовое — до 45—50 °С), 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» и «Вестфалия» (Германия), «Альфа-Лаваль» (Швеция). 

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 удаляется отстаиванием или центрифугированием. 

Процесс щелочной нейтрализации  состоит из следующих операций: обработка  фосфорной кислотой для разрушения негидратируемых фосфатидов; нейтрализация  щелочью; первая промывка водой температурой 90—95 °С для удаления мыла; вторая промывка водой; обработка лимонной кислотой для удаления следов мыла; 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  сконическим 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: 

•   с применением  сепараторов для отделения масла  от соапстока под действием центробежных сил; 

•  с разделением  фаз в, мыльно-щелочной среде, при  котором тонкодиспергированный  жир пропускают через раствор  щелочи, образующееся мыло растворяется в щелочи, нейтрализованный жир всплывает  и отводится из аппарата; 

•   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 кислот5 жиры осветляются, удаляются механические примеси. В  маслах, рафинированных щелочью, наличие  осадка не допускается. 

Физико-химические методы. Отбеливание — процесс извлечения 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 вещестй  и самих масел.               i 

В промышленности Используют способы периодического и непрерывного действия дезодорации жира. 

Периодический способ. Основным методом дезодорации является отгонка вкусоароматических веществ  в токе водяного пара — дистилляция. 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 250-350 °С отгоняют вкусоаромати-ческие вещества. Производительность дезодораторов  периодического действия в среднем 25 т/сут. 

Непрерывные способы  дезодорации жира осуществляются как  на отечественных, так и 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 80 т/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—12 °С и последующей выдержке при  этой температуре при медленном  перемешивании для 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. 

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