Технологический процесс производства масла растительного

Технологический процесс производства масла растительного 

Введение                                

Растительные масла - важнейшие пищевые продукты. Их питательная ценность

определяется высоким  содержанием триглицеридов высших жировых кислот,

фосфатидов, стеринов, токоферолов.

Вытяжка масла  из растительного сырья осуществляется в данное время двумя

средствами: прессованием и экстракцией.

Прессование представляет собой механическое выдавливание масла  на шнековых

прессах. Прессование  может быть одноразовое и двукратное - из предыдущих и

окончательным выдавливанием  масла.

Метод экстракции, основанный на растворении масла  в  органических

растворителях, используется для прямой экстракции и для экстракции с

одноразовым предыдущим выдавливанием масла на шнековых прессах. Последний

является наиболее распространенным, экономичным, позволяет  получать высокое

качество масла  и обезжиренного остатка –  шрота. На страницах этой работы мы и

рассмотрим этот метод.

                    1.Схема производственного процесса                   

Для обезжиривания  большинства маслосодержащих семян, масло, прежде всего,

выделяют прессованием, а потом направляют на конечную вытяжку, путем

экстракции: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

    

 

    

    

 

    

 

Рис. 1.1. Схема вытяжки растительного масла экстракцией с предшествующим

выдавливанием масла  на шнековых прессах

             2.Технико-экономические характеристики процесса            

На предприятии  масложировой промышленности, производящего  вытяжку

растительного масла из семян подсолнечника, за одну 10-ти часовую смену

(T=10 ч) изготовляется 1000 кг (m=1000 кг) рафинированного масла.

Перерабатывающая  техника функционирует в течение 8-ми часов (t=8 ч) за

одну смену, ее мощность составляет 70 кВт (N=70 кВт), в цеху занято 4

человека

(n=4 чел.). Произведем расчеты:

     2.1. Расчет трудоемкости процесса:

     A = n ∙ T = 4 ∙ 10 = 40 чел.  ∙ ч 

     a = A/m = 40/1000 = 0,04 чел. ∙  ч/кг

     2.2. Расчет энергоемкости  процесса:

     E = N ∙ t = 70 ∙ 8 = 560 кВт ∙ ч

    e = E / m = 560 / 1000 = 0,56 кВт ∙ ч/кг

Из этих вычислений мы видим, что:

на изготовление 1000 кг масла, за 10-ти часовую смену  затрачено 40

человеко-часов (A=40 чел. ∙ ч),   на изготовление 1 кг масла –

0,04 человеко-часа

(a= 0,04 чел. ∙ ч/кг). За 8 часов работы перерабатывающей техники,

на изготовление 1000 кг растительного масла затрачено 560 кВт ∙ ч (E=

560 кВт ∙ ч), на производство 1 кг – 0,56 кВт ∙ ч/кг (e=

0,56 кВт ∙ ч/кг).

             3. Схематическое изображение процесса рафинации            

Для очищения масел от разнообразных примесей используется рафинация. Методы

рафинации разделяют  на физические, химические и физико-химические. Твердые

частицы изымаются  физическими методами. К ним относятся  отстаивание,

фильтрование и  проводятся они при первичном очищении масла. Химические

средства рафинации (гидратация и щелочная рафинация) служат для изъятия

фосфолипидов, свободных  жирных кислот. Физико-химические методы

(адсорбционная  рафинация и дезодорация) предназначенные  для изъятия красящих,

вкусовых и ароматных веществ.

    

 

Рис. 3.1. Схема полной рафинации растительных масел

                                Заключение                               

В потреблении  растительных масел в Украине  преобладает подсолнечное масло,

которое используется населением как один из основных продуктов  питания, а

также выступает  в качестве сырья для получения маргариновой продукции.

Масложировая промышленность также производит майонез, глицерин, мыла и моющие

средства на жировой  основе, олифы и некоторые другие продукты, использующие в

качестве сырья  растительные масла.

Следует отметить, что 90% населения отдают предпочтение именно подсолнечному

маслу. Еще в  советское время большинство  украинцев привыкли к

нерафинированному маслу желтого, почти оранжевого оттенка с запахом жареных

семечек. Эту традицию поддерживает и украинский ГОСТ, серьезно отличающийся

от мирового стандарта: два важнейших показателя - кислотное  и перекисное

число - на Украине  выше в несколько раз. В настоящее  время жители крупных

городов предпочитают покупать рафинированное масло, которое  не имеет ни

вкуса, ни запаха.

Остальные виды растительных масел - кукурузное, рапсовое, оливковое -

зачастую вообще отсутствуют в рационе украинских семей. Зная о полезных

свойствах оливкового масла, они не в состоянии его  купить (оливковое масло в

среднем в 7 - 10 раз  дороже подсолнечного). Последние годы потребитель стал

привыкать к смешанным  маслам, то есть смесям соевого, рапсового  и

подсолнечного. Примерно 15% бутилированного масла в потреблении  занимают

именно эти растительные масла. 
 
 
 

Основы прочеса  адсорбционной рафинации масел  и жиров и применяемые адсорбенты

Природные масла  и жиры всегда содержат пигменты, окрашивающие их в специфический цвет. Так, присутствующие в масле каротиноиды придают  им окраску от желтого (ксантофиллы) до красного цвета (каротины), особенно (b-каротин), хлорофиллы – зеленую, госсипол в хлопковом масле – темно-коричневую окраску.

Каротиноиды достаточно устойчивы к щелочам, поэтому в большей своей части сохраняются в нейтрализованных маслах. Незначительное осветление происходит в результате адсорбции каротиноидов соапстоком только при нейтрализации концентрированными растворами щелочей. Каротиноиды активно адсорбируются на поверхности твердых адсорбентов, это свойство положено в основу технологии удаления их из масел.

Хлорофиллы, в отличие  от каротиноидов, взаимодействуют со щелочью, омыляются с образованием ряда соединений, в том числе и щелочных солей хлорофиллов, однако щелочной рафинацией нельзя полностью удалить хлорофиллы из масла.

Эти две группы пигментов  в основном присутствуют в маслах совместно, их соотношение и определяет специфическую окраску масла. Так, в подсолнечном, соевом и некоторых других маслах в большом количестве присутствуют каротиноиды, маскируя цвет хлорофиллов, придавая маслу окраску от красного до желтого цвета. В рапсовом, льняном и других подобных маслах, наоборот, превалирует окраска, имеющая зеленый оттенок из-за содержания в большем количестве хлорофиллов.

В хлопковом масле  много других пигментов, в том  числе каротиноидов и хлорофиллов, но специфическую его окраску  от коричневой до черной определяет госсипол и всевозможные формы его изменений и превращений.

Так как рафинированные масла и саломасы, приготовленные на их основе, должны быть светлыми, возникает необходимость дополнительной их обработки для снижения цветности. Это особенно важно при выработке маргарина, так как используют специальные красители, придающие этому продукту цвет, свойственным летнему сливочному маслу.

Помимо основного  назначения адсорбционной очистки (удаление пигментов) она решает не менее  важные задачи разрушения и удаления из масел продуктов окисления, следов фосфорсодержащих веществ, снижения остаточного содержания металлов.

Для удаления из масел  окрашивающих соединений в технологии рафинации используют метод адсорбционной очистки. Обработка высокодисперсными адсорбентами становится важнейшей стадией очистки растительных масел, природных и гидрированных жиров и жирных кислот от пигментов, следовых количеств фосфолипидов, соединений серы, солей жирных кислот (мыл со щелочными и другим металлами), а также основных продуктов окисления.

Адсорбция – это процесс концентрирования вещества из раствора или газа на поверхности твердого тела или жидкости. Адсорбция происходит под действием молекулярных сил на поверхности адсорбента и ведет к уменьшению свободной поверхностной энергии.

Прочность связывания и избирательность адсорбции  зависят от природы и строения адсорбируемых веществ, природы  и строения адсорбента. Неполярные (малополярные) соединения нормального строения лучше адсорбируются на неполярных адсорбентах (отбельная земля Bent Actigel), например углях, в то время как молекулы с разветвленными цепями или непредельными связями и другие более полярные соединения лучше адсорбируются на полярных адсорбентах (отбельная земля Suprefast M1FF и адсорбент F 160).

Природа и строение окрашивающих веществ в жирах  различны, однако они все обладают определенной степенью полярности, поэтому для адсорбционной рафинации обычно применяют полярные адсорбенты, обладающие достаточной избирательностью и активностью. Для этой цели используют специальные активные отбеливающие глины, получаемые из природных бентонитовых глин (алюмосиликатов), активированные минеральными (серной, соляной) кислотами, реже – активированные угли и др. В последние годы используют высокоактивные адсорбенты.

Основными компонентами бентонитовых глин являются минералы монтмориллонит и бейделит. Схематично структура природного алюмосиликата на примере ячейки монтмориллонита выглядит следующим образом:

Одна часть ячейки — I состоит из водородного иона, присоединенного к комплексному иону алюминия. Такая комбинация создает на поверхности кислотное соединение HАlO₂. Другая часть ячейки — II состоит из гидроксида кремния, связанного с кислородом кислотного комплекса алюминия. Эти активные центры и обеспечивают прохождение основных процессов отбеливания.

Установлено, что адсорбционной (отбеливающей) способностью обладают только алюмосиликаты, содержащие обменные катионы Al³⁺, H⁺, и природа активных центров связана с этими компонентами.

Адсорбция красящих веществ, фосфолипидов, остатков мыла и других соединений протекает преимущественно как хемосорбционный процесс, в котором большую роль играет водородная связь. Эти связи могут образовываться не только непосредственно с алюмосиликатным скелетом, но и с адсорбированными на его поверхности веществами, в первую очередь с водой. Поэтому оптимальное количество воды на поверхности адсорбента играет положительную роль.

Адсорбенты, применяемые  в масложировой промышленности, должны удовлетворять следующим требованиям:

иметь высокую адсорбционную  емкость и активность, чтобы при  меньшем количестве адсорбента достичь при отбеливании высокого эффекта;