А вы знаете, что Россия является одним из мировых лидеров не только по добыче нефти, но и по производству подсолнечного масла? Я тоже узнал об этом с удивлением. Чтобы выяснить, как из семечек добывается такой необходимый в кулинарии продукт, я съездил в Воронеж, на один из крупнейших заводов России по производству подсолнечного масла.
Сегодня в специальном репортаже для рассказ о том, как из семечек выжимается подсолнечное золото.
Перед основным рассказом узнаем об истории возникновения подсолнечного масла.
Как гласит википедия, эволюция подсолнечника как культурного растения произошла в Российской империи, и промышленное производство связано с именем Даниила Бокарева. В 1829 году он изобрел способ получения масла из семян подсолнечника. Через четыре года в 1833 году в слободе Алексеевка, Воронежской губернии (ныне Белгородская область) купцом Папушиным при содействии Бокарёва был построен первый в России маслобойный завод. В 1834 году Бокарёв открыл собственную маслобойню. В 1835 году начался экспорт масла за границу. К 1860 году в Алексеевке было около 160 маслобойных заводов.
Заводы по производству подсолнечного масла строят в непосредственной близости от места произрастания подсолнечника, то есть в основном в черноземных или в южных районах России. Это делается не только для того, чтобы было удобно транспортировать семечки на завод, но и по экономическим причинам - семена подсолнечника весят совсем немного по сравнению с конечным продуктом, и возить их на дальние расстояния нецелесообразно.
Завод, который производит известную в России марку подсолнечного масла "Олейна" был построен не так давно, в 2008 году. Однако за небольшой срок компания заняла лидирующие позиции среди производителей подсолнечного масла.
1
А мы пожалуй пойдем на производство и выясним как все-таки делают подсолнечное масло.
Все начинается здесь. Перед въездом на завод стоит такой домик с навесом. Это лаборатория, куда подъезжает грузовик с семенами. Тут определяют качество поступающих семян на завод (сорность, влажность, масличность, зараженность вредителями и т.д.) Если семена не отвечают требованиям, то их увозят обратно к производителю. Перед въездом на завод стоят десятки таких грузовиков с прицепами.
2
Потом грузовик с семенами взвешивают.
3
После чего необходимо выгрузить семена. Происходит это следующим образом - грузовик заезжает на специальный подъемник, где фиксируется цепями, затем он поднимается под углом, и семена выгружаются в специальную емкость. Оттуда они по транспортным лентам отправляются на очистку от сора и если это необходимо, то на сушилку для подсушивания. И уже семена можно передавать на хранение в силоса (хранилища).
4
Огромные цилиндрические емкости на фото и есть те самые хранилища. Здесь семена хранятся при определенной температуре. Чем выше масличность семян, тем больше выход масла.
5
На территории завода много различных емкостей. Одни для того, чтобы хранить семена, другие - для хранения переработанного сырья - жмыха, шрота. Что это такое я расскажу далее.
6
Кстати, шрот выглядит так.
7
Идем дальше. Движение по территории завода организовано строже, чем в ПДД: везде стоят запрещающие знаки, а пешеходам разрешено ходить по территории завода только по выделенной полосе.
8
У завода есть своя железнодорожная ветка. Отсюда переработанное сырье (масло, шрот) уходит в различные регионы.
9
Но вернемся к производству. По транспортным лентам готовые к переработке семена поступают на первый этап производства.
10
В цехе переработке семян происходит обрушивание (разрушение кожуры) семян и отделение её от ядра
11
Обрушивание происходит в этих аппаратах. С помощью центробежной силы семена разбиваются о бичи, в результате получается рушанка (ядро и лузга). Затем ядра отделяются от лузги и каждая часть отправляется своим путем на дальнейшую переработку.
12
13
Ядро направляется на влаготепловую обработку в жаровни, где нагреваясь до 90С подготавливается для отжима масла в прессах. На этом этапе получается прессовое масло, которое после фильтрации отправляется на временное хранение, а полученный твердый и еще масличный жмых передается на следующую стадию.
15
Характерный вкус масла после горячего отжима напоминает поджаренные семечки подсолнечника. Масла, полученные горячим прессованием, интенсивнее окрашены и ароматизированы за счет продуктов окисления, которые образуются во время нагревания. А подсолнечное масло холодного отжима получают из мятки без прогрева. Преимущество такого масла - сохранение в нем большей части полезных веществ: антиоксидантов, витаминов, лецитина. Отрицательный момент - такой продукт не может долго храниться, быстро мутнеет, прогоркает и становится опасным для здоровья.
Жмых, остающийся после отжима масла, для более глубокого извлечения масла передается на экстракцию. или используется в животноводстве. Подсолнечное масло, полученное методом отжима, называют прессовым, поскольку после отжима его только отстаивают и фильтруют. Такой продукт обладает высокими вкусовыми и питательными свойствами.
На фото я держу кусок жмыха.
16
Хипстерам вход воспрещен!
17
В этом здании находятся аппараты по рафинации (очистке) масла от сопутствующих органических примесей. Масло, подвергнутое рафинации, практически не имеет цвета, вкуса, запаха. Процесс очистки состоит из нескольких этапов.
18
На первой стадии происходит удаление фосфатидов или гидратация - обработка небольшим количеством горячей - до 70 °С воды. В результате фосфолипиды становятся не растворимыми в масле и выпадают в осадок, после чего отделяются на центробежных сепараторах. , Фосфолипиды полезные вещества, но не стабильны в масле. Во время хранения они образуют осадок в масле и масло начинает прогоркать, а при жарке на сковороде они горят.
Рафинированное масло имеет чуть меньшую биологическую ценность, чем сырое, так как при гидратации удаляется часть фосфатидов, но зато хранится дольше. Такая обработка делает растительное масло прозрачным, после чего оно называется товарным гидратированным.
На второй стадии масло отбеливают. Отбеливание — обработка масла адсорбентами природного происхождения (чаще всего специальными глинами), поглощающими красящие компоненты, после чего масло осветляется. Пигменты переходят в масло из семян и также грозят окислением готового продукта. После отбелки масло становится светло-желтого цвета.
Инструменты для поддержания в рабочем состоянии аппаратов для фильтрации масла.
20
После отбелки масло направляется в секцию вымораживания. Вымораживание - удаление воска из масла. Воском покрыты все семена, это своеобразная защита от природных факторов. Воск придает маслу мутность и тем самым портит его товарный вид. Процесс очистки в этом случае происходит при охлаждении масла до температуры 8-10 С и добавлением целлюлозы (природного происхождения), после выдержки масла при такой температуре и последующей фильтрации, масло получается прозрачным.
Дезодорация - удаление свободных жирных кислот и ароматических веществ путем воздействия на подсолнечное масло горячим острым паром при высоких температурах в условиях глубокого вакуума. Во время этого процесса удаляются пахучие вещества и свободных жирных кислот, которые характеризуют качество масла. Кроме этого при дезодорации удаляются одорирующие вещества, которые придают вкус и запах маслу, а также пестициды.
Удаление вышеуказанных, нежелательных примесей приводит к возможности увеличения срока хранения масла. Пройдя все этапы, растительное масло и становится обезличенным - без цвета, вкуса, запаха. Из такого продукта изготавливают маргарин, майонез, кулинарные жиры, применяют при консервировании, а также для жарки.
21
После всех кругов ада очистки, масло попадает в эти огромные емкости. Извините, что в очередной раз употребляю слово "огромные", но масштабы производства такие, что здесь все огромное).
22
К отдельным заказчикам масло поедет в цистерне.
23
О процессе производства масла и его очистки мы узнали, теперь пойдем на заключительный этап - в цех бутилирования.
Увидев этот слоган мне на ум пришла другая сфера деятельности человека, которую не буду сейчас озвучивать. А у вас какие ассоциации?
25
Но перед посещением цеха необходимо надеть халаты, шапочку, бахиллы и помыть руки. Практически на всех пищевых производствах такие правила.
26
Запомните эти правила.
27
Бутылки, в которые будет разливаться масло делаются как и все пластиковые бутылки из таких преформ. Для бутылок разных емкостей преформы разные.
28
Они загружаются в этот контейнер, он перемещает преформы в выдувную машину, которая при нужной температуре выдувает из нее бутылку.
29
Это происходит так:
30
31
Вот такое простое волшебство.
32
И попадает в следующий аппарат, где заливается масло. Кстати, масло поступает сюда по трубам из тех самых емкостей в 500 и 800 кубометров.
34
Бутылка закручивается крышкой и продолжает путь.
35
36
На следующем этапе бутылка оклеивается этикеткой.
37
38
Попутно аппараты выявляют неправильно оклеенные бутылки или не соответствующие требованиям - без крышки и т.п. Они отбраковываются.
39
40
Увидел интересный знак, что он означает не знаю. Может кто-нибудь подскажет?
41
Затем бутылки собираются в кучку, чтобы аппарат с присосками мог за один раз наполнить ящик.
42
Для транспортировки их складывают в несколько рядов и обертывают полэтиленом.
44
После чего электрокары помещают палету с ящиками на стеллаж, в ожидании путешествия масла в магазины.
Мощности завода позволяют обрабатывать 540 000 тонн сырья и производить свыше 200 миллионов бутылок подсолнечного масла в год.
45
Напоследок покажу наглядно все этапы производства масла в трех картинках.
46
47
48
49
Теперь и вы знаете, как получают подсолнечное масло. Надеюсь у вас хватило сил дочитать до конца)
Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите на адрес ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят тысячи читателей сайта
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Растительные масла – сложные смеси органических веществ – липидов, выделяемых из тканей растений (оливки, подсолнечник, соя, рапс и др.). По своему составу липиды делятся на две группы: простые и сложные. Основными компонентами простых липидов являются жиры, составляющие до 95…97 % липидов. В состав жиров входят в основном триглицериды – вязкие жидкости или твердые вещества с низкой (до 40 °С) температурой плавления, без цвета и запаха, легче воды (при 15 °С плотность 900…980 кг/м 3), нелетучие. Они хорошо растворимы в органических растворителях и нерастворимы в воде. Жиры содержат также насыщенные и ненасыщенные кислоты и воски. Важными компонентами сложных липидов являются фосфолипиды.
Растительные жиры и масла являются обязательными компонентами пищи, источником энергетического и пластического материала для человека, поставщиком необходимых для него веществ, которые участвуют в регулировании обмена веществ, кровяного давления, выделении из организма избыточного количества холестерина и др. Наиболее важными компонентами жиров являются полиненасыщенные кислоты – линолевая и линоленовая. Они не синтезируются в организме человека и получили название незаменимых или эссенциальных кислот. Длительное ограничение в питании незаменимых жирных кислот приводит к физиологическим отклонениям: нарушается деятельность центральной нервной системы, снижается иммунитет организма, сокращается продолжительность жизни. Но избыточное потребление жиров также нежелательно, оно приводит к ожирению и сердечно-сосудистым заболеваниям.
В России выпускают следующие виды растительных масел: рафинированное (дезодорированное и недезодорированное), гидратированное (высший, I и II сорта), нерафинированное (высший, I и II сорта). В торговую сеть и на предприятия общественного питания необходимо направлять только рафинированное дезодорированное масло, которое упаковывают в стеклянные или пластмассовые бутылки.
Согласно стандарту в готовом масле определяют физико-химические показатели допустимого содержания вредных веществ, количества влаги, значений кислотного и йодного чисел и др., а также органолептические показатели: прозрачность, запах и вкус.
Рекомендуемое содержание жиров в рационе человека составляет в среднем 100…108 г в сутки, в том числе непосредственно в виде жиров 50…52 г. Оптимальный химический состав пищи по жирам обеспечивается при использовании в рационе 1/3 растительных и 2/3 животных жиров.
Сырьем для производства растительных масел служат в основном семена масличных культур, а также мякоть плодов некоторых растений. По содержанию масла семена подразделяют на три группы: высокомасличные (свыше 30 % – подсолнечник, арахис, рапс), среднемасличные (20…30 % – хлопчатник, лен) и низкомасличные (до 20 % – соя). В России основной масличной культурой является подсолнечник. В производство поступают семена подсолнечника с масличностью 40…50 %, влажностью 6…8 %, содержанием сорных примесей не более 3 %.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Переработка семян подсолнечника в растительное масло предусматривает реализацию процессов обрушивания и измельчения семян, гидротермической обработке мятки, извлечения и рафинации масла.
О б р у ш и в а н и е с е м я н п о д с о л н е ч н и к а. Запасы масла в тканях масличных семян распределены неравномерно: главная часть сосредоточена в ядре семян – в зародыше и эндосперме. Плодовая и семенная оболочки содержат относительно небольшое количество масла, имеющего другой (худший по пищевой ценности) химический состав. В связи с этим оболочки отделяют от основных маслосодержащих тканей путем разрушения покровных тканей семян – обрушивания и последующего разделения полученной смеси – рушанки на ядро и лузгу.
Важнейшее требование к операции обрушивания – разрушение оболочки не должно сопровождаться измельчением ядра. Качество рушанки характеризуется содержанием в ней нежелательных фракций – целых и частично разрушенных семян, так называемые целяк и недоруш, раздробленного ядра (сечки) и масличной пыли. Наличие таких фракций увеличивает засоренность (лузжистость) ядра, повышает потери частиц ядра с отделяемой лузгой.
Разделение рушанки на ядро и лузгу основано на различии в их размерах и аэродинамических свойствах. Поэтому сначала получают фракции рушанки, содержащие частицы ядра и лузги одинакового размера, а затем в потоке воздуха рушанку разделяют на ядро и лузгу. Качество операции разделения рушанки оценивают по величине остаточного содержания лузги в готовом ядре и потерями масла с отделяемой лузгой.
И з м е л ь ч е н и е с е м я н. Масло содержится во внутриклеточной структуре ядра семян, которые для выделения масла необходимо разрушить. Требуемая степень измельчения достигается путем воздействия на обрабатываемый материал механических усилий, производящих раздавливающее, раскалывающее, истирающее и ударные действия. Обычно измельчение достигается сочетанием нескольких видов указанных усилий.
Полученный после измельчения полуфабрикат называется мяткой и отличается очень большой удельной поверхностью, так как помимо разрушения клеточных оболочек при измельчении нарушается также внутриклеточная структура маслосодержащей части клетки, значительная доля масла высвобождается и сразу же адсорбируется на поверхности частиц мятки.
Хорошо измельченная мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, проходящих через сито с отверстиями 1 мм, не должна содержать целых, неразрушенных клеток, и в то же время содержание очень мелких (мучнистых) частиц в ней должно быть невелико. Конечным результатом операции измельчения является перевод масла, заключенного в клетках семян, в форму, доступную для дальнейших технологических воздействий.
Г и д р о т е р м и ч е с к а я о б р а б о т к а м я т к и. Масло, адсорбированное в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается значительными поверхностными силами. Эти силы можно существенно ослабить при увлажнении и последующей тепловой обработке мятки.
Интенсивное кратковременное нагревание мятки с одновременным увлажнением способствует равномерному распределению влаги в мятке и частичной инактивации гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла. Затем мятку нагревают и высушивают. В результате такой обработки мятка превращается в мезгу, подготовленную к отжиму масла.
И з в л е ч е н и е м а с л а. В практике производства растительных масел существуют два принципиально различных способа извлечения масла из растительного маслосодержащего сырья: механический отжим масла – прессование и растворение масла в легколетучих органических растворителях – экстракция. Эти два способа производства растительных масел используются либо самостоятельно, либо в сочетании одного с другим.
В настоящее время для извлечения масла сначала используют способ прессования, при котором получают ¾ всего масла, а затем – экстракционный способ, с помощью которого извлекают остальное масло.
Масло отжимается в шнековых прессах различных конструкций. Давление, развиваемое шнековым прессом, достигает 30 МПа, степень уплотнения (сжатия) мезги 2,8…4,4 раза. При этом частицы мезги сближаются, масло отжимается, а прессуемый материал уплотняется в монолитную массу-жмых.
Прессовым способом невозможно добиться полного обезжиривания мезги, так как на поверхности частиц жмыха, выходящего из пресса, всегда остаются тонкие слои масла, удерживаемые поверхностными слоями, во много раз превышающими давление, развиваемое современными прессами. Даже на прессах, работающих с максимальным съемом масла и развивающих высокое давление, получают жмых масличностью 4…7 %.
Экстрагирование – извлечение масла из жмыха, производимое с помощью растворителей. В качестве растворителей для экстрагирования растительных масел применяют экстракционный бензин и нефрас с температурой кипения в пределах 63…75 °С. Масло, которое находится на поверхности вскрытых клеток, при омывании бензином легко растворяется в нем. Значительное количество масла находится внутри невскрытых клеток или внутри замкнутых полостей (капсюль). Извлечение этого масла требует проникновения растворителя внутрь клетки и капсюль и выхода растворителя в окружающую среду. Процесс этот происходит за счет молекулярной и конвективной диффузии.
В результате экстракции получают раствор масла в растворителе, называемый мисцеллой, и обезжиренный материал – шрот.
Для удаления из мисцеллы механических примесей ее фильтруют. После этого она состоит из легкокипящего растворителя и практически нелетучего масла. В масложировой промышленности операцию отгонки растворителя называют дистилляцией. При относительно невысоких концентрациях масла в мисцелле процесс удаления растворителя вначале сводится к обычному процессу выпаривания. По мере повышения концентрации масла температура кипения мисцеллы очень быстро возрастает. В связи с этим для снижения температуры отгонки и ускорения процесса применяют отгонку растворителя под вакуумом, а также с водяным паром.
Р а ф и н а ц и я м а с л а. Рафинацией называют процесс очистки масла от нежелательных групп липидов и примесей. Вследствие разнообразия физических и химических свойств липидов, входящих в состав природных масел и жиров, современная рафинация представляет собой комплексный процесс, включающий последовательную цепь технологических операций, отличающихся по характеру химических и физических воздействий на удаляемые группы липидов.
Объем и последовательность операций при рафинации зависят от вида и назначения масла. Гидратация применяется для удаления из масла с помощью воды группы веществ с гидрофильными свойствами (фосфолипиды, слизистые и белковые вещества), которые при хранении масла выпадают в осадок. Нейтрализация масла щелочью позволяет очистить его от свободных жирных кислот, способных к омылению. Охлаждение масла необходимо для вымораживания восков и отделения их кристаллов. Дезодорация масел представляет собой дистилляционный процесс удаления летучих веществ, определяющих запах и вкус масла, а также чужеродных соединений, ядохимикатов и токсичных продуктов.
При выполнении всех перечисленных операций происходят изменения химического состава и физического состояния нежелательных веществ, в результате которых они превращаются в твердые частицы и взвеси. Их можно удалить из масла различными физическими методами механической рафинацией: фильтрацией, отстаиванием и центрифугированием.
Обязательное условие применяемых технологических операций – это сохранение, имеющей пищевую ценность, триацилглицериновой части масла в нативном состоянии.
Полная рафинация необходима при получении салатного масла, поступающего для непосредственного употребления в пищу, для масел и жиров, используемых при производстве маргарина, кондитерских, кулинарных жиров и майонеза.
Шрот, полученный в результате экстракционной обработки жмыха, также очищают от растворителя методом отгонки и используют в качестве корма для животных. Из шрота по специальной технологии можно извлекать пищевой белок.
При гидратации подсолнечного масла высшего и I сорта получают пищевой фосфатидный концентрат, содержащий 40…70 % поверхностно-активного вещества – лецитина и используемый в качестве эмульгатора, а при гидратации масла II сорта производят кормовой фосфатидный концентрат.
Соапсток, образующийся при щелочной нейтрализации масла, применяется в производстве мыла.
Стадии технологического процесса. Производство растительного масла из семян подсолнечника состоит из следующих стадий и основных операций:
– приемка семян и очистка их от примесей;
– обрушивание семян, разделение ядра и лузги;
– измельчения семян и гидротермическая обработка мятки;
– прессование мезги и очистка прессового масла;
– структурирование жмыха и экстрагирование из него масла;
– дистилляция мисцеллы;
– рафинация масла: гидратация, нейтрализация, дезодорация, охлаждение, механическая очистка примесей;
– отгонка растворителя из шрота;
– упаковывание готового масла в потребительскую и транспортную тару.
Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для очистки семян, состоящего из весов, силосов, сепараторов, магнитных уловителей, расходных бункеров, норий и конвейеров.
Следующий комплекс оборудования для получения ядра семян, в состав которого входят центробежные рушильные машины, семеновейки, аспирационные системы, рассев, нории и конвейера.
Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для получения прессового масла, включающий вальцовые мельницы, инактиватор, маслоотжимной пресс, фильтры и насосы, а также оборудование для измельчения форпрессового жмыха и окончательного отжима из него масла.
В состав комплекса оборудования для получения экстракционного масла входят дробилка и плющильный станок для форпрессового жмыха, экстрактор, фильтры для мисцеллы, подогреватели и дистилляторы, холодильник для масла, конвейеры, насосы и емкости, оборудование для отгонки растворителя из шрота, а также оборудование для очистки растворителя.
Комплекс оборудования для полной рафинации масла содержит гидрататор, нейтрализатор, отбельный и сушильный аппараты, фильтры, дезодоратор, насосы и сборники.
В завершающий комплекс линии входят дозирующие устройства, машины для фасования масла и упаковывания продукции в транспортную тару.
Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника представлена на рис. 2.11.
Устройство и принцип действия линии. Семена подсолнечника, поступающие в производство, освобождаются от ферромагнитных примесей на магнитном сепараторе, взвешиваются, затем винтовым конвейером 1 подаются на воздушно-ситовой сепаратор 2 для очистки от минерального и органического сора (рис. 2.11, а).
Крупный сор, идущий сходом с верхнего (сортировочного) сита, винтовым конвейером 5 выводится из производства. Мелкий сор, идущий через нижнее (подсевное) сито и выходящий из циклонов 3 аспирационной системы сепараторов, снабженных вентиляторами 4 , также винтовым конвейером 5 выводится из производства. Содержание масличных примесей в отходящем соре не более 3 %.
Очищенные на ситах от крупного и мелкого сора семена поступают на вибролоток пневмосепарирующего канала сепаратора 2 . При проходе воздуха через поток семян легкие примеси выделяются из массы семян и выносятся воздухом через пневмосепарирующий канал и воздуховоды в осадочное устройство – горизонтальные циклоны. Они предназначены для предварительной очистки воздушного потока от примесей, выделенных из семян подсолнечника в пневмосепарирующем канале сепаратора. Из горизонтальных циклонов легкие примеси через противоподсосный канал поступают на винтовой конвейер 5 .
Воздух, выходящий из горизонтальных циклонов, дополнительно очищается в циклонах 3 , выделенные примеси из которых также выводятся винтовым конвейером 5 .
Очищенные семена подсолнечника из пневмосепарирующего канала скребковым конвейером 6 , норией 7 , винтовым конвейером 9 подаются на обрушивание в центробежные рушильные машины (рушки) 10 . Перед поступлением семян в рушки на самотеке из нории 7 в конвейер 9 установлен магнитный сепаратор (железоотделитель) 8
Семена, получив ускорение на центробежном вращающемся диске, попадают в радиальные направляющие каналы рушки, футерованные вкладышами из износостойкой керамики, откуда выбрасываются на кольцевую деку, ударяются о нее острым или тупым концом семени (т.е. получают удар по наиболее слабому направлению – вдоль длинной оси семени, что в основном и обеспечивает лучший эффект обрушивания). При ударе о деку наибольшая часть семян обрушивается и в виде рушанки поступает в цилиндрическое сито, расположенное внутри циклона рушки. При движении рушанки, вниз по ситу, происходит отделение части масличной пыли из рушанки, которая выводится из рушки винтовым конвейером 14 на винтовой конвейер ядра 22 , где смешивается с ядром.
Обрушенные в рушках семена подсолнечника (рушанка) состоят из целых ядер, их крупных частиц, сечки, масличной пыли, целых семян, недоруша, различного размера лузги и сора (растительного и минерального). Рушанка с содержанием целяка и недоруша до 25 %, масличной пыли до 10 %, сечки до 12 % самотеком поступает в семеновейки 16 15 .
Основное назначение семеновеек заключается в отделении необходимого количества лузги из рушанки при минимальной потере масла с лузгой. Одновременно в семеновейках удаляется и часть оставшегося сора.
В семеновейках происходит разделение на фракции обрушенных семян подсолнечника. Рушанка, пройдя через рассев семеновейки, разделяется на шесть фракций, из которых пять, поступает на вейку, а шестая выводится из машины, минуя вейку. Каждая из пяти фракций продукта, поступившего на вейку, попадает в предназначенную для нее камеру, где происходит провеивание продукта потоком воздуха и отделение лузги от ядра по разности аэродинамических характеристик.
Ядро с лузжистостью не более 12 % из второго-пятого разделов семеновеек 16 винтовыми конвейерами 22 , 48 49 для измельчения. Перед поступлением ядра в вальцовые станки на самотеке из конвейера 22 в конвейер 48 установлен железоотделитель 47 для удаления металлопримесей.
При измельчении ядра подсолнечных семян преследуют основную цель – добиться полного разрушения клеточной структуры ядра, что способствует более полному извлечению масла как прессованным, так и экстракционным способами. Оптимальная влажность ядра, при которой происходит максимальное разрушение клеточной структуры, лежит в пределах 5,5…6,0 %. Повышение влажности ядра по сравнению с указанной ухудшает качество измельчения (помола).
Ядро, попадая в проходы между размольными валками вальцового станка, за счет разности окружных скоростей валков, наличия рифлений на их поверхностях, а также разной величины зазора между валками измельчается, т.е. превращается в мятку.
Мятка (проход через 1 мм сито не менее 60 %) влажностью 5…6 % после вальцовых станков винтовым конвейером 50 подается на прессование.
Недоруш с первых разделов рабочих семеновеек 16 винтовым конвейером 21 , а также недоруш с первых разделов семеновейки для недоруша 35 винтовым конвейером 36 подается для контроля норией 23 , винтовым конвейером 24 в семеновейки 25 , где происходит отделение из него лузги.
Из семеновеек 25 недоруш винтовым конвейером 27 , норией 28 , винтовым конвейром 29 подается на повторное обрушивание на центробежную рушку недоруша 30 . Часть масличной пыли, выделенной из рушанки в центробежной рушке, выводится из нее винтовым конвейером 33 в винтовой конвейер ядра 22 , где происходит смешение масличной пыли с ядром.
а) Рис. 2.11. Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника
Рушанка самотеком поступает в семеновейки для недоруша 35 с помощью скребкового конвейера 34 , разделение в них на фракции происходит также, как в рабочей семеновейке 16 . Ядро винтовыми конвейерами 22 , 48 подается в бункеры для ядра над вальцовыми станками и затем в вальцовые станки 49 . Недоруш из семеновеек 35 соединяется с недорушем из рабочих семеновеек 16 и с помощью нории 23 и винтового конвейера 24 поступает на контроль в семеновейки 25 для отделения лузги. Перевей из семеновеек 35 соединяется с перевеем из рабочих семеновеек 16 и винтовым конвейером 19 , норией 38 , винтовым конвейером 39 подается в семеновейку 40 для контроля перевея с целью отделения лузги. Ядро из нее поступает в винтовой конвейер ядра 22 над вальцовыми станками.
б) Рис. 2.11. (Продолжение)
Лузга с масличностью не более 0,8 % выше ботанической из рабочих семеновеек 16 25 и перевея 40 , семеновеек для недоруша 35 винтовым конвейером 20 , норией 42 , винтовым конвейером 43 направляется на рассевы для контроля лузги 44 , где происходит отделение масличной пыли от лузги. Лузга винтовым конвейером 45 подается в пневмотранспорт лузги и выводится из производства.
Масличная пыль из рассевов 44 винтовым конвейером 46 подается на смешение с мяткой в винтовой конвейер 50 .
Аспирация рабочих семеновеек 10 и 30 осуществляется при помощи вентиляторов 12 и 32 . Масличная пыль осаждается в циклонах 11 и 31 , а затем винтовым конвейером 13 подается в винтовой конвейер мятки 50 .
16 осаждается в циклонах 17 и подается винтовым конвейером 18 также в винтовой конвейер мятки 50 .
Масличная пыль от аспирации рабочих семеновеек 16 , семеновеек для контроля недоруша 25 и перевея 40 и семеновеек для недоруша 35 осаждается в циклонах 17 , 26 , 41 , 37 и подается винтовым конвейером 18 на смешение с мяткой также в винтовой конвейер мятки 50 .
Получение прессового масла на линии осуществляется следующим образом. Мятка поступает в шнековый инактиватор 51 , где подвергается интенсивному нагреву острым паром до температуры 80…85 °С и увлажнению смесью водяного пара и конденсата до 8…9 % через форсунки непосредственно в поток мятки. Перемещаемая шнековыми валками мятка через выпускной патрубок поступает в верхний чан жаровни 52 .
С помощью ножевых мешалок материал постепенно перемешивается и перемещается из чана в чан, подвергаясь дополнительной влаго-тепловой обработке. Влажность мятки доводится до 7…9 %, температура до 100…105 °С. Испаряющаяся при этом влага удаляется из чанов через вертикальный коллектор с помощью вентилятора. Подготовленная в жаровнях мезга питателем подается в отжимные прессы (форпрессы) 53 , где происходит предварительный отжим масла. Отжимаемое масло, содержащее в себе твердые частицы прессуемого материала, которые выносятся потоком через зеерные щели, поступает в поддон станины и далее маслосборным шнеком 64 и норией 65 направляется на очистку.
Для первичной очистки форпрессовое масло поступает в виброклассификатор 66 , откуда предварительно очищенное от крупных взвешенных частиц направляется в маслосборник 67 и затем насосом 68 через напорный коллектор 69 подается на фильтр 70 . Первые, еще мутные, порции фильтрованного масла и оставшееся в фильтрате масло после очистки его фильтровальных поверхностей направляют в емкость 74 , откуда насосом 73 вновь подают в напорный коллектор 69 .
При выработке нерафинированного прессового масла продукт из фильтра 70 подается на охлаждение и последующее фасование. Для получения рафинированного масла из фильтра 70 продукт направляют на гидратацию.
Фильтрованный осадок и осадок из виброклассификатора поступают в накопитель-дозатор 71 , из которого его непрерывно и равномерно перекачивают насосом 72 в экстрактор или жаровню 61 .
Технология обработки форпрессового жмыха зависит от вида выпускаемого масла. Если линия предназначена для выпуска прессового масла, то форпрессовый жмых с пониженным содержанием масла, после грубого измельчения резаками, установленными на валу отжимного пресса, направляется винтовым конвейером 54 и норией 55 для дальнейшего измельчения. Толщина жмыховой ракушки должна быть 7…8 мм, масличность жмыха не более 18 %.
Жмых измельчают на дисковых 56 и вальцовых 57 мельницах. Измельченный форпрессовый жмых по степени измельчения должен быть однородным с содержанием прохода через сито 1 мм не менее 80 %.
Измельченный форпрессовый жмых шнековым конвейером 58 , норией 59 и распределительным шнековым конвейером 60 подается в маслоотжимные агрегаты окончательного прессования. В их состав входят жаровни 61 и отжимные прессы 62 . Масло из прессов 62 направляется в маслосборный винтовой конвейер 64 на первичную очистку.
Толщина жмыховой ракушки, выходящей из пресса, должна быть 5…7 мм, масличность жмыха – не выше 7 %. Из прессов 62 жмых винтовым конвейером 63 подают в склад.
Машинно-аппаратурная схема комплексов оборудования для получения экстракционного рафинированного масла, входящих в состав линии, изображена на рис. 2.11, б.
Форпрессовый жмых элеватором 75 и винтовым конвейером 76 подается на молотковую дробилку 77 . Полученная крупка винтовым конвейером транспортируется на плющильный вальцевый станок 78 и выходит из него в виде лепестков. Толщина лепестка 0,3…0,4 мм, проход через сито 1 мм не более 4 %, влажность 8…9 %. Подготовленный жмых в виде лепестков скребковым конвейером 79 направляется в загрузочную колонну экстрактора 80 .
В экстракторе 80 жмых обезжиривается растворителем (бензином), поступающим в экстракционную колонну. Экстрагирование проходит по принципу противотока, т.е. чистый растворитель, нагретый до 55…65 °С, поступает на наиболее обезжиренный материал, а концентрированная мисцелла – на свежезагруженное сырье. Соотношение экстрагируемого материала и растворителя 1,0: 1,1.
Пройдя экстракционную колонну растворитель опускается книзу, переходит в горизонтальный шнек и поступает в нижнюю часть загрузочной колонны. Поднимаясь вверх, растворитель (бензин) все более насыщается маслом и образует мисцеллу, которая и выходит из экстрактора. Концентрация мисцеллы 20…25 % масла.
Мисцелла из экстрактора 80 сливается в сборник нефильтрованной мисцеллы 81 , откуда насосом 82 подается на дисковый фильтр 83 . Давление на фильтре не выше 0,2 МПа, температура 50…60 °С, содержание механических примесей до фильтра – 0,4 %, после фильтра – не более 0,02 %. Из него мисцелла поступает в сборник фильтрованной мисцеллы 84 .
Шлам из фильтра (осадок) возвращается в нижнюю часть загрузочной колонны экстрактора.
Дистилляция осуществляется в три стадии:
I ступень при температуре 60…85 °С и атмосферном давлении доводит концентрацию масла в мисцелле до 55…60 %;
II ступень при 90…100 °С и атмосферном давлении концентрация масла в мисцелле до 90…95 %;
III ступень при 95…110 °С и разрежении (вакуум) 0,04…0,06 МПа получают масло без растворителя.
Отфильтрованная мисцелла из сборника 84 нагнетается насосом через подогреватель 85 в предварительный дистиллятор I ступени 86 . Частично упаренная мисцелла насосом 87 подается на II ступень дистилляции 88 , откуда высококонцентрированная мисцелла через подогреватель откачивается насосом на III ступень дистилляции в дистиллятор 89 для окончательной отгонки растворителя. Все три дистиллятора обогреваются паровыми рубашками, в дистиллятор 89 также подается острый пар.
Полученное экстракционное масло из дистиллятора 89 непрерывно откачивается насосом через холодильник, охлаждается до 50…60 °С и поступает в сборник 90 . Из него масло насосом 91 подают на гидрогенизацию.
Обезжиренный материал (шрот), содержащий не более 0,8…1,2 % масла, пройдя загрузочную колонну, горизонтальный шнек и экстракционную колонну выгружается из экстрактора 80 через отверстие в верхней части колонны в чанный испарителя (тостер) 92 . Перепуск шрота из чана в чан происходит автоматически с помощью перепускных клапанов. В каждом чане шрот нагревается и подвергается обработке острым паром, что обеспечивает эффективную отгонку растворителя. Из нижнего чана тостера 92 шрот, окончательно очищенный от растворителя, направляется в элеватор (склад).
Растворитель (бензин) из резервуара оборотного растворителя 100 подается в экстрактор 80 насосом через водоосадитель 101 и подогреватель 102 . Пары растворителя из экстрактора 80 поступают в конденсатор 103 . Пары растворителя из дистилляторов 86 , 88 , 89 поступают соответственно на конденсаторы 104 , 105 , 106 .
Пары растворителя и воды с примесью шротовой пыли из чанного испарителя 92 поступают в мокрую шротоловушку 93 , где очищаются распыленной через форсунки горячей водой. Очищенные пары поступают в конденсатор 94 . Промывные воды и шлам из мокрой шротоловушки направляются в испаритель отходящей воды 95 для отгонки из них растворителя, пары которого поступают в конденсатор 96 .
Бензоводный конденсат из конденсаторов 103 , 104 , 105 , 106 , 94 , 96 , 107 , пройдя охладитель конденсата 97 , поступает в водоотделитель 98 , где происходит разделение бензина и воды. Бензин сливается в рабочий бак 99 и далее в резервуар оборотного растворителя 100 . Вода сливается в бензоловушку и далее в канализацию.
Улавливание паров растворителя из паровоздушной смеси осуществляется в масляноабсорбционной установке. Паровоздушная смесь из конденсаторов 103 , 104 , 105 , 106 , 94 , 96 поступает в конденсатор 107 и далее в абсорбер 108 . В верхнюю часть абсорбера 108 насосом 111 дозируются из сборника 110 минеральное масло, предварительно охлажденное в охладителе 109 . Паровоздушная смесь, поднимаясь вверх в абсорбере 108 , орошается стекающим минеральным маслом, насыщая его растворителем. Очищенный от растворителя воздух через огнепреградитель выбрасывается в атмосферу. Обензиненное минеральное масло (насыщенное растворителем) из абсорбера 108 насосом 116 , предварительно подогретое в теплообменниках 114 и 115 , подается в десорбер 112 , где проходит интенсивная отгонка растворителя из минерального масла. Обезжиренное минеральное масло (освобожденное от растворителя) из десорбера 112 насосом 113 через теплообменник 115 возвращается в сборник 110 .
Рафинация подсолнечного масла на описываемой линии выполняется следующим образом. Сырое прессовое и рафинированное масло подается в гидрататор 118 , одновременно из сборника 117 в гидрататор поступает горячая вода. Для проведения гидратации растительное масло обрабатывают небольшим количеством умягченной воды (конденсатом). Количество конденсата для гидратации определяют для однородной партии масла в лабораторных условиях пробной гидратацией.
Гидрататор снабжен рубашкой, необходимой для поддержания оптимальной температуры масла 45…50 °С. В гидрататоре при медленном вращении мешалки происходит коагуляция и формирование хлопьев увлажненных фосфатидов. После заполнения гидрататора и образования хорошо сформированных хлопьев фосфатидов останавливают мешалку и отстаивают масло в течение 1…2 ч. Отстоявшееся масло откачивают по шарнирной трубе в сборник для гидратированного масла 122 . Из сборника масло может быть направлено с помощью насоса в вакуум-сушильный аппарат 123 на сушку либо на щелочную рафинацию в нейтрализатор 125 .
Гидратационый осадок из гидрататора 118 поступает в сборник 119 , откуда насосом 120 подается в горизонтальный ротационно-пленочный аппарат 121 на сушку для получения фосфатидного концентрата.
В вакуум-сушильном аппарате 123 происходит обезвоживание жиров под вакуумом. В аппарате поддерживается остаточное давление 20…40 мм рт. ст. с помощью пароэжекторного вакуум-насоса. Влага, содержащаяся в масле, попадая в зону пониженного давления, интенсивно испаряется и в виде пара отсасывается пароэжекторным вакуум-насосом. Температура масла в аппарате 85…90 °С. Высушенное гидратированное масло направляется на отгрузку потребителю. Масло с повышенным содержанием влаги насосом 124 возвращают в аппарат 123 .
Гидратированное масло из сборника 122 , направленное на щелочную рафинацию, насосом подается в нейтрализатор 125 , где происходит удаление из масла свободных жирных кислот. Масло в аппарате подогревается с помощью паровой рубашки до температуры 45…50 °С при перемешивании мешалкой. В аппарат подается раствор щелочи из сборника 126 и водно-солевой раствор из сборника 127 и происходит дальнейшее перемешивание в течение 20…30 мин. Затем повышают температуру масла до 55…60 °С, перемешивание продолжают до образования хорошо оседающих хлопьев соапстока, который отделяют путем отстаивания. Продолжительность отстаивания до 6 ч. Образовавшиеся в результате нейтрализации свободных жирных кислот мыльные пленки, осаждаясь, попадают в водно-солевой раствор, мыло растворяется, а увлеченный нейтральный жир освобождается. Соапсток жирностью 35 % отводится в специальный бак. Остаточное содержание мыла в масле не более 0,01 %. Масло из аппарата поступает на промывку, сушку и отбелку в аппарат вакуум-промывной отбеливающий 128 . Промывка в аппарате осуществляется горячим конденсатом. Промывка ведется при атмосферном давлении и температуре 75…85 °С до полного удаления мыла. На каждую промывку расходуется 8…10 % воды от массы масла. После промывки масло подвергают сушке, для этого включают мешалку и в аппарате создается вакуум. Сушку ведут при температуре, не превышающей 95 °С, и остаточном давлении 110…160 мм рт. ст. Соблюдение режима сушки гарантирует остаточную влажность порядка 0,2 %.
По окончании сушки перекрывают кран на вакуумной линии, останавливают вакуум-насос, ликвидируют вакуум и, не прекращая перемешивание, перекачивают масло на фильтрацию в фильтр-пресс 129 . Водно-жировая эмульсия отводится в жироловушку.
Рафинированное масло из фильтр-пресса 129 поступает в сборник рафинированного масла 130 , откуда насосом подается в дезодоратор 131 . В нем создается вакуум пароэжекторным вакуум-насосом. Рафинированное масло нагревают в дезодораторе до 100 °С, после чего, не прекращая дальнейшего нагрева, подают в масло через барботер необходимое количество острого (перегретого) пара (до 250 кг/ч), имеющего температуру 325…375 °С. Подъем температуры масла до 180 °С должен продолжаться не более 30 мин. При периодической дезодорации температура процесса не ниже 210 °С. Остаточное давление в аппарате при работе с эжекционной установкой должно быть не более 0,66 кПа.
Для улучшения качества непосредственно в масло в дезодоратор вводят лимонную кислоту в виде 30 % раствора. Продолжительность дезодорации в среднем от 1,5 до 3 ч. Контроль за качеством масла осуществляется органолептически. Если дезодорат не имеет вкуса и запаха, дезодорацию прекращают. По окончании дезодорации масло охлаждают в дезодораторе до 100 °С, после чего дезодорированное масло поступает в охладитель 132 , в котором предварительно создан вакуум, где масло охлаждается до 25…30 °С. При этом образуются и удаляются кристаллы восков. Охлажденное дезодорированное масло насосом подается на фильтрацию на фильтр-пресс 133 , откуда направляется в сборник 134 .
Готовое масло после взвешивания на весах 135 подается в машину 136 для фасования в бутылки, которые затем упаковывают в транспортную тару в машине 137 .
Растительное масло – это один из самых высококалорийных продуктов питания (850-900 ккал в 100 г). Оно является источником витамина Е (токоферола) и незаменимых жирных кислот для организма человека, не содержит холестерина в отличие от жиров животного происхождения.
Качество растительного масла нормируется стандартом по ряду показателей. Органолептические показатели: прозрачность, цвет, запах и вкус. Рафинированное (очищенное) масло должно быть полностью прозрачным, без осадка, светло–желтого цвета. В нерафинированном подсолнечном масле высшего и первого сортов допускается легкая «сетка» над осадком, а второго сорта – легкое помутнение. Запах и вкус должны быть свойственными свежему маслу без постороннего запаха, привкуса и горечи. Масло дезодорированное должно быть без специфического запаха. В подсолнечном масле второго сорта допускается слегка затхлый запах и привкус легкой горечи.
Способы получения растительного масла
Масло из семян масличных культур извлекают двумя основными способами:
механическим, в основе которого лежит прессование измельченного сырья; применяется на маслобойных заводах или на маслобойках сельскохозяйственных предприятий; побочным продуктом является жмых, в котором остается значительное количество масла (8-10 %);
химическим (экстракционным), при котором специально подготовленное масличное сырье обрабатывают органическими растворителями; применяется на маслоэкстракционных заводах; позволяет выделять масло в больших количествах, так как в отходе, называемом шротом, остается не более 1-3 % масла.
Извлечение масла прессованием.
Механический способ получения масла путем прессования масличного материала, прошедшего предварительную подготовку, распространен практически повсеместно не только на прессовых маслозаводах, но и на маслоэкстракционных заводах, где основной остается технологическая схема форпрессование - экстракция.
Применяют только непрерывный способ прессования на шнековых прессах. Различают шнековые прессы для предварительного съема масла (форпрессы) и для окончательного съема масла (экспеллеры). Исходная мезга представляет собой сыпучий пористый материал. При всестороннем сжатии под воздействием прилагаемого давления происходит два тесно связанных между собой процесса: отделение жидкой части - масла; соединение (сплавление) твердых частиц материала с образованием брикета - жмыха. Шнековые прессы имеют однотипные рабочие органы и общую схему устройства и работы. Основные рабочие органы шнекового пресса - шнековый вал и зеерный цилиндр. Конечные продукты процесса прессования - прессовое масло и жмых. При вращении шнекового вала, помещенного в зеерный цилиндр, т. е. в барабан, собранный из планок с малыми зазорами между ними, материал транспортируется от места загрузки к выходу и подвергается сжатию. При этом в нем возникает давление, которое отжимает масло из мезги. Масло проходит через зазоры в зеерном цилиндре и собирается в поддоне. Отжатый масличный материал (жмых) на выходе из зеерного цилиндра встречается с устройством, регулирующим его толщину на выходе из пресса.
Холодное прессование означает только то, что перед прессованием проводят специальную влаготепловую обработку измельченного сырья в более мягких условиях или не проводят совсем. Полученное масло сохраняет свои натуральные качества: цвет, запах, вкус, консистенцию, при этом содержание ненасыщенных жирных кислот и витаминов остается неизменным- Холодное прессование как способ производства растительных масел применяют чаще всего для получения масел специального назначения из специфического сырья, например масел из фруктовых косточек (абрикосовых, персиковых и т. п.), из ядер кедровых орехов и др.
Форпрессование - экстракцию применяют для окончательного извлечения из форпрессовой ракушки (жмыха) масла. Растворители, применяемые для извлечения растительных масел методом экстракции, должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к ним техникой и технологией экстракционного процесса. В общем виде эти требования определяются стремлением получить наибольший выход масла при экстракции, обеспечить наилучшие качественные показатели готовой продукции - масла и шрота, избежать вредного воздействия растворителя на организм человека и обеспечить безопасность работы с ним. В практике экстракции растительных масел наибольшее распространение получили алифатические углеводороды, в частности экстракционные бензины, гексан, нефрасы. Предварительно жмых проходит соответствующую обработку, цель которой - создать оптимальную структуру для извлечения масла растворителем, для чего его дробят на дробилках (молотковых и дисковых), проводят кондиционирование в чанных жаровнях, лепесткование на плющильных вальцовых станках. Форма частиц материала в виде лепестка (пластинки материала толщиной примерно 0,4 мм) позволяет иметь в экстракторах легкопроницаемую растворителем массу материала. Из‑под плющильных вальцов транспортерами лепесток направляется в экстрактор - основной аппарат экстракционного цеха, предназначенный для извлечения масла в растворитель при противоточном контактировании. В качестве экстракционного растворителя применяют бензин с температурой кипения 65…68 °С.
В непрерывнодействующих шнековых экстракторах создается противоток лепестков и растворителя, нагретого до температуры 50…55°С. Образовавшийся раствор называют мисцеллой, которую после экстрагирования фильтруют на специальных фильтрах и сливают в мисцеллосборники. Для отделения масла от растворителя мисцеллу направляют сначала в предварительный, а затем в окончательный дистиллятор, где ее обрабатывают горячим паром с применением вакуума до полного удаления растворителя. Отфильтрованную твердую часть в этом случае называют шротом. После окончания экстракции шрот содержит масла около 1 % и растворителя 40 %, его обрабатывают острым паром с применением вакуума для испарения (отгонки) растворителя, подсушивают, охлаждают и измельчают.
Прямую экстракцию сырой мятки используют в основном при переработке низкомасличного сырья: сои, кориандровых отходов. Экстракцию масличного материала проводят без предварительного съема масла. Она заключается только во влаготепловой обработке с последующим плющением для получения лепестка, направляющегося в экстрактор.
Очистка растительных масел
Очистку сырых масел от различных примесей называют рафинацией, а масла, не подвергавшиеся после получения никакой обработке, кроме фильтрации, - сырыми. Они содержат разнообразные примеси, в том числе нежелательные и даже вредные. К примесям относят вещества различной природы и происхождения. Однако помимо нежелательных или вредных примесей в жирах всегда имеются сопутствующие вещества, которые не только полезны, но и необходимы для нормальной жизнедеятельности организма человека. К таким веществам относятся, например, жирорастворимые витамины (К, Е), каротиноиды, стерины и др.
Рафинированные жиры легче подвергаются порче, так как при рафинации из них выводятся естественные антиоксиданты (фосфолипиды, токоферолы). Поэтому процесс рафинации стремятся вести так, чтобы, извлекая нежелательные примеси, по возможности сохранить полезные свойства. С этой же целью ограничивают глубину очистки масел. В зависимости от происхождения примесей, от того, в каком состоянии они находятся в жире (в виде грубой взвеси, коллоидно–растворенном состоянии или в состоянии истинного раствора), а также в зависимости от назначения масла используют разные методы рафинации.
Последовательность процессов рафинации и получаемые виды масел
В соответствии с механизмом протекания процессов методы рафинации условно делят на физические, химические и физикохимические.
Физические методы . К ним относятся отстаивание, фильтрация, центрифугирование. С помощью этих методов из масел удаляют механические примеси и частично коллоидно–растворенные вещества, например фосфолипиды, выпавшие в осадок, воду, попавшую в масло в процессе извлечения.
Механические примеси (частички лузги, жмыха) не только ухудшают товарный вид масла, но и обусловливают протекание ферментативных, гидролитических и окислительных процессов. Все эти процессы ухудшают органолептические показатели и физиологическую ценность масел. Поэтому механические примеси удаляют сразу же после получения масел.
Химические методы. К ним относится щелочная рафинация или нейтрализация. Нейтрализация - обработка масла щелочью для выведения избыточного количества жирных кислот. В процессе нейтрализации образуются мыла - соли как результат взаимодействия жирных кислот и щелочи. Мыла нерастворимы в нейтральном жире и образуют осадок - соапсток. Для щелочной рафинации на промышленных предприятиях применяют растворы NaOH различной концентрации, растворы Na 2 C0 3 , иногда КОН.
Физико–химические методы . С помощью этих методов из масел удаляют примеси, образующие в маслах истинные растворы, без химического изменения самих веществ (красящие, вкусовые и одорирующие вещества и др.)
Гидратация фосфолипидов - обработка масла водой при нагревании для выделения фосфолипидов, белковых и слизистых веществ, механических примесей. В результате гидратации фосфолипиды и другие примеси теряют растворимость в масле и выпадают в осадок, который отфильтровывают.
Вымораживанию подсолнечное масло подвергают для удаления воскообразных веществ. Наличие восков в масле ухудшает его товарный вид. Для выделения восков масло подвергают специальной обработке до или после щелочной рафинации. Сначала масло охлаждают («вымораживают») до 10… 12 °С и выдерживают при этой температуре, медленно перемешивая, до образования кристаллов воска. Затем масло отфильтровывают от кристаллов воска. Профильтрованное масло прозрачное, не мутнеет при охлаждении даже до 5 °С.
Отбеливание масла - процесс извлечения из масла красящих веществ путем обработки его адсорбентами. При отберазличные отбельные глины, которые называют отбельными землями или отбельными порошками, а также активированный уголь. Процесс отбеливания заключается в том, что масло некоторое время перемешивают с адсорбентом в специальных аппаратах, а затем фильтруют. При этом на фильтре остается отбельный порошок вместе с адсорбированными красящими веществами, а осветленное масло проходит через фильтр. Такое масло используют для производства маргарина, майонеза, кондитерского жира и др.
Дезодорация масла - это процесс отгонки летучих веществ, сообщающих маслу запах и вкус. Дезодорацию проводят с целью получения «обезличенных» (почти полностью лишенных характерных для данного вида запаха и вкуса) масел, а также извлечения из масел посторонних привкусов и запахов. В основе дезодорации лежит различие в температурах испарения летучих ароматических веществ и самих жиров (триацилглице- ринов). Растительное масло помещают в специальные аппараты - дезодораторы и при высокой температуре (210…230 °С) под вакуумом отгоняют летучие вещества, придающие маслу запах и вкус. Дезодорация - самый надежный способ удаления ядохимикатов из масел, так как в этих условиях они полностью разрушаются.
В общем объеме мирового рынка подсолнечного масла, а это порядка 10 млн. тонн, российское производство занимает пятую часть. Другими словами, производство растительного масла в нашей стране выдает около 2,2 млн. тонн этого продукта. На отечественный рынок поставляют подсолнечное масло не только крупные предприятия. Напротив, около половины всего объема изготавливается на малых и средних производствах.
Даже по меркам небольшого фермерского хозяйства, порог вхождения в этот бизнес невысокий. Со сбытом продукта также проблем нет. Если не удается реализовать весь произведенный объем в своем регионе, то возможности для экспорта практически неограниченны. Потребителями подсолнечного масла являются не только население и пищевая промышленность. Этот продукт используется в косметической, медицинской и лакокрасочной отраслях. Еще одна положительная сторона производства – это его безотходность. После отжима масла остаются отходы, которые используются на корм скоту, из них можно изготавливать топливные паллеты и прочее.
Процесс изготовления масла из подсолнечника
Технология производства подсолнечного масла представлена ниже в виде таблицы.
| № п/п | Содержание операции |
| 1 | Очистка подсолнечника от органических, неорганических и других видов примесей. Для этого используются аспираторы, камнеотборники, сепараторы.Сырье продувают воздухом, просеивают через несколько видов сит. |
| 2 | Сортировка семян по размерам, обрушивание, очистка от оболочки, измельчение сердцевины. От шелухи семечки чистят методом ударов, сжатия, разрезания или обработки о шероховатую поверхность. Какой способ будет выбран - такое оборудование и необходимо закупать. |
| 3 | Получение самого масла. Это можно делать несколькими способами прямой экстракцией и обычной, однократным, холодным или двукратным прессованием. |
| 4 | Очистка продукта от примесей или рафинация. Используют химические, физические или комбинированные способы. |
| 5 | Разлив масла в тару. Чаще всего он происходит автоматически на специальных линиях. |
| 6 | Обычно продукт разливают в полимерные бутылки. Они маркируются и закупориваются. |
По степени очистки подсолнечное масло разделяют на рафинированное и нерафинированное. Последний вид – это механически очищенный продукт. Рафинированное масло может очищаться несколькими способами:
- отстаивания;
- фильтрацией;
- центрифугирования;
- дезодорацией.
Государственный стандарт ГОСТ Р 52465-2005 содержит перечень семи видов продукта.
Сколько стоит оборудование для изготовления масла?
Современное оборудование для производства подсолнечного масла позволяет выпускать все на одном заводе. Сепараторы для очистки сырья от мусора стоят около 1500 долларов. За час такой аппарат позволяет подготовить к очистке 1000 кг сырья.
Процедура очистки еще называется рушением. Стоит машина для этого этапа 3 тыс. долларов. Мощность ее должна быть такая же, как и у сепаратора. Поэтому эти два агрегата должны обрабатывать за одно и то же время равное количество сырья. Количество же пар этих агрегатов должны удовлетворять потребности в сырье главной линии отжима. После рушения вся продукция поступает в один бункер. Оттуда по транспортеру передается на участок экстракции. Он начинается с вальцового станка. На этом оборудовании происходит размол ядер семян. Стоимость его зависит напрямую от мощности. Например, агрегат, который способен обрабатываться 800 кг сырья в час, стоит 13,8 тыс. долларов. Если нужно совместить его с несколькими сепараторами и рушально-веечными машинами, то цена будет стартовать от 36 тыс. долларов.
Производительность линии до 12 тонн/сутки, стоимость - 1 930 000 рублей.
Предприятия, которые оснащены последним видом оборудования, способны переработать в день до 48 тонн сырья. Такое количество подсолнечника можно собрать с 19 гектар угодий. Обычно завод работает в односменном режиме, но в сезон может быть организовано и беспрерывное производство.
После размола сырье поступает на жаровни. Они делятся на два вида по способу подогрева: паровые и огневые. И для первого и для второго способа используются газовые горелки. Только в первом случае подогревается вода и образуется пар, а во втором нагревается поверхность большого котла с сырьем по принципу сковороды. Паровой способ обжарки позволяет получать масло, которое не имеет специфического запаха жареных семян подсолнечника. Такое оборудование, способное обжаривать за час 800 кг сырья, стоит оно от 11,5 тыс. долларов.
Если использовать технологию холодного отжима, то можно исключить нагревающее оборудование. Однако и выход масла будет намного меньше. Дальше сырье поступает на отжимную машину. Стоят они порядка 20-28 тыс. долларов и способны пропустить через отжим до 25 тонн сырья в сутки. После пресса масло отстаивают некоторое время. Все примеси осаждаются, а продукт прогоняют через специальные фильтры. Их цена стартует от 3 тыс. долларов. За час один фильтр может очищать 160 кг масла.
Производство подсолнечного масла как бизнес.
Экстракционный способ получения продукта позволяет увеличить выход его на 2%. На заводе можно совместить два способа. Обычно получают масло из отходов после прессового отжима. Конечный жмых называют шротом и используют для кормления домашнего скота. Линия для разлива продукта в бутылки стоит 13 тыс. долларов. Она позволяет за одну смену разлить 3600 литров подсолнечного масла.
Этот бизнес будет особенно рентабельным в тех фермерских хозяйствах, где выращивают подсолнечник самостоятельно. Но можно рассматривать его и как отдельное производство. Тогда нужно позаботиться не только о сбыте готовой продукции, а и о закупке сырья в необходимых количествах.
Пошаговый план открытия бизнеса
Чтобы не потерять капитальные вложения при открытии своего дела по производству подсолнечного масла проводится детальный анализ рынка в регионе, где оно будет выпускаться. Потом схема действия, как и для любого производства идентична:
регистрация и приобретение оборудования;
закупка сырья и наем персонала;
поиск каналов сбыта готового товара…
Сколько можно заработать
Данный бизнес, можно сказать безотходный. Здесь заработок включает в себя не только реализацию самого подсолнечного масла, но и лузги, шрота. Стоимость 1 литра составляет 35 рублей. Шрот можно реализовать за 1.5 тысяч рублей, а лузгу по цене 9 тысяч рублей за одну тонну. Если правильно наладить производство, то ежемесячный доход составит около 3 000 000 рублей. Минус затраты получим чистую прибыль в размере 2 миллионов рублей.
Как выбрать оборудование
Для полноценной работы производственных мощностей потребуется приобрести:
маслопресс и жаровню для семян;
маслофильтр и сепаратор.
Какой ОКВЭД необходимо указать для производства подсолнечного масла
Выбирая код смотрим главу С – обрабатывающие производство. Она содержит отдельный код, который непосредственно касается производства масел и жиров – 10.41. Именно его и указываем во всех необходимых документах.
Какие документы нужны для открытия
Перечень требуемых документов стандартный. Лучше всего, при открытии мини-производство зарегистрироваться в качестве индивидуального предпринимателя (заявление и госпошлина, постановка на учет и ксерокопия паспорта – все документы, которые необходимо предоставить). Для юридических лиц перечень документов несколько расширен. Дополнительно предоставляются: Устав и решение акционеров, информация о наличии юридического адреса, а также о директоре компании и главном бухгалтере компании.
Какую систему налогообложения выбрать для производства подсолнечного масла
Оптимальным вариантом при выборе системы налогообложения станет упрощенка. При ней бизнесмен будет платить сумму налога, равную 6% от общей прибыли. Как вариант, при предоставлении документов, подтверждающих расходы, уплачивается 15% от чистой прибыли.
Нужно ли разрешение для открытия
В случаи открытия производства в домашних условиях, получать разрешения не потребуется. Если открывается мини-производство, то заранее необходимо задуматься о получении разрешительных документов в санэпидемстанции и пожарной инспекции.
Растительные масла получают извлечением из растений масличного сырья.
К факторам, формирующим качество растительных масел, относят сырье и технологию производства.
Согласно классификации В.Г. Щербакова, масличные растения делят на несколько групп в зависимости от использования.
Чисто масличные — эти растения выращиваются с целью получения масла, а другие продукты при этом являются вторичными. Это подсолнечник, сафлор, кунжут, тунг.
Прядильно-масличные — это растения, выращиваемые не только для извлечения масла, но и для получения волокна. Это хлопчатник, лен, конопля. Так, до 1860 г. хлопчатник возделывали главным образом для получения волокна, но вот уже более 140 лет семена хлопчатника используют для производства масла.
Эфирно-масличные растения — в их семенах наряду с жирными содержатся эфирные масла. Представителем этой группы растений является кориандр. Путем извлечения из него эфирного масла получают техническое жирное масло.
Условно выделяют еще две подгруппы растений, пищевая ценность которых обусловлена нелипидной частью. Это белково-масличные культуры — соя и арахис и пряно-масличные растения, представителем которых является горчица.
Наряду с семенами масличных растений для извлечения масла используют маслосодержащие части семян немасличных растений — зародыши пшеницы, кукурузы, риса, плодовые косточки и др.
Согласно классификации проф. В.В. Белобородова, технологические процессы современного производства растительных масел делятся на: механические — очистка семян, обрушивание семян, отделение от ядер плодовых и семенных оболочек, измельчение ядра и жмыха; диффузионные и диффузионно-тепловые — кондиционирование семян по влажности, жарение мятки, экстракция масла, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота; гидромеханические — прессование мезги, отстаивание и фильтрация масла; химические и биохимические процессы — гидролиз и окисление липидов, денатурация белков, образование липидно-белковых комплексов.
По технологическому признаку технологические процессы делятся на шесть групп: подготовка к хранению и хранение масличных семян; подготовка семян к извлечению масла; собственно извлечение масла; рафинация полученного масла; розлив; упаковка и маркировка.
ПОДГОТОВКА К ХРАНЕНИЮ И ХРАНЕНИЕ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
Она включает следующие технологические процессы: очистку семян от примесей, кондиционирование семян по влажности, хранение семян.
Очистка семян от примесей. Семенная масса, поступающая на хранение и переработку, представляет собой неоднородную смесь из семян и органических (стебли растений; листья, оболочки семян), минеральных (земля, камни, песок), масличных (частично поврежденные или проросшие семена основной масличной культуры) примесей.
Очистку семян от примесей производят на очистительных машинах — сепараторах, аспираторах, камнеотборниках, используя следующие методы:
разделение семенной массы по размерам путем просеивания через сита с отверстиями разных размеров и формы. При просеивании получают две фракции: проход (часть, проходящая через отверстия) и сход (часть, оставшаяся на сите);
разделение семенной массы по аэродинамическим свойствам путем продувки слоя семян воздухом;
разделение металлопримесей и семян по ферромагнитным свойствам.
Кондиционирование семян по влажности. Длительному хранению подлежат семена, влажность которых на 2—3% ниже критической. Кроме того, кондиционирование по влажности улучшает технологические свойства семян. Для уменьшения влажности семян применяют метод сушки в промышленных сушилках шахтного, барабанного типов и сушилки с кипящим слоем, а также метод активного вентилирования в специальных хранилищах, оборудованных устройствами для подвода и распределения воздуха по семенной массе.
В отличие от других масличных культур семена хлопчатника перед обработкой подвергают увлажнению до 11%.
Хранение семян преследует цели сохранения их от порчи для получения при переработке продуктов высокого качества с минимальными потерями; улучшения качества семян для их более эффективной переработки.
ПОДГОТОВКА СЕМЯН К ИЗВЛЕЧЕНИЮ МАСЛА
Эта подготовка предусматривает очистку семян от примесей, калибрование семян по размерам, кондиционирование семян по влажности, аналогичные соответствующим операциям перед закладкой семян на хранение; обрушивание семян; разделение рушанки на фракции; измельчение ядра.
Обрушивание семян и отделение ядра от оболочки. Масличные семена по характеру оболочек делят на две группы — кожурные (подсолнечник, хлопчатник) и бескожурные (лен, рапс, сурепка, кунжут). Кожурные семена перерабатывают после отделения оболочки, бескожурные — без ее отделения. .
Обрушивание — разрушение оболочек масличных семян путем механического воздействия осуществляется в семенорушках бичевого типа МРН, обрушивающими элементами которой являются колосники с волнистой поверхностью — деки. Более современная модель — центробежная обрушивающая машина РЗ-МОС. Разрушают оболочки семян хлопчатника на дисковых (АС-900) и ножевых шелушителях. Семена.сои перед отделением оболочки подвергают дроблению на вальцовых станках.
В результате обрушивания семян получают рушанку, представляющую собой смесь нескольких фракций: целых семян — целяка, частично необрушенных семян — недоруша, целого ядра, половинок ядра, разрушенного ядра — сечки, масличной пыли и лузги (оболочки подсолнечника, у хлопчатника — шелуха). Установлены нормы содержания целяка, недоруша, сечки и масличной пыли.
Разделение рушанки на фракции. Для разделения рушанки используют аспирационные семеновейки Р1-МСТ, электросепараторы СМР-11, для разделения рушанки хлопчатника — пурифайеры, для разделения дробленки сои — сепараторы Граностар воздушно-ситового типа.
Рушанку разделяют на ядро и лузгу (шелуху).
Отделение оболочек от ядр имеет большое значение. При этом повышается качество масла, так как в него не переходят липиды оболочек, содержащие большое количество сопутствующих веществ; повышается производительность оборудования; уменьшаются потери масла с лузгой за счет замасливания.
Измельчение ядра. Целью этой операции является разрушение клеточной структуры ядра для максимального извлечения масла при дальнейших технологических операциях. Для измельчения ядра и семян используют однопарные, двупарные и пятивалковые станки с рифлеными и гладкими поверхностями. В результате получают сыпучую массу мятку. При лепестковом помоле на двупарной плющильной вальцовке и двупарном плющильно-вальцовом станке ФВ-600 получают лепесток — пластинки сплющенного жмыха толщиной менее 1 мм.
СОБСТВЕННО ИЗВЛЕЧЕНИЕ МАСЛА
Извлечение масла производят двумя способами: прессованием и экстракцией. На основе этих двух способов разработаны следующие технологические схемы производства растительных масел: однократное прессование; двукратное прессование — извлечение масла путем предварительного отжима — форпрессования с последующим окончательным отжимом — экспеллированием; холодное прессование — извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой обработки; форпрессование — экстракция — предварительное обезжиривание масла путем форпрессования с последующим его извлечением путем экстракции бензином; прямая экстракция — экстракция растворителем без предварительного обезжиривания.
Влаготепловая обработка мятки — жарение. Для эффективного извлечения масла из мятки проводят влаготепловую обработку при непрерывном и тщательном перемешивании. В производственных условиях процесс влаготепловой обработки состоит из двух этапов:
1-й этап — увлажнение мятки и подогрев в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки — инактиваторах или про-парочно-увлажнительных шнеках. Мятку нагревают до температуры 80—85 "С с одновременным увлажнением водой или острым паром. При этом происходят избирательное смачивание и уменьшение энергии связи масла с нелипидной частью семян на поверхности мятки. Влажность семян подсолнечника после увлажнения составляет 8—9%.
2-й этап — высушивание и нагрев увлажненной мятки в жаровнях различных конструкций. При этом изменяются физические свойства масла — уменьшаются вязкость, плотность и поверхностное натяжение.
Материал, получаемый в результате жарения, называется мезгой.
Предварительный отжим масла — форпрессование. Прессованием называется отжим масла из сыпучей пористой массы — мезги. В результате прессования извлекается 60—85% масла, т. е. осуществляется предварительное извлечение масла — форпрессование. Для прессования применяют прессы различных конструкций. В зависимости от давления на прессуемый материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы предварительного съема масла — форпрессы и прессы окончательного съема масла — экспеллеры.
Шнековый пресс представляет собой ступенчатый цилиндр, внутри которого находится шнековый вал. Стенки цилиндра состоят из стальных пластин, между которыми имеются узкие щели для выхода отжатого материала. В результате форпрессования мезги получают форпрессовое масло (называемое часто прессовое) и форпрессовый жмых. Содержание масла в жмыхе составляет 14—20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на окончательное прессование или для получения лепестка. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24.
Окончательный отжим масла — экспеллирование осуществляется в более жестких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4—7%.
Извлечение масла методом экстракции органическими растворителями эффективнее прессового метода, так как содержание масла в проэкстрагированном материале — шроте — менее 1%.
В нашей стране в качестве растворителей для извлечения масла из растительного сырья применяют экстракционный бензин марки А и нефрас с температурой кипения 63—75 °С.
Экстракция — это диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентраций мцсцеллы — растворов масла в растворителе внутри и снаружи частиц экстрагируемого материала. Растворитель, проникая через мембраны клеток экстрагируемой частицы, диффундирует в масло, а масло из клеток — в растворитель. Под влиянием разности концентраций масло перемещается
из частицы во внешнюю среду до момента выравнивания концентраций масла в частице и в растворителе вне ее. В, этот момент экстракция прекращается.
Экстракцию масла из масличного сырья проводят двумя способами: погружением и ступенчатым орошением.
Экстракция погружением происходит в процессе непрерывного прохождения сырья через непрерывный поток растворителя в условиях противотока, когда растворитель и сырье продвигаются в противоположном направлении относительно друг друга. По способу погружения работают экстракторы НД-1000, НД-1250, «Олье-200». Такой экстрактор состоит из загрузочной колонны, горизонтального цилиндра и экстракционной колонны, внутри которых установлены шнеки.
Сырье в виде лепестка или крупки поступает в загрузочную колонну, подхватывается витками шнека, перемещается в низ загрузочной колонны, проходит горизонтальный цилиндр и попадает в экстракционную колонну, где с помощью шнека поднимается в верхнюю ее часть. Одновременно с сырьем в экстрактор подается бензин температурой 55—60 °С. Бензин перемещается навстречу сырью и проходит последовательно экстрактор, горизонтальный цилиндр и загрузочную колонну. Концентрация мисцелы на выходе из экстрактора составляет 15—17%.
Обезжиренный остаток сырья — шрот выходит из экстрактора с высоким содержанием растворителя и влаги (25—40%), поэтому его направляют в шнековые или чанные (тостеры) испарители, где из него удаляют бензин.
К преимуществам экстракции погружением относятся: высокая скорость экстракции, простота конструкторского решения экстракционных, аппаратов, безопасность их эксплуатации. Недостатками этого способа являются: низкие концентрации конечных мисцелл, высокое содержание примесей в мисцеллах, что осложняет их дальнейшую обработку.
Экстракция способом ступенчатого орошения. При этом способе непрерывно перемещается только растворитель, а сырье остается в покое в одной и той же перемещающейся емкости или движущейся ленте. Этот способ обеспечивает получение мисцеллы повышенной концентрации (25-30%), с меньшим количеством примесей. Недостатки этого способа — большая продолжительность экстракции, повышенная взрывоопасность производства.
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 кислот 5 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.
Все культуры, которые являются сырьем для маслодобывающей промышленности, можно разделить на две группы:
Масличные растения, которые выращивают для получения растительного масла;
Растения, которые служат для получения других продуктов, а затем уже из них получают масла.
К первой группе относятся подсолнечник, клещевина, рапс и др. Вторая группа включает в себя:
Прядильно-масличные растения (хлопчатник, лен, конопля);
Белково-масличные растения (соя и арахис);
Пряномасличные растения (горчица);
Эфиромасличные растения (кориандр);
В зависимости от содержания жира в ядре все масличные культуры подразделяются на три группы: низкомасличные с содержанием жира 15-35% (соя); среднемасличные с содержанием жира 35-55% (хлопчатник); высокомасличные с содержанием жира 55% и выше (подсолнечник, арахис, лен и др.).
По технологическому признаку все процессы производства условно делят на шесть групп:
1. Подготовка к хранению и хранение масличных семян.
2. Подготовка семян к извлечению масел.
3. Собственно извлечение масел.
4. Рафинация полученных масел.
5. Розлив масел.
6. Упаковка и маркировка.