Получение масла прессованием. Производство растительного масла методом прессования. Как получают растительные масла

Производство растительного масла методом прессования

Производством растительного масла называется процесс извлечения из плодов и семян растений жидкого жирного вещества путем переработки заготовленного сырья. Для получения растительного масла используют семена масличных культур: подсолнечник, соя, рапс, сафлор и другие. Качество готовой продукции зависит от многих факторов: степени масличности растения, условий созревания, хранения, а также от процесса изготовления растительного масла.

Способы получения растительного масла

Для получения готовой продукции — растительного масла, используются несколько способов производства масла: отжим или экстрагирование. Наиболее экологически чистым способом производства является использование пресса для отжима масла. При извлечении масла из сырья методом прессования в готовой продукции сохраняются все необходимые человеческому организму ингредиенты.

Применение холодного отжима

Масло холодного отжима получают путем подачи в маслопресс высушенного, обработанного и измельченного сырья, без предварительного нагрева в жаровне. В результате на выходе получается около 30% готового продукта от общей массы сырья. В масле, полученном подобным способом, находится наибольшее количество полезных для человека компонентов. Однако его нежелательно использовать для жарки, т.к. оно пенится и дымится. Кроме того, такое масло не обладает длительным сроком хранения: вскоре оно начнет мутнеть, появится горьковатый привкус.

Применение горячего отжима

Чтобы получить масло горячего отжима требуется предварительный прогрев сырья до 100-120 градусов. Для этой цели используют специальные жаровни, которые могут работать на обрушенной лузге подсолнечника. Использование жаровен, работающих на лузге подсолнечника, является экономически более выгодным, поскольку они значительно сберегают энергоресурсы и занимают меньше места в помещении, а также позволяет решить проблему с избыточным накоплением рушенки. В жаровнях сырье предварительно увлажняется и перемешивается и попадает в шнековый маслопресс.
Маслопресс шнековый выполняет процедуру отжима масла. На качество получаемой продукции влияют такие факторы, как давление пресса, продолжительность отжима, толщина слоя мезги, плотность масла.
В результате использования этого метода выход масла на 10-15% больше, чем при холодном отжиме. Преимуществом растительного масла, полученного способом горячего отжима, является его длительный срок хранения, а также отсутствие осадка. Кроме того, масло обладает высокими ароматическими и вкусовыми качествами (вкус поджаренных семечек).

Технология изготовления растительного масла

В первую очередь количество и качество получаемого в процессе переработки растительного масла зависит от сырья, которое поступает на маслозавод. Для семян подсолнуха основными показателями является влажность (не более 6%), время созревания и масличность.

Получение растительного масла предусматривает прохождение целого ряда процедур в производственном процессе:

1. Первоначальная очистка сырья от примесей, мусора и сушка в комплексе сушильном универсальном . Так, содержание мусора в семенах подсолнечника не должно превышать 1% от общего веса.

2. Отделение ядра от кожуры семян методом обрушивания. После этого происходит измельчение сырья, в результате чего получается мятка.

3. Мятка проходит процесс пропарки и жарки и жаровнях.

4. Процесс получения самого продукта – отжим подсолнечного масла в шнековых маслопрессах .

5. Фильтрация продукции предусматривает очистку масла от всевозможных примесей.

6. Рафинация растительного масла , что позволяет повысить качество масла и увеличить срок его хранения и реализации.

7. Расфасовка и хранение продукции.

Кроме этого, производство растительного масла является безотходным. Отработанный материал идет на кормовые добавки для скота и топливные брикеты.

Оборудование для добычи масла методом прессования

Линия производства подсолнечного масла включает в себя целый ряд оборудования, необходимого для быстрого получения качественного готового продукта. На подготовительном этапе – это сушилки, силосы, сепараторы, веялки, дисковые мельницы.
Основной этап производственного процесса предполагает использование аппаратов для пропарки, обжаривания сырья, маслопресс для отжима масла, оборудование для фильтрации готовой продукции. Помимо этого, маслобойка для продуктивной и безостановочной работы должна всегда иметь в наличии необходимые запчасти и быстроизнашиваемые детали маслопресса. Так, в обычном прессе для отжима масла после 25 тонн переработанной продукции подлежат замене детали: выходной шнек, зажимные кольца, матрица и некоторые другие.
На завершающем этапе используется оборудование для упаковки продукции, хранения и транспортировки.

Предложение и спрос на продукцию

Спрос на растительное масло, получаемое методом прессования, всегда велик. В подсолнечном масле отсутствует холестерин и содержится витамин F, отвечающий за поддержание иммунной системы и осуществляющий многие другие функции, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека. Наиболее высокий спрос на растительное масло приходится на конец лета – начало осени, когда происходит созревание и сбор нового урожая. В зависимости от полученного урожая формируется цена на продукцию. Поэтому максимум производства и предложения подсолнечного масла нового урожая приходится на конец осени.

Предлагаем Вам посмотреть видеоролик «Бизнес идея по производству подсолнечного масла»

Введение.

ПРОИЗВОДСТВО РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

Растительное масло является высококалорийным продуктом питания. В его состав входят:

95 – 98 % - триглицеридов;

1 – 2 % - свободных жирных кислот;

1 – 2% - фосфолипидов;

0,3 – 0,1% - стеаринов

Каротиноиды и витамины.

Норма потребления растительного масла на человека в год – 11кг.

Фактическое потребление составляет 8 – 9кг. За 1991 – 1996 г среднедушевое потребление растительного масла снизилось с 10 до 8 кг. Это связано с повышением цен на него и сокращением производства. В то же время в этот период наблюдался значительный вывоз маслосемян за границу. Только за 1994-97 г экспорт маслосемян из России составил 4,1млн. т (30% валового сбора) по цене 190-200 дол. за тонну.

К концу 80-х годов в России ежегодно потреблялось 1,8-2млн.т растительного масла, в т.ч. собственного производства-1,1 млн.т.

(импорт составлял 40%).

В середине 90-х годов потребление снизилось до 1,2-1,3млн.т, в год в т. ч. собственного производства – 0,8-0,9млн.т (импорт составлял 30%).

В 1997г потребление растительного масла возросло до 1,35-1,4млн т, из них собственного производства 0,7млн т (импорт достиг 50%)

Основными поставщиками растительного масла в Россию стали:

Аргентина – 162тыс т /год;

Венгрия - 74тыс т /год;

Франция – 9,6тыс т/год и т.д.

В 1998г производство растительного масла в России возросло до 768тыс т, а импорт по-прежнему составлял около 50%.

Цены на мировом рынке в 1998г составили:

Рапсовое – 610 дол./т;-соевое – 645дол./т

2.Масличное сырье. Масличными называют такие растения, в семенах и плодах которых содержится масло. В группу масличных культур включено более 100 видов растений. Наиболее известные из них следующие: подсолнечник, рапс, сурепица, арахис, лен, конопля, хлопчатник, соя, рыжик, мак, горчица, олив и др.По содержанию масла масличные культуры подразделяют на три группы: высокомасличные, свыше 30% (подсолнечник, арахис, рапс); среднемасличные, 20-30% (хлопчатник, лен); низкомасличные, до 20% (соя).

Требования к качеству маслосемян:

Влажность – 6-8% ;

Отсутствие эруковой кислоты (в рапсе);

Отсутствие порченных затхлых семян;

Низкое значение кислотного числа (до 5мг КОН)

Традиционная технология включает следующие операции: очистка и сушка семян, обрушивание, измельчение ядра, обжарка мятки, прессование и очистка масла.

Очистка семян . Производится на воздушно-решетно-триерных машинах, а сушка на сушилках мягкого режима до влажности 8-10%.

Обрушивание семян – разрушение оболочки производят на бичевых и центробежных семенорушках (рис.1)

Рис. 1. Семенорушка МРН. 1 – питающее устройство; 2 – приемник; 3 – бичевой барабан; 4 – дека; 5 – корпус. Семенорушка МНР предназначена для обрушивания кожурных масличных семян (подсолнечник и др.). Состоит из питающего устройства, бичевого барабана и деки. Зазор между барабаном и декой регулируется в зависимости от вида семян от 8 до 80мм. Обрабатываемые семена подаются рифленым питателем 1 через регулирующую заслонку в бичевой барабан, где они обрушиваются за счет многократных ударов о лопатки (бичи) и рифленую деку. В результате получается рушанка (смесь ядер и оболочек), которая затем сортируется на пневмосепараторе с выделением ядра.Производительность семенорушки 2,5 т/ч, установленная мощность 3,7 квт.

Измельчение ядра и маслосемян . В результате этой операции получается мятка .Эту операцию проводят для увеличения выхода масла. В процессе измельчения сырья изменяется не только структура маслосодержащих материалов, но и локализация в них липидов. Высвобождающееся из клеток масло покрывает тонким слоем огромную поверхность частиц. Для измельчения используют различные способы: сжатие со сдвигом, истирание, удар, раздавливание. Наилучшим образом в этом отношении соответствуют вальцевые станки (рис.2

Рис.2. Схема вальцевого станка КМ-400 для измельчения ядра. 1 – загрузочный бункер; 2 – вальцы; 3 – отражатели; 4 – выгрузной канал.

Производительность вальцевого станка 500 кг/час, установленная мощность 5,58 квт.

Приготовление мезги (обжарка). Это влаготермическая обработка мятки .Она производится для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов мятки. Она может быть влажная и сухая. Эта операция включает капельное или паровое увлажнение, сушку и нагрев мезги до 80-100 градусов. Для этого используются чанные жаровни. Количество чанов может быть от одного до пяти. Схема одночаноой жаровни представлена на рис.3.

Рис.3. Одночанная жаровня Е8-МЖА. 1-привод; 2 – цепная передача; 3 – мешалка; 4 – корпус; 5 - лопатки.

Жаровня действует следующим образом: мятка загружается через люк в крышке. Жарение происходит в результате нагрева мятки паром. В процессе нагрева мятка перемешивается лопатками 5. После завершения процесса открывается люк в днище и мезга выгружается через лоток. В многочановых жаровнях в верхнем чане происходит увлажнение, а в последующих – сушка и жарение.

Извлечение масла. Масло из семян извлекают двумя основными способами: механическим , в основе которого лежит прессование подготовленного сырья, и экстракционным, при котором масличное сырье обрабатывают органическими растворителями с последующим отделением масла методом экстракции. Кроме того, может быть комбинированный способ, с использованием этих двух.

Извлечение масла прессованием. В настоящее время используется только непрерывный способ прессования на шнековых маслоотделяющих прессах Наибольшее распространение получили

прессы типа ПШМ-450 производитльностью 450кг/ч, ПШ-70 производительностью 70кг/ч, ПШМ-250 и др.

Пресс ПШМ-250 (рис.4.) имеет привод 1, загрузочный бункер 2 с регулировочной заслонкой, прессующий шнек 5 с переменным шагом, зеерную головку 4 для отделения масла и регулировочную гайку 3 для регулировки выхода жмыха.

Рис.4. Пресс шнековый маслоотделяющий ПШМ-250.

1 – привод; 2 – приемный бункер с заслонкой; 3 – регулировочная гайка; 4 – зеерная головка; 5 – шнек прессующий.

Техническая характеристика пресса:

Производительность, кг/ч……………….. 250

Остаточное содержание жира в жмыхе, %…3

Установленная мощность, квт……………. 22

Температура в рабочей камере *С……80-100

Масса, кг…………………………………1250

Прессы подобного типа используются в последнее время для производства масла методом холодного отжима по сокращенной технологии. Суть ее заключается в том, что семена не подвергаются обрушиванию, подготовке мятки и ее прожариванию. Маслосемена предварительно только очищаются и сушаться до влажности не более 8-10%, после чего подвергаются переработке. Поступая в пресс, семена под действием шнека 5 с переменным шагом сжимаются и нагреваются под действием факторов сжатия-трения до температуры 80-100 градусов, и поступают в зеерный цилиндр 4, который имеет узкие щели по периметру. Через них масло выжимается и поступает в отстойник, а жмых поступает дальше и выходит через зазор между зеерной головкой и гайкой 3. В дальнейшем масло поступает на очистку.

Экстракционный способ извлечения масла применяется для обеспечения большего его выхода. Эта операция производится, как правило, после первого прессования. Заключается она в том, что полученный после пресса жмых (ракушка) обрабатывается растворителем (очищенным бензином с температурой кипения 65..68 градусов), после чего подвергается отгонке

(экстрагированию).

Очистка растительного масла. Очистку сырых растительных масел называют рафинацией. Существует несколько способов очистки: физический (механический), химический и комбинированный (физико-химический).

Последовательность полной (глубокой) очистки включает все эти способы. Она включает следующие операции:

Удаление механических примесей - первичная очистка (физический способ) - в результате получается товарное недезодорированное масло;

Гидротация фосфолипидов (обработка водой при нагревании) – получается товарное гидратированное масло;

Дезодорирование (отгонка летучих веществ, сообщающих маслу запах и вкус) – получается рафинированное дезодорированое масло;

Вымораживание – удаление воскообразных веществ.

Первичная очистка производится методом отстаивания или на фильтр-прессах (рис. 5).

Фильтр-пресс Е8-МФП предназначен для непрерывной очистки масла от механических примесей. Состоит из насосной станции 1 и фильтр-пресса, который действует следующим образом:

Неочищенное масло из емкости подается насосной станцией 1 в масляный фильтр под давлением, проходит через фильтрующие прокладки 5 и сливается в приемный лоток 7. откуда поступает в емкости. Фильтрующие прокладки периодически заменяются.

В качестве прокладок используется ткань – бельтинг. Разборка и сборка фильтра по секциям производится с использованием винта 8. Им же достигается степень уплотнения прокладок.

Рис.5. Фильтр-пресс Е8-МФП.

1 – насос; 2 – опорная секция; 3 – корпус фильтра; 4 – секции фильтра; 5 – фильтрующие прокладки (бельтинг); 6 – нажимная секция; 7 – приемный лоток; 8 – стяжной винт.

Гидратация масла выполняется на нейтрализаторе А2-МНА-10

(рис.6). Корпус нейтрлизатора представляет собой цилиндрический сосуд. В нижней части его имеется паровая рубашка для нагрева продукта, а вверху – распылитель щелочи 11 и ороситель воды 1. Внутри вращается мешалка 4.Нейтрализатор работает следующим образом. Продукт подается через патрубок 8, после чего через ороситель 1 подается вода. Затем включается подогрев и мешалка.

После этого продукт оставляют в покое для образования осадка. Осадок выпускают через патрубок 7, а гидратировнное масло нейтрализуют щелочью через душирующее устройство 11. Готовое масло откачивается через трубку 6.

Рис.6. Схема нейтрализатлора А2-МНА-10.

1 – распылитель воды; 2 – крышка; 3 – вал мешалки; 4 – мешалка;

5 – подвод пара; 6 – сливное устройство; 7 – патрубок для удаления осадка; 8 – патрубок для подачи продукта; 9 вентиль для конденсата; 10 – подвод щелочи; 11 – распылитель щелочи.

Дезодорирование масла выполняют на дезодораторах периодического действия Д5 (рис.7).

Дезодоратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат со сферическим дном 6 и крышкой 3, имеющей верхнюю камеру 1 с каплеотражателем 8 и смотровым патрубком 2. В нижней части установлены паровые змеевики 5 для нагрева масла и для последующего охлаждения водой. Для впрыскивания острого пара имеется барбатер 7. При подготовке аппарата в нем создают вакуум, заполняют его рафинированным профильтрованным маслом, одновременно вводят 50-прцентный водный раствор лимонной кислоты. Затем масло нагревают до 100 градусов через змеевики и подают острый пар через барбатер для перемешивания масла. После обработки масло охлаждают и выпускают из сосуда.

Процесс дезодорации (устранение запаха и вкуса) достигается за счет нагрева масла и создания вакуума в результе удаляются (отгоняются) ароматизаторы (по гречески «одоре»)

Рис. 7. Схема дезодоратора Д5.

1 – верхняя камера; 2 – смотровой патрубок; 3 – крышка; 4 – корпус; 5 – паровой змеевик; 6 – днище; 7 – барбатер паровой;

8 – каплеотражатель.

Схема производства растительного масла по традиционной технологии представлена на рис.8.

Рис.8. Схема маслоцеха с традиционной технологией.

1 –нория; 2 – пневмосепаратор; 3 – магнитный сепаратор;

4 – семенорушка; 5 – вальцевый станок; 6,10 – конвейеры;

7 – бункер мятки; 8 – жаровня; 9 – маслопресс; 11 – гущеловушка;

12 – насосы; 13 – баки; 14 – фильтр-пресс; 15 – баки готовой продукции; 16 – циклон отходов; 17 – циклон лузги; 18 – бункер жмыха.

Схема цеха производства растительного масла из различных культур по новой ресурсо-энергосберегающей технологии с использованием метода холодного отжима, выполненного ОПКБ НИИСХ Северного Зауралья в п. Московский под руководством кандидата технических наук В.И.Свидерского, представлена на

Цех действует с 1994 года. Перерабатывает маслосемена различных культур (рапса, сурепицы, подсолнечника, конопли,горчицы и т. д.). Производительность линии 250кг сырья в час. Количество операций в сравнении с традиционной сокращен с 10 до 4 и включает очистку семян, подачу их в маслопресс

Рис. 8. Схема цеха производства растительного масла ОПКБ НИИСХ СЗ.

1 – наклонный погрузчик; 2 – бункер-накопитель; 3 – шнековый питатель; 4 – маслопресс ПШМ-250; 5 – отстойник масла;

6 – пневмоперегрузчик жмыха; 7 – отстойники масла (10 шт.)

8 – контроль уровня; 9 – сборник гущи (отстоя).

Литература:

1. Личко Н.М. и др. Технология переработки продукции растениеводства. М., «Колос», 2000г.

2. Копейковский В.М. и др. Производство растительных масел.

3. Каталог «Новая техника». Информагротех. М., 1994г.

4. Каталог. «Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК». М., Информагротех, 1996г.

В косметическом производстве наибольшее применение нашли растительные масла. По своей химической природе масла представляют смеси сложных эфиров, образованные глицерином и различными высшими жирными кислотами. Свойства масел зависят от того, какие жирные кислоты входят в состав данного жира или масла и как они расположены. Если в составе масел преобладают ненасыщенные жирные кислоты, то жиры будут жидкими, если в составе преобладают насыщенные жирные кислоты, то масла и жиры будут иметь твердую консистенцию.

Растительные масла классифицируют по роду сырья, из которого они получены (подсолнечник, кукуруза и т.д.); по способу выработки (холодное, горячее прессование и т.д.); по степени очистки (рафинированное, нерафинированное); по назначению (медицинское, пищевое, техническое) и т.д.

Масла, входящие в состав кремов, могут оказывать непосредственное действие на кожу, выполняя роль эмолента, а также способствовать проникновению биологически активных веществ в более глубокие слои эпидермиса. Растительные масла помогают коже восполнить недостаток утраченных эпидермалытых липидов, особенно церамидов, восстанавливают ее барьерные функции, активизируют липидный обмен. В растительных маслах растворяются жирорастворимые витамины (А, Е, D), в противном случае они просто не проникают в кожу. Кроме того, они хорошо сочетаются с эфирными маслами, фитоэстрагенами и другими биологически активными добавками, что усиливает косметический эффект.

Недостатками растительных масел являются нестойкость, способность окисляться и прогоркать на свету, под воздействием влажности, высокой температуры, комедогенность, способность образовывать клейкую пленку, затрудняющую дыхание кожи и закупоривающую поры. Ненасыщенные масла окисляются быстрее, чем насыщенные. Для создания эффективности и безопасности косметических средств растительные масла, входящие в их состав, защищают от окисления антиоксидантами, комбинируют с минеральными, синтетическими жироподобными компонентами, силиконовыми маслами. Такие смеси хорошо впитываются, не оставляют жирного блеска, не создают ощущения липкости. Применяются в средствах по уходу за кожей, волосами, в декоративной косметике.

Масло амаранта получают из семян растения амарант. Содержит около 77 % ненасыщенных жирных кислот, в том числе около 50 % линолевой, линоленовой, а также сквален, каротиноиды, витамин Е. Масло получают методом сложного экстрагирования, который сохраняет мощную биоэнергетику препарата. При его производстве не используются химические методы обработки. Рекомендуется для ухода за сухой, особо чувствительной кожей. Входит в состав кремов, шампуней, средств декоративной косметики.

Масло авокадо получают путем прессования плодов дерева авокадо. Содержит лецитин, фитостеролы, витамины А, В2, С, D, Е, К, PP. Хорошо усваивается кожей и волосами. Имеет темный цвет, характерный запах, приятный вкус. Устойчиво к прогорканию. Не токсично. В состав входят олеиновая (до 60 %), пальмитиновая (25%), линолевая (6%) кислоты. Обладает антиоксидантной активностью, регенерирующими свойствами, регулирует обмен про-стагландидов в коже, восстанавливает структуру эпидермального барьера.

Масло жожоба получают из семян кустарникового растения жожоба. Оно бесцветно, без вкуса и запаха. Устойчиво к окислению, прогорканию. Смягчает кожу, увлажняет, предупреждает выпадение волос. Природный заменитель спермацета. Обладает пленкообразующими свойствами:, оказывает на волосы стимулирующее действие, восстанавливает их структуру. Хорошая основа для дневных кремов; выполняет роль эмолента. Хороший увлажнитель, а также солнцезащитное вещество. По химической природе -- жидкий воск.

В масло из зародышей ростков пшеницы входят до 80 % ненасыщенных жирных кислот, каротиноиды, полисахариды, токоферон, микроэлементы и др. Обладает антиоксидантным, регенерирующим, солнцезащитным действием. Облегчает процесс выведения вредных веществ из кожи. Подходит для всех типов кожи, рекомендуется при сухости кожи во время менопаузы, вызванной недостатком экстрогенов.

Масло какао получают из бобов какао. Имеет светло-кремовый цвет, приятный запах шоколада. Является представителем твердых растительных масел за счет высокого содержания насыщенных жирных кислот: пальмитиновой, стеариновой (до 50%), олеиновой (до 40 %), линолевой (до 2 %). Плавится при температуре 28 -- 30 °С. Крем, содержащий масло какао, имеет мягкую консистенцию, очень эластичный, нежный. Масло оказывает также заживляющее, тонизирующее действие благодаря наличию в его составе кофеина, танинов, метилксантина. Применяют при лечении ожогов, обморожений, экзем, лучевых поражений слизистой оболочки и кожи. Составной компонент губных помад, антицеллюлитных кремов, является хорошей основой для дневных кремов. Масло какао устойчиво к окислению.

Масло кокосовое получают из сердцевины орехов кокосовой пальмы. Содержит преимущественно жирные кислоты насыщенного ряда: лауриновую -- до 51 %, миристиновую -- до 20 % и др. Твердая масса без запаха, маслянистая на ощупь. Используется в качестве эмолентов в дневных кремах, пенках для бритья. Вводится в шампуни и бальзамы для ослабленных, ломких волос из-за способности образовывать защитную пленку на поверхности волоса. Обладает хорошей проникающей способностью, стабилизирует го-меостаз клетки.

Масло касторовое получают из семян клещевины холодным прессованием. Имеет желтоватый цвет, слабый запах, неприятный вкус, густую, вязкую консистенцию. Содержит до 80% рицинолевой кислоты (ненасыщенная монооксикислота). Устойчиво к окислению, прогорканию. Применяется для производства губных помад, средств для роста ресниц. Технические сорта используют в мыловарении, гидрированное и оксиэтилированное касторовое масло -- в средствах по уходу за волосами.

Масло миндальное получают холодным прессованием миндаля. Жидкое невысыхающее масло, желтоватое, без запаха, с приятным вкусом. Содержит фермент эмульсин, белковые вещества, витамин В2, линолевую кислоту (28 %), сквален. Обладает хорошими смягчающими свойствами. Используется как эмолент для приготовления кремов, легко прогоркает; для его консервации требуются специальные добавки. Масло, полученное горячим способом (при температуре выше 65 -- 70 °С), теряет свои полезные свойства. Может проявлять комедогенную активность.

Масло из плодов облепихи -- маслянистая жидкость оранжево-красного цвета, с характерным запахом. Содержит линолевую, ли-ноленовую кислоты, токоферол, каротиноиды, витамин С. Оказывает противовоспалительное, заживляющее, антиоксидантное действие. Регенерирует, смягчает кожу, восстанавливает энергетические запасы истощенных клеток. Используется в средствах по уходу за кожей, волосами.

Масло оливковое -- жидкое масло, получаемое из плодов оливкового дерева. Имеет желтоватый цвет и слабый запах оливок. Содержит олеиновую кислоту (до 80 %), линолевую кислоту (до 15 %), витамин Е. Используется в мыловарении, для приготовления кремов. Неомыляемая фракция оливкового масла -- знаменитый эмолент, который используется для лечения ихтиоза.

Масло репейное -- настой корней лопуха на растительных маслах. Применяется для укрепления, роста волос, придания им блеска. Нормализует деятельность сальных желез. Входит в состав кремов, масок, препаратов для проблемной кожи, а также противо-перхотных шампуней, кондиционеров, средств для ванн. Препараты из лопуха обладают антибактериальными свойствами, их применяют при дерматитах, экземе, угрях и т.д.

Масло соевое получают прессованием бобов сои. Имеет светло-желтый цвет, приятный запах. Содержит в основном глицериды жирных кислот: олеиновой -- до 35 %, линолевой -- до 57 %. Важный источник получения лецитина. Благодаря наличию в составе токоферонов и фитостеринов обладает выраженным регенерирующим, увлажняющим действием. Восстанавливает эпидермальный барьер, является источником церамидов. В косметике применяется в увлажняющих кремах, препаратах для ухода за волосами.

Масло чайного дерева получают из семян чайного дерева (невысокого кустарника семейства миртовых). В состав масла входят липиды, кофеин, танин, а также спирты -- терпинен, пинеол, лимонен, сабинен, альфапинен и др. Основным компонентом считается фосфатодилхолин. Масло не токсично, не вызывает раздражения. Обладает бактерицидными, противовоспалительными, противогрибковыми свойствами. Вводится как биологическая добавка в кремы, гели, губные помады, средства для ухода за волосами и ногтями, моющие средства. Проявляет высокую активность против грамположительных и грамотрицательных бактерий, грибков, дрожжей.

Масло из семян винограда обладает высокой биологической активностью благодаря наличию мощнейшего антиоксиданта -- про-антоцианидина. Связывает в кремах свободные радикалы, тем самым замедляя процессы старения клетки. Ценный компонент в косметическом производстве. Вводится в состав кремов, средств декоративной косметики.

Масло из семян черной смородины богато линолевой (до 49 %) и гамма-линолевой (до 30 %) кислотами. Обладает смягчающими, ранозаживляющими свойствами. Схожее по действию масло получают из семян красной смородины, крыжовника, бурачника. За счет оптимального соотношения омега-6- и омега-3-кислот нормализует синтез простагландинов в коже, восстанавливает структуру эпидермального барьера и водоудерживающую способность кожи.

Масло бурачника (огуречника), ослинника, зародышей пшеницы, рисовых отрубей, примулы вечерней очень полезно применять внутрь с пищей, пищевыми добавками, нутрицевтиками.

Неомыляемая фракция масел содержит аротиноиды, токоферол, фитостерины, свкален.

Способы получения масел

Существует несколько технических способов получения масел. При этом ценность масла как косметического ингредиента тоже различна.

1. Наиболее полезны для кожи масла, полученные холодной выжимкой (выдавливание масла под прессом). Такой способ экономически невыгоден -- низкий выход готового продукта. Способ ценный, но дорогой.

При выжимке под прессом при высоких температурах выходмасла больше, но его качество ниже.

Экстракцией при высоких температурах органическим растволиофинизации (вымораживание) и др.

Кроме чистых растительных масел в производстве косметики используют масляные экстракты, которые в аннотациях называют иногда маслами.

За основу берется пищевое масло (например, оливковое), с помощью которого из растительного сырья экстрагируются жирорастворимые компоненты. (Так получают масло укропа, моркови и др.) Активность растительных масел зависит от состава, соотношения жирных кислот, характерного неомыляемой фракции (отвечающей за антиоксидантные, ранозаживляющие и другие свойства), способа получения.

Технология масла

Масложировая промышленность - одна из самых сложных по структуре отраслей пищевой промышленности. В ее состав входят маслоэкстракционные заводы, вырабатывающие из масличного сырья растительные масла и жиры; гидрогенизационные заводы, превращающие жидкие масла в твердые гидрированные (саломасы); цехи по переэтерификации масел и жиров; маргариновые заводы, производящие маргарин, масла-спреды, майонез и кулинарные жиры; мыловаренные заводы, вырабатывающие туалетные и хозяйственные мыла, глицерин и жирные кислоты; заводы по производству пищевых поверхностно-активных веществ (ПАВ) и синтетических моющих средств.

Основное сырье: семена масличных культур, мякоть плодов некоторых растений (оливки), вторичные продукты (кукурузные зародыши, семена косточковых и т.д.). Семена делятся на высокомасличные > 30 % жира (подсолнечник, рапс, арахис), среднемасличные 20-30 % жира (лен, хлопок), низкомасличные < 30 % (соя). масло маргарин рафинация

Получение растительных масел

Производство растительных масел включает в себя подготовку семян к хранению и хранение семян; подготовительные операции, связанные с подготовкой семян к извлечению масла; прессование и экстракцию масла, первичную и комплексную очистку масла, переработку шрота.

Специфической особенностью подготовки семян подсолнечника к переработке является их разделение по размерам, как правило, на крупную и мелкую фракции, перерабатываемые отдельно по различным технологическим схемам.

В настоящее время для извлечения масла из семян применяют два способа: последовательное извлечение масла при переработке семян с высоким содержанием масла - сначала прессовым способом, при котором получают примерно 3/4 всего масла, а затем экстракционным, с помощью которого извлекают остальное количество масла, и однократное извлечение масла из низкомасличных семян методом экстракции - метод прямой экстракции.

Кроме методов предварительного прессования и последующей экстракции и прямой экстракции, применяемых на крупных масложировых предприятиях, в последние годы широкое распространение получили небольшие установки, на которых осуществляется лишь один отжим масла (окончательный). Пресс является основным, а часто и единственным технологическим оборудованием мини-завода. Отжим масла из необрушенных, неизмельченных семян, без какой-либо предварительной тепловой или водно-тепловой обработки позволяет извлечь из масличного сырья лишь часть содержащегося в нем масла.

1. Подготовка к хранению и хранение семян. Период заготовки большинства видов масличных семян длится 2...3 месяца. Семена большинства масличных растений поступают на хранение с содержанием влаги, превышающим оптимальные значения для хранения и технологической переработки. Хранящиеся семена дышат это приводит к расходу питательных веществ, поэтому в процессе хранения масличность семян снижается, в масле растет содержание свободных жирных кислот и продуктов их окисления

При понижении температуры интенсивность дыхания падает. Охлаждение семян до низких плюсовых или небольших минусовых температур продуванием холодного воздуха через семенную массу благотворно влияет на их качество даже при хранении семян с влажностью выше критической.

Одним из перспективных способов хранения влажных семян является хранение в регулируемых газовых средах, содержащих кислород (1...2 %) и азот (98...99 %). Почти полное отсутствие кислорода тормозит дыхание семенной массы, в результате чего качество семян может быть сохранено.

При подготовке масличных семян к хранению необходимо снизить их влажность до уровня ниже критической. Наиболее распространенный метод снижения содержания влаги в семенах перед хранением - тепловая сушка, в процессе которой семена нагревают с помощью агента сушки (обычно смеси воздуха и дымовых газов). Высушенные семена затем охлаждают, продувая через них атмосферный воздух.

2. Обрушивание семян. При переработке многих масличных семян и плодов плодовые и семенные оболочки отделяют от основных маслосодержащих тканей - ядра.

Отделение оболочек от ядра складывается из операции разрушения покровных тканей семян - обрушивания и последующего разделения (отвеивания) полученной смеси - рушанки на ядро и шелуху (лузгу). Разрушение оболочки не должно сопровождаться дроблением или разрушением ядра. Способы обрушения ударом, трением, резанием.

Качество обрушивания семян (качество рушанки) характеризуется содержанием в ней нежелательных фракций - целых семян и разрушенных частично, так называемый целяк или недоруш, раздробленного ядра (сечка) и масличной пыли. Присутствие целых и частично разрушенных семян увеличивает лузжистость ядра, присутствие сечки и масличной пыли увеличивает потери масла с отделяемой лузгой.

3. Измельчение семян. Для извлечения масла из семян необходимо разрушить клеточную структуру их тканей. Конечным результатом операции измельчения является перевод масла, заключенного в клетках семян, в форму, доступную для дальнейшей технологической обработки. Необходимая степень измельчения достигается путем воздействия на обрабатываемый материал механических усилий, производящих раздавливающие, раскалывающие, истирающие или ударные действия. Обычно измельчение достигается сочетанием нескольких видов указанных усилий.

Получаемый после измельчения семян материал называется мяткой.

Хорошо измельченная мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, проходящих через сито с отверстиями диаметром 1 мм, не должна содержать целых, неразрушенных клеток, и в то же время содержание очень мелких (мучнистых) частиц в ней должно быть невелико.

Для получения мятки применяют вальцовые станки. Рабочими органами станка являются пять валков, расположенных один над другим; верхний валок рифленый, остальные гладкие. Все валки закреплены на станине.

4. Водно-тепловая обработка мятки. Масло, адсорбированное в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается поверхностными силами. Для эффективного извлечения масла используют гидротермическую обработку мятки. При увлажнении и последующей тепловой обработке мятки ослабевает связь липидов с нелипидной частью семян - белками и углеводами и масло переходит в относительно свободное состояние. Затем мятку нагревают до более высоких температур, вязкость масла заметно снижается, одновременно уменьшается и содержание влаги в мятке, происходит частичная денатурация белков, изменяющая пластические свойства мятки. Мятка превращается в мезгу.

В производственных условиях приготовление мезги состоит из двух этапов. Первый -- увлажнение мятки и первоначальный подогрев -- осуществляется в инактиваторах или пропарочно-увлажнительных шнеках. Интенсивное кратковременное нагревание мятки до температуры 80...85 °С с одновременным увлажнением до 8...9 % (для семян подсолнечника, льна) способствует равномерному распределению влаги в мятке и частичной инактивации гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла. Второй этап - нагревание мятки до 105 °С и ее высушивание до конечного содержания влаги (5...6 %) -- осуществляется в жаровнях. Жаровни для приготовления мезги по конструкции делятся на чанные, барабанные и шнековые.

• 5. Извлечение масла прессованием. Масло отжимается в шнековых прессах различных конструкций. Предварительное прессование осуществляется с помощью форпресса, окончательное - экспеллера. При прессовании давление повышают постепенно, т.к. при резком повышении давления поры запрессовываются, и выход масла снижается. С целью повышения выхода масла в процессе прессования повышают температуру обрабатываемого материала, не допуская его перегрева. При перегреве происходят нежелательные процессы: окисление масла и переход белковых веществ в масло. Прессовым способом невозможно добиться полного обезжиривания мезги, так как на поверхности жмыха, выходящего из пресса, всегда остаются тонкие слои масла, удерживаемые поверхностными силами, во много раз превышающими давление, развиваемое современными прессами. На прессах, развивающих максимальное давление и работающих с максимальным съемом масла, получают жмых масличностью 4...7 %. На прессах предварительного прессования - форпрессах, наиболее широко применяемых в промышленности, получают жмых масличностью 15...17 %.
• 6. Извлечение масла экстракцией. Обеспечивает практически полное извлечение масла.

Форпрессовый жмых перед экстракцией структурируют, придавая ему структуру крупки, гранул или лепестков, обеспечивающую максимальное извлечение масла растворителем.

В качестве растворителей для экстракции растительных масел применяют экстракционный бензин с температурой кипения 63...75 °С и нефтяной растворитель (нефрас) с температурой кипения (65...75 °С).

В результате экстракции образуется раствор масла в растворителе (мисцела) и обезжиренный материал (шрот).

Экстракцию растительных масел чаще всего ведут способом погружения экстрагируемого материала в противоточно движущийся растворитель в условиях абсолютного противотока или способом многоступенчатого орошения материала растворителем в условиях относительного противотока, когда перемещается только растворитель, а экстрагируемый материал остается в покое на перемещающейся ленте, в двигающемся ковше, секции ротора и др. Преимущества экстракции погружением: высокая скорость экстракции, небольшая продолжительность процесса, простота конструкции экстракционного аппарата и высокий коэффициент использования его геометрического объема (до 95 %). Последнее исключает возможность образования в экстракторе взрывоопасной смеси воздуха и паров растворителя. К недостаткам экстракторов этого типа относятся низкая концентрация конечной мисцеллы (15...20 %), высокое содержание примесей в мисцелле, большие габариты экстрактора по высоте.

Преимущества экстракции многоступенчатым орошением: получение чистых высококонцентрированных мисцелл (35...40 %); недостатки: более длительный процесс экстракции, невысокий коэффициент использования геометрического объема экстрактора (45 %) и возможность образования взрывоопасных смесей паров растворителя и воздуха внутри аппарата, сложная конструкция экстрактора.

Для очистки мисцеллы от твердых примесей применяют отстойники, гидроциклоны и тканевые фильтры. Если содержание примесей в мисцелле невелико, то мисцеллу очищают, пропуская ее через раствор электролита (5%-й раствор NaСl).

Дистилляция мисцеллы. Мисцелла состоит из легкокипящего растворителя и практически нелетучего масла. При невысоких концентрациях масла в мисцелле, растворитель выпаривают в обычных условиях. По мере повышения концентрации масла в мисцелле температура ее кипения очень быстро возрастает. Для уменьшения температуры отгонки и ускорения процесса применяют отгонку растворителя под вакуумом, а также с водяным паром. Различают дистилляцию распылением, дистилляцию в пленке - в стекающей и поднимающейся пленке и дистилляцию в слое.

В промышленных установках дистилляцию мисцеллы проводят по двух- и трехступенчатой схеме. Установка для трехступенчатой дистилляции состоит из двух пленочных дистилляторов (первая и вторая ступени дистилляции), работающих последовательно при атмосферном давлении (температура 80-90 єС, концентрация масла 75-80 %), и окончательного, работающего под вакуумом (остаточное давление 0,04...0,06 МПа, температура 110-120 єС).

Качество масла в ходе дистилляции мисцеллы зависит как от технологических параметров процесса - конечной температуры масла и продолжительности обработки мисцеллы, так и от содержания и состава липидов, извлекаемых при экстракции из экстрагируемого материала -- фосфолипидов, каротиноидов и других жирорастворимых пигментов, витаминов и провитаминов, а также продуктов окисления липидов и др. Тепловое воздействие на эти группы липидов приводит к их изменению и не только снижает качество масла, но и существенно затрудняет проведение дистилляции мисцеллы. Особое значение приобретает проблема удаления перед дистилляцией жирорастворимого пигмента семян хлопчатника - госсипола, который при нагревании подвергается разнообразным химическим превращениям и образует продукты, трудноудаляемые из масла. Для удаления госсипола мисцеллу перед дистилляцией подвергают щелочной рафинации.

7. Рафинация масел и жиров. Процесс очистки масла от нежелательных групп липидов и примесей называется рафинацией, конечной целью которой является выделение из природных масел и жиров триацилглицеридов, свободных от других групп липидов и примесей. Рафинацию не всегда проводят до полного удаления всех структурных липидов и примесей, за исключением механических примесей и воды, удаление которых является обязательным уже при первичной очистке масла.

Способы очистки: физические (фильтрация, отстаивание, центрифугирование), химические (гидратация, кислотна и щелочная рафинация), физико-химические (дистилляция, дезодорация, адсорбция).

Удаление из масла твердых взвешенных примесей и воды проводят методом отстаивания в отстойниках, механических гущеловушках, с помощью осадительных центрифуг и при фильтровании через ткань на рамных фильтр-прессах.

Полную рафинацию проводят при получении салатного масла, используемого для непосредственного употребления в пищу, для масел и жиров, применяемых при производстве маргарина, кондитерских, кулинарных жиров и майонеза.

Рис.

Гидратация - это удаление из масла с помощью воды группы веществ с гидрофильными свойствами, важнейшими из которых являются фосфолипиды. Фосфолипиды - ценные в пищевом отношении соединения с антиокислительными свойствами. При хранении масел они выпадают в виде легко разлагающегося осадка, который затрудняет ряд технологических операций по переработке масла. Поэтому фосфолипиды выделяют из масла путем гидратации, а затем используют в качестве самостоятельного продукта в пищевых, кормовых и лечебных целях.

Процесс гидратации заключается в смешивании подогретого масла с дозированным количеством воды или других гидратирующих реагентов (водных растворов NaCl и ПАВ). При этом фосфолипиды образуют гидрофильные частицы с водой, теряют способность растворятся в жире и выпадают в осадок (гидратационный фуз). Оптимальная температура гидратации масел: подсолнечного - 45...50 °С, соевого - 65...70 °С; количество воды, добавляемое в масло, также различно: для подсолнечного масла 0,5...3,0 % от массы масла, для соевого -- до 6 %.

Вымораживание (винтеризация) - это очистка масла от восков и воскоподбных веществ. Сущность процесса заключается в медленном охлаждении масла до 10... 12 єС при слабом перемешивании в экспозиторе -- цилиндрическом аппарате, снабженном рамной мешалкой. Масло выдерживают в экспозиторе в течение 4...6 ч. Здесь происходит кристаллизация восков, растворенных в масле. Затем масло подогревают до 16...18 °С для снижения его вязкости и фильтруют на рамных фильтр-прессах. Для ускорения процесса на фильтрующую поверхность наносят вспомогательные порошки (кизельгур, перлит и др.), улучшающие дренажные свойства осадка.

Нейтрализация масел щелочью основана на обработке рафинируемого масла водными растворами NаОН, в процессе которой свободные жирные кислоты, взаимодействуя с щелочью, образуют водные растворы мыла -- соапстоки.

Соапстоки нерастворимы в масле, и, так как их относительная плотность выше, чем у масла, они образуют осадки (отстой), которые затем отделяют от масла в сепараторах.

Температура нейтрализации 85...90 °С, концентрация щелочи от 70 до 150 г/л и избыток щелочи от теоретического количества 5...20 % в зависимости от кислотного числа масла, поступившего на нейтрализацию.

Рафинация (нейтрализация) масла в мисцелле эффективно идет при оптимальной концентрации мисцеллы 35-45 %. Мисцеллу, выходящую из экстрактора с более низкой концентрацией, или сначала упаривают на первой ступени дистилляции, или добавляют в мисцеллу масло предварительного прессования, полученное из этих же семян. Мисцелла оптимальной концентрации (35-45 %) при температуре 20-22 °С поступает в струйный смеситель, где смешивается с щелочью. Смесь мисцеллы, хлопьев мыла, образующихся при взаимодействии щелочи со свободными жирными кислотами масла, фосфолипидов, госсипола и других веществ, подогревают до 60-70 °С и обрабатывают обессоленной водой при температуре 90-95 °С в отстойниках непрерывного действия при этом от масла отделяется растворимый в воде соапсток. Отсюда очищенная мисцелла поступает в дистилляторы второй ступени. Отгонку растворителя из соапстока, проводят в колонне. Колонна работает под вакуумом. Нагретый до 110 °С соапсток с растворителем через форсунки выбрасывается в паровое пространство колонны, растворитель испаряется, а соапсток поступает на склад.

Отгонка растворителя из шрота. Выходящий из экстрактора шрот содержит от 20 до 30 % растворителя, который удаляется нагреванием в чанных испарителях (тостерах).

Растворитель, удаляемый при обработке мисцеллы и шрота, регенерируется путем конденсации из парогазовых смесей в теплообменниках-конденсаторах, а затем возвращается в производство.

Шрот, предназначенный для использования в качестве корма для животных, подвергают гранулированию, предварительно смешивая его с гидрофузом - массой, выпадающей в осадок при обработке водой прессовых и экстракционных масел, или с соапстоком - осадком, который получают при обработке мисцеллы или растительного масла раствором щелочи.

Получение белковых изолятов из шрота. Белок извлекают из шрота сначала водным раствором NaCl, затем NaОН. Нерастворимый осадок отделяют, а экстракт, содержащий 2-3 % белка, очищают и осаждают НСl. Осажденный белок промывают и высушивают в распылительной сушилке воздухом при температуре 180-200 єС.

Готовый белок с содержанием влаги 3-8 % фасуют и отправляют потребителям. Суммарный выход белка составляет 20-25 % к массе шрота. Нерастворимый остаток шрота после высушивания используют на корм животным.

Отбеливание масла (адсорбционная рафинация) - удаление из масла жирорастворимых пигментов - каротиноидов, хлорофиллов, а для хлопкового масла также госсипола и его производных предусмотрено для растительных масел (кроме подсолнечного), предназначенных для гидрирования и производства маргариновой продукции. Для отбеливания масел применяют активированные кислотной и термической обработкой отбеливающие бентонитовые глины и активированный уголь. Основным компонентом бентонитовых глин являются алюмосиликаты Аl 2 О 3 и SiO 2 , в состав которых входят щелочные и щелочноземельные металлы.

При отбеливании в масле протекают нежелательные процессы: изомеризация жирных кислот, снижающая биологическую ценность масла; образование жирных кислот с сопряженными двойными связями, что приводит к активированию окислительных процессов в отбеленном масле при хранении. Для снижения окислительных процессов в масле процесс отбеливания ведут под вакуумом.

Дезодорация масел - удаление из масла одорирующих веществ - низкомолекулярных жирных кислот, альдегидов, кетонов и других летучих продуктов, определяющих запах и вкус масла, а также выделение из растительных масел нежелательных чужеродных соединений -- полициклических ароматических углеводородов, ядохимикатов, токсичных продуктов -- афлатоксинов и др.

Температура кипения масла и ароматобразующих веществ сильно отличается, поэтому дезодорацию осуществляют перегонкой под вакуумом.

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.