Лекция 5. Процессы, протекающие при хранении масел

 

Достоверно установлено, что некоторые продукты липидного окисления обладают токсичными и, возможно, канцерогенными свойствами. Накопление этих продуктов в товарных маслах значительно снижает биохимическую ценность пищевых растительных масел. Это актуально для технологии получения растительных масел, биологически ценных в пищевом отношении, стойких при длительном хранении. Особое значение окислительные процессы приобрели в последние годы в связи с широким внедрением в практику подсолнечных семян высокомасличных сортов. Факторами, инициирующими радикалообразование, могут служить ионы металлов переменной валентности, действие тепла, лучистая энергия и другие агенты.

Окисление липидов молекулярным кислородом приводит к образованию перекисных радикалов, перекисей и гидроперекисей, эпокисей, различных карбонильных соединений, спиртов, оксикислот, полимерных соединений. Свободные жирные кислоты могут ускорить распад гидроперекисей на свободные радикалы и этим оказывают каталитическое действие на процессы автоокисления. Температура, продолжительность нагревания и давление кислорода существенно влияют на скорость окисления липидов. Наличие следов солей таких металлов, как железо, медь, марганец, кобальт, также ухудшают стойкость масел.

Условия хранения масел. Основная задача в процессе хранения заключается в том, чтобы предохранить масло от действия факторов, вызывающих процессы пищевой порчи.

Подготавливать масла к хранению начинают на маслодобывающих предприятиях. Так, масло, предназначенное для розлива в бутылки, подвергают обязательной деаэрации и полировочной фильтрации, которую часто осуществляют в цехе розлива. В результате деаэрации из масла удаляется определенная часть кислорода, вызывающего процессы окислительной порчи. При полировочной фильтрации из масла удаляются взвешенные частицы, которые могут либо являться источником ферментов, либо служить питательной средой для микроорганизмов.

Основные рекомендации, выполнение которых обеспечивает сохранение качества масел при их длительном хранении, приведены ниже:

масла, подлежащие хранению, должны иметь минимальные показатели гидролитической и окислительной порчи;

для снижения влияния гидролитических процессов на качество масла последнее закладывают на хранение с влажностью не выше 0,1%;

важнейший фактор защиты масла от окисления — уменьшение контакта его с кислородом воздуха, что может быть достигнуто использованием герметичной тары (бочек, бутылей из окрашенного стекла);

целесообразно, учитывая, что с повышением температуры скорость взаимодействия компонентов масла с кислородом увеличивается, хранить масло при возможно низких температурах в емкостях с достаточно хорошей термоизоляцией;

для предотвращения перехода из металлической тары в масло металлов — катализаторов окисления она должна быть покрыта защитной пленкой или изготовлена из соответствующего материала, например из титановых сплавов;

для сохранения качества исходных масел следует избегать нежелательного смешения их.

Для упаковки растительных масел применяют наиболее жиростойкие материалы, при этом они должны быть минимально проницаемы для ультрафиолетовых лучей. Масло, расфасованное в бутылки, следует хранить в темных помещениях при температуре не выше 18°С. Необходимо соблюдать сроки хранения, установленные для различных масел, считая со дня их розлива.

 

 

Лекция 6. Подготовительное отделение маслозавода.

 

1. Подготовительные операции при переработке масличных семян

2. Очистка, кондиционирование по влажности калибрование, обрушивание семян, приготовление мезги.

Цель лекции: Изучить основные способы подготовки различных маслосемян к переработке.

Готов освоить -ОК-10 -ПК – 5 - ПК-10 ПК-13 ПК-16ПК-40 ПК-27

 

 

Подготовка масличного сырья состоит из очистки семян, кондиционирования по влажности, калибровки по размеру, обрушивания, отделения ядра от оболочки, измельчения, жарения (приготовление мезги).

Очистка семян. Засоренность семян, поступающих непосредственно в производство, отрицательно влияет на качество продукции, повышает потери масла, увеличивает износ машин и аппаратов, уменьшает их производительность и создает антисанитарные условия труда.

Очистка семян от примесей основывается на различии основных физических свойств семян очищаемой культуры и сопутствующих им примесей. Последние могут отличаться от семян по размерам и форме, плотности, аэродинамическим и магнитным свойствам. Поэтому для очистки семян от примесей применяют различное техническое оборудование с использованием различных принципов очистки.

В зависимости от места установки очистительных машин различают очистку складскую (сырьевую), когда масличные семена очищают перед направлением их на хранение, и производственную — перед направлением семян на переработку.

Кондиционирование семян по влажности. Сушка — необходимая технологическая операция при подготовке масличных семян к переработке, так как ее эффективность также находится в прямой зависимости от оптимальной влажности. Влажность масличных семян определяет эффективность таких технологических процессов, как обрушивание, отделение ядра от оболочек, измельчение ядра, жарение мезги, извлечение масла. Технологический режим сушки считают оптимальным, если он был максимально коротким и в процессе его сохранилось или даже улучшилось качество семян и содержащихся в них масел, улучшились технологические свойства семян.

Выбор технологических режимов сушки определяется химическим составом и физико-механическими свойствами семян, а также конструкцией сушильной установки.

Калибровка семян по размеру (применяют пока еще редко). Калибровку и кондиционирование семян на производстве можно осуществлять и в иной последовательности: сначала семена кондиционируют по влажности, а затем калибруют.

Семена одного и того же растения имеют различные линейные размеры (длину, ширину, толщину), что связано с другими физико-механическими показателями, например с прочностью плодовой оболочки. Поэтому перед обрушиванием семена целесообразно калибровать (сортировать по размерам). При обрушивании калиброванных семян более полно разрушается плодовая или семенная оболочка, ядро остается целым, снижаются потери.

Следует отметить, что не все виды семян нуждаются в калибровании и обрушивании — масличные семена, относимые к группе «бескожурных», после очистки от примесей измельчают и подвергают влаготепловой обработке (жарению).

Обрушивание семян. Просушенные семена поступают в распределительный шнек над рушками, которые предназначены для разрушения оболочки семян (лузги), с тем, чтобы в дальнейшем ее отделить от ядра, содержащего основное количество масла.

На заводах отрасли в основном применяют бичевые и центробежные рушки, работающие на принципе удара. Это семенорушки марок МНР, А1-МЦР, МБ-500 и др. При обрушивании получают смесь, называемую рушанкой, которая состоит из целого ядра, оболочки, сечки (частиц ядра), масличной пыли, целых и не полностью обрушенных семян (недоруша). По технологическим нормам качество рушанки должно соответствовать следующим требованиям: при переработке подсолнечных семян содержание недоруша и целых семян в ней не должно превышать 2 5%, сечки — 15, масличной пыли— 15%.

Отделение ядра от оболочки. После обрушивания (шелушения) рушанка поступает на разделение по фракциям: ядро, оболочку, целые семена, недоруш. Оболочка выводится из производства, ядро направляется на измельчение, недоруш и целые семена — на повторное обрушивание. Для разделения рушанки применяют аспирационные семеновейки М1С-50, М2С-50, Р1-МСТ. Необходимо проводить контроль ядра и лузги.

Измельчение ядра и семени. Измельчают семена (плоды) после отделения оболочек (ядро семян) или семена, перерабатываемые без отделения оболочки (нешелушеные), или семена бескожурного типа.

Измельчение в производстве растительных масел имеет важное значение, так как сильно влияет на выход масла и производительность основного оборудования. Измельчают семена (лен, конопля и т. п.) или ядро масличных (подсолнечник, клещевина и т. п.), при этом образуется продукт, называемый мяткой, из которой можно извлечь масло при существенно меньших внешних воздействиях, чем из целых семян или ядер. Главная задача измельчения ядра семян — максимально возможное разрушение клеточной структуры, а также придание материалу определенной внешней структуры, оптимальной для последующих технологических операций, способствующих более полному извлечению масла: жарения, прессования, экстракции. При измельчении необходимо достигать оптимального размера и наибольшей однородности. В процессе измельчения изменяется не только структура маслосодержащих материалов, но и локализация в них липидов. При этом по мере разрушения клеточных оболочек разрушается и маслосодержащая часть клеток и все большая часть масла высвобождается и сразу же покрывает образующуюся огромную поверхность частиц в виде тонких пленок. Однако масло не вытекает из мятки, потому что оно связывается на создавшейся и вскрытой при измельчении широко развитой внешней и внутренней поверхности сильным молекулярным полем.

Ядро и семена измельчают различными способами: сжатие со сдвигом, истирание, удар, раздавливание. В машинах для измельчения, среди которых распространены вальцовые станки, реализуются названные выше способы измельчения в различных сочетаниях. В частности, на валках происходят обычно раздавливание, но частично и сжатие со сдвигом, и истирание.

Способ измельчения материала зависит от соотношения окружных скоростей валков, измельчающих семена, и состояния их поверхности: нарезка, ее форма, глубина.

Свойства материала, подвергаемого измельчению, а именно влажность и лузжистость, существенно влияют на качество измельчения.

Оптимальная влажность ядра для измельчения на вальцовых станках составляет 5,6...6,0%. Избыточное содержание в материале лузги, обладающей твердой структурой, ухудшает качество измельчения.

Конструкции вальцовых станков, применяемых для измельчения масличных материалов, различаются расположением валков (вертикальное, горизонтальное, диагональное). При этом валки могут быть различного диаметра, а поверхность их — гладкой или нарезной. Принцип измельчения на валках заключается в особенностях взаимодействия частички с парой вращающихся навстречу друг другу валков. На маслозаводах наиболее распространен пятивалковый вальцовый станок ВС-5 (рис. 4.1), который начинают заменять вальцовым станком Б6-МВА.

Приготовление мезги (жарение). Для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов мятки в технологии производства растительных масел применяют влаготепловую обработку мятки — так называемое жарение. В промышленности известны два типа жарения: влажное и сухое.

Сама операция влаготепловой обработки включает увлажнение капельной влагой или водяным паром до заданного значения и последующую сушку перемешиваемого слоя материала при подводе тепла до заданной влажности и температуры.

Наиболее распространенные аппараты для влаготепловой обработки мятки — чанные жаровни, в которых в верхнем чане проводится увлажнение, а во всех последующих чанах — сушка. При увлажнении необходимо обеспечить инактивацию ферментной системы в мятке, что приводит к подавлению нежелательных процессов накопления в масле негидратируемых фосфолипидов и свободных жирных кислот. В последние годы чаще применяют шнеки-инактиваторы (вместо первого чана жаровни) для увлажнения мятки до 8...9 % и нагрева до 80°С (для инактивации фосфолипазы-В). Второй этап влаготегаювой обработки — высушивание (жарение) до влажности 5...6% и температуры 100... 105^оС (перед форпрессованием). Таким образом мятка превращается в мезгу и поступает в шнековые прессы для съема масла.

 

Лекция 7. Основные способы производства растительных масел: однократное, двукратное прессование, холодное прессование, форпресование, экстракция, прямая экстракция.

1. Извлечение масла прессованием

2. Получение растительных масел методом экстракции

 

Цель лекции: Изучить основные способы производства различных растительных масел.

Готов освоить -ОК-10 -ПК – 5 - ПК-10 ПК-13 ПК-16ПК-40 ПК-27

 

 

Масло из семян извлекают двумя основными способами: механическим, в основе которого лежит прессование измельченного сырья, и экстракционным, при котором специально подготовленное масличное сырье обрабатывают органическими растворителями. Семена различных культур с применением указанных способов перерабатывают по неодинаковым технологическим схемам (рис. 4.2).

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.

В настоящее время применяется 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 действием прилагаемого давления происходят 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 (называемых зеерными) с малыми зазорами между ними, материал транспортируется от места загрузки к выходу. В результате уменьшения свободного объема витков, так как происходит уменьшение шага и увеличение витка от начала к концу шнекового вала, материал 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 толщину жмыховой ракушки на выходе из пресса.

 

Рис. 4.2. Схема получения растительного масла

Наиболее распространены шнековые прессы марок МП-68, ЕТП-20 и РЗ-МОА производительностью соответственно 70, 80 и 300 т семян/сут в пересчете на семена подсолнечника при работе их в режиме форпрессования.

Типовая технологическая схема переработки масличных семян однократным прессованием (рис. 4.3). По схеме однократного прессования получают растительное масло в мелких и средних фермерских хозяйствах. Наиболее эффективно в данном случае использование маслоотжимных шнековых прессов марок МПШ-30 и МПШ-60, рассчитанных на применение в крестьянских хозяйствах.

Типовая технологическая схема переработки масличных семян двукратным прессование м. Мятка (рис. 4.4), пройдя электромагнитный сепаратор с сотрясательным ситом 1,поступает в инактиватор 2,где нагревается и увлажняется насыщенным паром. Подготовленная мезга поступает в форпрессы 4. Масло, отжатое в форпрессах, сборным шнеком 6 направляют в механическую гущеловушку 8 и далее на последующую первичную очистку. Зеерную осыпь подают шнеком 75 и норией 7в первый чан жаровни 3для повторной переработки.

Рис. 4.3. Типовая схема переработки масличных семян однократным прессованием:

1 — сотрясательное сито; 2 — электромагнитный сепаратор; 3 — инактиватор; 4 — чанные жаровни; 5, 6— нории; 7— холодильник; 8— распределительный шнек; 9— прессы; 10,12— шнеки; 11 — сборный шнек; 13— насос; 14 — гущеловушка; I—мятка; II—жмых; III— масло; IV— мятка, мезга, жмых; V—масло; VI— зеерная осыпь, фильтропрессовый шлам; VII— инертный газ (диоксид углерода, азот); VIII— вода

 

Форпрессовый жмых грубо измельчается резаком, установленным на валу пресса и в помольном шнеке 5, затем норией 9 передается в электромагнитный сепаратор 10. Последующее измельчение происходит в молотковой или дисковой дробилке 11 и на пятивальцовом станке 12. Измельченный форпрессовый жмых (жмыховая мятка) шнеком 14, норией 13 и распределительным шнеком 16 подается в жаровню прессов окончательного прессования 17. На схеме изображены форпрессы ФП и экспеллеры ЕП. Экспеллерное масло сборным шнеком 19 направляется в механическую гущеловушку 20 и затем на последующую первичную очистку. Экспеллерный жмых шнеком 18 подают на дробление, охлаждение и взвешивание, после чего он транспортируется в склад жмыха.

Прессы МП-68, ФП-200 и аналогичные другие могут работать в режиме окончательного отжима. В этом случае температура материала, поступающего в пресс, должна быть 110... 115^оС, а влажность 3...4%, частота вращения вала пресса и толщина ракушки должны быть уменьшены.

 

Рис. 4.4. Типовая схема переработки масличных семян двукратным прессованием:

1 — сотрясательное сито; 2— инактиватор; 3 — чанная жаровня; 4— форпрессы; 5— помольный шнек; 6, 19— сборные шнеки; 7, 9, 13 — нории; 8 20— механические гущеловушки; 10— электромагнитный сепаратор; 11 —дробилка; 12— пятивальцовый станок; 14,15,18— шнеки; 16— распределительный шнек; 17—прессы окончательного прессования; I—мятка; II—жмых; III— масло; IV— мятка, мезга, жмых; V— зеерная осыпь, фильтропрессовый шлам

Холодное прессование. Термин «холодное прессование» означает только то, что перед прессованием проводят специальную влаготепловую обработку измельченного сырья в более мягких условиях. Холодное прессование как способ производства растительных масел применяют редко — для получения масел специального назначения из специфического сырья, например масел из фруктовых косточек (абрикосовых, персиковых и т. п.), из ядра кедровых орехов.