Лекция 10. Способы рафинации растительных масел

1. Назначение рафинации

2. Способы гидратации масел

3. Выделение восков

Цель лекции: Изучить основные способы рафинации различных растительных масел.

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

.

Рафинация объединяет ряд важнейших технологических процессов обработки жиров (масел) с целью удаления из них примесей и тех сопутствующих веществ, которые снижают каче­ство и технологические свойства.

Рафинация позволит повысить качественные показатели масла, в результате чего становится возможным перевести некоторые из них из разряда технических и даже токсичных в разряд пищевых.

Рафинация представляет собой сложный комплекс различных физических и химических процессов, применение которые позволяет избирательно воздействовать на сопутствующие вещества, ослаблять их связь с триглицеридами и выводить из масла характер и последовательность этих процессов определяются, с одной стороны, природой масел и их качеством, с другой, - требуемой глубиной очистки.

В связи с этим большое внимание уделяется выбору таких условий проведения отдельных этапов рафинации, при которых триглицеридная часть жиров максимально предохраняется от не­благоприятного воздействия влаги, кислорода воздуха, тепла и химических агентов. Кроме того, задачей рафинации является максимальное выделение из масла наиболее ценных сопутст­вующих веществ с сохранением их свойств для использования в качестве побочных продуктов. Такими продуктами, например, являются фосфатиды, свободные жирные кислоты, восковые ве­щества.

К рафинированным маслам в зависимости от целевого на­значения предъявляется ряд основных требований. Масла и жи­ры, идущие непосредственно на пищевые цели, должны рафини­роваться по полному циклу, который охватывает следующие процессы: выделение фосфорсодержащих и воскоподобных ве­ществ, удаление свободных жирных кислот, красящих и одори­рующих веществ.

Масла, используемые для различных технических целей или направляемые на гидрогенизацию, подвергаются более короткому циклу рафинации (в этом случае исключается удаление одорирующих веществ).

Методы рафинации

Различное качество масел и жиров, поступающих на рафи­нацию, а также разнообразные требования, предъявляемые к рафинированным жирам, указывают на то, что в каждом отдельном случае необходимо применять разные методы рафинации или же различные их сочетания. Определяющим фактором является спо­собность применяемых реагентов или методов избирательного воздействия на отдельные сопутствующие вещества, разрушая или ослабляя их связи между собой и триглицеридами.

Классификация методов рафинации жиров приведена в таблице 4

Использование каждого из перечисленных методов без учета их взаимосвязи может привести к неправильному построению всего процесса рафинации в целом. Поэтому обязанностью технолога является четкое знание основных принципов каждого метода, его потенциальных возможностей, а также наиболее рациональное их сочетание для достижения необходимой глубины очи­стки масла.

Гидратации масла

Гидратация осуществляется с целью извлечения фосфатидов масел, Она представляет собой первый этап комплексного про­цесса рафинации, предопределяющий не только качество рафи­нированного масла, но и эффективность последующих стадий его

переработки.

Фосфолипиды составляют наиболее широкую и ценную группу веществ, сопутствующих глицеридам. В масличных семе­нах они локализованы преимущественно в нежировой фазе в сво­бодном и связанном с белками и углеводами состоянии; в зави­симости от способов и режимов получения нерафинированных масел степень одновременного извлечения фосфатидов из мас­личного сырья составляет от 20 до 90%.

Хотя фосфатиды присутствуют в маслах сравнительно в не­больших количествах, но благодаря своей активности оказывают существенное влияние на качество масла и его свойства. Фосфа­тиды не устойчивы в масле и даже при его кратковременном хра­нении частично выделяются, образуя осадок. На тех стадиях ра­финации, где используется вода или водные растворы, они стаби­лизируют эмульсии, в результате чего возникают трудности при разделении фаз. При отбелке некоторые фосфатиды собираются поверхностью сорбента, что приводит к увеличению его расхода. В процессе гидрогенизации масел фосфатиды взаимодействуют с поверхностью катализатора, снижая его активность и осложняют последующее отделение катализатора от саломаса отстаиванием

и фильтрованием.

Все это приводит к необходимости извлекать фосфатиды из нерафинированного масла перед его дальнейшей промышленной переработкой.

Учитывая высокие физиологические и пищевые достоинства фосфатидов, а также их важное значение как эмульгаторов и раз-

жителей, предусматриваются не только извлечение фосфата­ми, но и их облагораживание с целью производства самостоятельного продукта, так называемого фосфатидного концентрата.

Технология гидратации

В промышленной практике применяют различные условия осуществления гидратации, отличающиеся аппаратурным оформлением процесса, параметрами и качеством перерабаты­ваемого масла.

Однако независимо от способа осуществления гидратация

состоит из следующих этапов:

смешивание масла с гидратирующим агентом (температура и количество агента определяются в зависимости от природы

масла и его качества);

выдержка (экспозиция) смеси масло - вода для обеспечения

процесса коагуляции фосфатидов;

разделение образовавшихся фаз гидратированное масло -

фосфатидная эмульсия;

высушивание гидратированного масла и получение товар­ного продукта;

высушивание фосфатидной эмульсии, получение фосфатид­ного концентрата и его фасовка.

Количество гидратирующего агента зависит от содержания фосфатидов и гидрофильных веществ, их состава, структуры и устанавливается с помощью пробной лабораторной гидратации для каждой партии масла, оно колеблется от 0,5 до 6,0 %. Наи­большее количество воды используется для гидратации соевого масла. Уменьшение количества агента приводит к неполной гид­ратации, а увеличение - к образованию стабильных эмульсий, что

затрудняет разделение фаз.

Так как гидратация фосфатидов протекает на поверхности раздела фаз вода - масло, то для обеспечения наибольшего эф­фекта, особенно на начальных этапах процесса, требуется макси­мально развить поверхность, что обычно достигается при помо­щи интенсивного перемешивания.

Оптимальные температурные режимы зависят от вида масла и его качества. Для подсолнечного, арахисового масел темпера­тура составляет 45-50 °С, для соевого, кукурузного - 60-70 °С. Гидратация протекает с выделением тепла, поэтому при сниже нии температуры можно ожидать большей глубины гидратации но при этом возрастает вязкость масла, что затрудняет после дующее разделение фаз. Температура выше оптимальной приводит к ухудшению процесса за счет повышения растворимости фосфатидов в горячем масле и повышает возможность пептизациискоагулированных фосфатидов.

Эффект отделения коагулированных частиц фосфатидов тем выше, чем больше разность между плотностями разделяемых фаз и крупнее агенты частиц. Поэтому необходимо некоторое время для набухания и разделения гидратных оболочек фосфатидов . экспозиция, которая обычно составляет 10-30 мин. При непре­рывном перемешивании смеси с целью поддержания фосфатидов во взвешенном состоянии интенсивность механического или ино­го воздействия регулируется так, чтобы не разрушить образовав­шиеся коагуляты. Проведение гидратации с соблюдением всех требуемых условий приводит к улучшению некоторых качест­венных показателей масла:

снижается кислотное число на 0,4-0,5 мг КОН в основном за счет выделения кислых форм фосфатидов, титруемых щелочью при определении кислотного числа:

снижается интенсивность цвета масла, что связано с сорб­цией пигментов на поверхности фосфатидов, а также, возможно, с извлечением окрашенных соединений типа меланофосфатидов; вместе с фосфатидами удаляются белки, слизи, а также об­рывки клеточных тканей и механические взвеси, составляющие в масле отстой по массе.

Пробная гидратация, выход гидратированного масла

Пробная гидратация проводится для определения необхо­димого количества воды или другого гидратирующего агента, температуры процесса, а также для уточнения других технологических параметров процесса.

Принцип метода. Основан на определении условий, обеспе­чивающих максимальное выведение в осадок фосфолипидов, рас­творенных в масле.