Технологический процесс производства растительного масла

1. Технологический процесс производства растительного масла

1.1Характеристика  продукта

Подсолнечное масло  жирное растительное масло, получаемое из семян подсолнечника.[1]

Состав подсолнечного  масла определяется его жирнокислотным составом. Подсолнечное масло имеет приятные запах и вкус. Плотность при 10°C 920-927 кг/м3, температура застывания от −16 до −19 °C, кинематическая вязкость при 20 °C 60,6·10−6 Па/с, однако не является ньютоновской жидкостью (число Деборы около 0,5). Йодное число 119136, гидроксильное число 2-10,6.

Масло подсолнечное по способу  получения классифицируется на:

- прессовое;

- экстракционное.

Прессовое масло вырабатывают, как правило, на шнековых прессах  однократного или многократного  отжима; экстракционное масло получают в результате экстрагирования масла из жмыха, являющегося продуктов прессования наряду с прессовым маслом.

Данные масла производят на маслоэкстракционных заводах (МЭЗах)и  маслопрессовых заводах.

Содержание жирных кислот в подсолнечном масле (в %): стеариновая 1,64,6, пальмитиновая 3,56,4, миристиновая до 0,1, арахиновая 0,70,9, олеиновая 2440, линолевая 4662, линоленовая до 1. Средняя молекулярная масса жирных кислот 275286.

Содержание фосфорсодержащих веществ, токоферол, восков, влаги, летучих  веществ, не жировых примесей, величина цветного числа, прозрачности, перекисного числа, температура вспышки, а также сорт  зависят от способа отжима, экстракции и последующей обработки масла, изменяясь в широких пределах.

 

 

 

 

1.2 Сырьё для  производства

Подсолнечник - основная масличная культура. Его масло обладает высокими вкусовыми качествами и превосходит другие растительные масла по питательности и усвояемости. Оно используется непосредственно в пищу, а также для изготовления маргарина, консервов, хлебных и кондитерских изделий. Низшие сорта масла используются для технических целей.

Подсолнечник - теплолюбивая культура. культивируется сборный полиморфный  вид, объединяющий два самостоятельных  вида - подсолнечник культурный и подсолнечник дикорастущий. Вид подсолнечника  культурного делится на два подвида: полевой (его называют также культурным - масличное растение) и декоративный. Наибольшее значение для сельскохозяйственного производства в нашей стране имеют двегруппы-среднерусская и северорусская.

Плод подсолнечника - четырехгранная семянка, несколько удлиненная и клиновидно заостренная книзу. Семянка состоит из толстого деревенеющего околоплодника (плодовая оболочка, кожура, лузга) и заключенного в нем семени (ядро).

Величина, форма и окраска  семянки сильно варьируют по сортам. Окраска может быть белой, серой, черной, черно-фиолетовой, однотонной или полосатой. В центре корзинки обычно формируются мелкие семянки, а ближе к краю - более крупные. Поэтому партии подсолнечника невыравненные - содержат семянки разного размера и неодинаково выполненные. В связи с неблагоприятными условиями созревания нередко образуется много пустых семянок. Подсолнечник - перекрестноопыляемое растение, поэтому классификация его разнообразных форм и сортов затруднена. Его классифицируют по строению семянок. По морфологическим признакам подсолнечник культурный (полевой) делят на 3 группы: грызовой, масличный и межеумок. По морфологическим признакам межеумок занимает промежуточное положение между грызовым и масличным подсолнечником.

 

Районировано более 20 сортов подсолнечника. Созданы высокомасличные, малолузжистые, стойкие к ржавчине, выносливые к заразихе и пригодные к механизированной уборке сорта. Панцирность новых сортов доведена до 97 - 98%, повышен заводской выход масла с 25 - 29 до 45 - 47%. Лучшие сорта имеют масличность 50 - 51% и выше (ВНИИМК 1646, Передовик улучшенный, Смена и др.).

Создание новых сортов подсолнечника - выдающееся достижение русских селекционеров В.С. Пустовойта, Л.А. Жданова и др.

По кислотному числу  жира семена подсолнечника подразделяют на 3 класса (в Mr КОН на 1 г жира): высший класс - не более 0,8, 1-й класс - 0,9 - 1,5, 2-й класс- 1,6 - 3,5. При поставке на переработку - не более 1,3; 1,4 - 2,2 и 2,3 - 5,0 соответственно.

В семенах подсолнечника, предназначенных для выработки  продуктов питания, как и в зерне других культур, строго нормируются остаточные количества пестицидов - ДДТ (сумма изомеров и метаболитов гексахлорциклогексана) или ГХЦГ (гептахлора, эпоксида гептахлора), а также содержание кадмия, меди, ртути, свинца и афлотоксина.

При размещении, транспортировке  и хранении семян подсолнечника  учитывают состояние по влажности, а также засоренности сорной и  масличной примесью.

Подсолнечник используется для получения растительного  масла, в небольшом количестве - в  кондитерских изделиях и лекарственных медицинских препаратах. Жмых и шрот являются высокобелковым концентрированным кормом. Кроме того, подсолнечник - хороший медонос.[1]

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Вспомогательные  материалы используемые в производстве

Вода потребляется для  получения технологического пара, для промывки оборудования и других целей.

Для технологических  процессов употребляют воду, соответствующую  требованиям действующего стандарта, с общей жесткостью не более 7 мгּэкв/л. Для охлаждения и промывки оборудования может быть использована вода из открытых водоемов после соответствующей промывки.

Водяной пар применяют  для производственного процесса (перегонка с водяным паром) эфирномасличного сырья.

Характеристика насыщенного  водяного пара, применяемого в масличном  производстве, представлена в таблице 1.

Таблица 1. Основные характеристики насыщенного водяного пара.

Температура, ºС	100	120	150
Плотность пара, кг/м3	0,5	1,1	2,5
Давление пара, мПа	1,03	2,02	4,85
Теплота испарения, кДж	539,0	523,0	505,0
Вязкость	0,283	0,232	0,184

В процессе производства применяются как глухой, так и  острый пар.[1]

1.4 Подготовка сырья и вспомогательных материалов к производству

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.[2]

 

 

 

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). Далее происходит 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 23% 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.

Обрушивание семян и  отделение ядра от оболочки .Семена подсолнечника перерабатывают после отделения оболочки.

Обрушивание  разрушение оболочек масличных семян путем  механического воздействия осуществляется в семенорушках бичевого типа МРН, обрушивающими  элементами которой являются колосники  с волнистой поверхностью  деки.

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). Установлены нормы содержания целяка, недоруша, сечки и масличной пыли.

Разделение  рушанки на фракции. Для разделения рушанки используют аспирационные семеновейки Р1-МСТ, электросепараторы   СМР - 11.

 

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.

Воду превращают в  пар в котельной и по трубам направляют в жаровни для жарения  мятки - превращения её в мезгу.

 

1.5 Технологический процесс производства

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[2]:

1-й этап  увлажнение  мятки и подогрев в аппаратах  для предварительной влаготепловой  обработки мятки  инактиваторах или про-парочно-увлажнительных шнеках. Мятку нагревают до температуры 8085 ⁰С 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 89%.

 

 

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 6085% 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 47%.

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 6375 °С.

 

Экстракция  это диффузионный процесс, движущей силой которого является разность концентраций мисцеллы  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.