Технологическая схема производства растительного масла

В тканях масличных семян запасы масла распределены неравномерно. Большая часть масла содержится в ядре семени (зародыше и эндосперме), а в плодовой и семенной оболочках его количество небольшое, и оно имеет другой состав. Поэтому при переработке масличных культур целесообразно предварительно отделить эти оболочки от ядра. Целесообразность их отделения вызывается также и тем, что ткани оболочки вследствие их большой пористости поглощают, а затем и прочно удерживают масло. Отделение оболочек также упрощает проведение последующих технологических операций (измельчения, прессования).

Для получения растительного масла применяются механический способ производства (прессование) и химический (экстракционный).

Принципиальная технологическая схема производства растительного масла включает следующие основные технологические операции: очистка сырья, обрушивание семян, сортирование рушанки, измельчение семян, влаготепловая обработка мятки, отжим масла, обработка жмыха растворителем, отгонка растворителя, рафинация масла (рис.).

Очистка сырья

Чистые семена

Обрушивание семян

Рушанка Недоруш

Сортирование рушанки

Лузга Целые ядра

Половинки ядер

Масличная пыль

Измельчение

Растворитель

Мятка

Влаготепловая обработка мятки

Мезга

Отжим масла

Масло Жмых

Очистка масла (фильтрование,

гидротация, рафинация, дезодорация) Экстракция

Осадок Очищенное Мисцелла Шрот

масло

Фильтрация Отгонка

растворителя

Мисцелла Шрот Раство-

ритель

Отгонка

растворителя

Масло Растворитель

Рис. Технологическая схема производства растительного масла

Очистка сырья. Присутствие примесей в сырье осложняет переработку маслосемян. Очистка и сортирование маслосемян основаны на различии размеров и аэродинамических свойств семян и примесей. Наиболее широко используют разделение масличных семян и сора путем просеивания на ситах. Одинаковые по размерам, но более легкие или более тяжелые примеси выделяют при пневматической очистке. Металлопримеси удаляются из сырья на электромагнитных сепараторах.

Для некоторых семян (подсолнечник) может применяться калибровка по крупности. Раздельная переработка крупных и мелких семян позволяет получить большее количество масла высшего сорта.

Обрушивание оболочек производят на семенорушках за счет удара семян о движущиеся бичи и неподвижную деку. Смесь, выходящая из рушки, называется рушанкой и представляет собой комплекс разнообразных по размерам частиц: крупной, мелкой и средней лузги, целяка (целых семян), недоруша (частично неразрушенных семян), целого ядра, половинок ядра, мелких частиц лузги и ядра, масличной пыли. Поэтому рушанку разделяют на несколько фракций. Недоруш, состоящий из целых и частично разрушенных семян, направляется на повторное обрушивание. Отдельно отделяется крупная и мелкая лузга. Масличная пыль присоединяется к ядру. Целые ядра и их половинки направляются на измельчение.

Измельчение. Измельчение ядер проводится с целью облегчения выделения из них масла. В основном для измельчения применяют пятивальцовые станки. Полученный после измельчения материал (мятка) отличается большой поверхностью, что способствует более быстрому извлечению масла. При измельчении помимо разрушения клеточных оболочек интенсивно разрушается маслосодержащая часть клетки, и все большая часть масла высвобождается и сразу же покрывает тонкой пленкой огромную поверхность частиц мятки.

Чем интенсивнее измельчение, тем меньше клеток остается неразрушенными, тем больше масла будет находиться в виде тонкой пленки на поверхности частиц мятки. Мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, не содержать целых неразрушенных клеток, но и количество очень мелких (мучнистых) частиц должно быть невелико. Большое количество мучнистых частиц осложняет проведение последующих операций. При большом количестве лузги или шелухи в рушанке её измельчение затрудняется.

Мятку нельзя долго хранить, так как под действием ферментов происходит гидролиз жиров на составные части, что ухудшает как пищевые, так и технические качества масла.

Влаготепловая обработка мятки. В результате влаготепловой обработки изменяется структура мятки и уменьшается вязкость жира, благодаря чему мятка лучше отпрессовывается, выход растительного масла увеличивается.

На первом этапе проводят увлажнение и прогрев паром до температуры 60⁰С. В результате такой обработки образуется поверхностный слой масла, который легче выделяется на прессах. Мятка тщательно перемешивается.

Второй этап – это подача увлажненной и прогретой мятки в жаровню для нагрева и высушивания при температуре 105…110⁰С. Высушенная мятка называется мезгой. Влажность мезги в зависимости от культуры составляет от 4,5 до 6,5 %. Такая обработка вызывает денатурацию белковых веществ.

Увлажняют и поджаривают мятку в жаровнях различных конструкций и производительности (шнековых, барабанных и чанных).

Отжим масла. В большинстве случаев прессование чаще всего предшествует окончательному обезжириванию материала растворителем – экстракции. Подогретую мезгу подают на шнековые прессы непрерывного действия. Особенностью шнекового пресса является непрерывное уменьшение транспортирующей способности шнекового вала путем уменьшения шага витков шнекового вала и уменьшения свободного пространства между телом шнекового вала и внутренней поверхностью барабана к выходу из пресса. Поэтому прессуемая мезга сначала уплотняется, а дальше начинает сжиматься все сильнее по мере продвижения вдоль оси шнекового вала. Масло при этом вытекает через щели между планками камеры.

Мезгу обычно прессуют дважды. Сначала на форпрессах отделяется часть масла, а затем частично обезжиренную мезгу, называемую форпрессной ракушкой, измельчают, нагревают в жаровне и снова прессуют. При таком способе производства масла получают два продукта – масло и жмых, в котором содержится 7…9 % масла.

Экстракция масла. Силы, удерживающие масло в поверхностных слоях, во много раз превышают давления, развиваемые современными прессами. Единственным способом, позволяющим обеспечить практически полное извлечение масла, является экстракционный. В качестве растворителей используются экстракционный бензин и гексан. Для повышения эффективности экстракции сырьё (жмыховую крупку) пропускают через плющильные вальцы.

Извлечение масла производится в непрерывно-действующих шнековых экстракторах путем создания противотока тонких лепестков жмыха и растворителя. Образовавшийся продукт называется мисцеллой. Экстракция может проводиться также ступенчатым орошением растворителем.

Обезжиренный шрот частично освобождается от растворителя вакуумом. Затем его обрабатывают паром для испарения растворителя, подсушивают, охлаждают и измельчают. Такой шрот содержит только около 1 % масла.

Мисцеллу фильтруют на специальных фильтрах и сливают в мисцеллосборники. Она содержит в среднем 25…30 % масла (нелетучая фракция) и 70…75 % растворителя (летучая фракция).

Отгонку растворителя из мисцеллы проводят паром в дистилляторах непрерывного действия. Сначала мисцеллу подогревают до температуры 100…105⁰С. При этом часть растворителя испаряется, и концентрация масла повышается до 75…85 %. В присутствии нагретого водяного пара отгонка растворителя становится возможной без сильного нагрева масла.

Затем мисцеллу направляют в окончательный дистиллятор и обрабатывают паром при температуре 200…220⁰С и одновременно подогревают паром через паровую рубашку.

Готовое масло направляется на охлаждение. Немедленное охлаждение масла необходимо для предотвращения окислительных процессов, возможных при соприкосновении горячего масла с кислородом воздуха. Пары растворителя и воды по трубам отводятся в конденсатор с водяным охлаждением, где они конденсируются и в дальнейшем легко отделяются по плотности.

Очистка масла. Под влиянием повышенных температур, давления и действия растворителя вместе с маслом из клеток извлекаются и другие вещества, способные растворяться в масле. Поэтому в полученном масле всегда присутствуют фосфолипиды, воски, красящие вещества, свободные жирные кислоты и др. Кроме того, в масле содержатся твердые примеси, мелкие частицы мезги. В связи с этим обязательной операцией технологического процесса является очистка. Масло очищается на центрифугах, фильтр-прессах, отстаиванием.

Для удаления из масла фосфолипидов и восков применяют гидратацию или «вымораживание».

Гидратация – процесс обработки масла водой или паром. При перемешивании их с маслом происходит увлажнение фосфатидов и белковых веществ, которые выпадают в осадок. Получаемые фосфолипиды используются в хлебопекарной и кондитерской промышленности, а также в сельском хозяйстве на кормовые цели.

«Вымораживание» заключается в постепенном охлаждении масла до температуры 20⁰С, а затем до 1…3⁰С, что способствует укрупнению кристаллов воска и облегчает его отделение.

Одним из способов очистки масла является обработка слабыми растворами щелочей (NaOH). При этом из масла выводятся свободные жирные кислоты в виде натриевых солей. Происходит некоторое осветление масла в результате взаимодействия красящих веществ со щелочью.

Полное удаление из масла красящих веществ может быть достигнуто адсорбционной рафинацией. Масло обрабатывают активированным углем, отбеливающими глинами и другими сорбентами.

Дезодорацию масла проводят в специальных аппаратах, пропуская через него перегретый водяной пар, с которым удаляются ароматические вещества.

Непосредственно в хозяйствах для получения растительного масла могут использоваться прессы различной производительности (ПШМ-250 и др.). При этом получают неочищенное масло и жмых с содержанием масла 8…10 %.