Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Растительные масла – сложные смеси органических веществ – липидов, выделяемых из тканей растений (оливки, подсолнечник, соя, рапс и др.). По своему составу липиды делятся на две группы: простые и сложные. Основными компонентами простых липидов являются жиры, составляющие до 95…97 % липидов. В состав жиров входят в основном триглицериды – вязкие жидкости или твердые вещества с низкой (до 40 °С) температурой плавления, без цвета и запаха, легче воды (при 15 °С плотность 900…980 кг/м 3), нелетучие. Они хорошо растворимы в органических растворителях и нерастворимы в воде. Жиры содержат также насыщенные и ненасыщенные кислоты и воски. Важными компонентами сложных липидов являются фосфолипиды.

Растительные жиры и масла являются обязательными компонентами пищи, источником энергетического и пластического материала для человека, поставщиком необходимых для него веществ, которые участвуют в регулировании обмена веществ, кровяного давления, выделении из организма избыточного количества холестерина и др. Наиболее важными компонентами жиров являются полиненасыщенные кислоты – линолевая и линоленовая. Они не синтезируются в организме человека и получили название незаменимых или эссенциальных кислот. Длительное ограничение в питании незаменимых жирных кислот приводит к физиологическим отклонениям: нарушается деятельность центральной нервной системы, снижается иммунитет организма, сокращается продолжительность жизни. Но избыточное потребление жиров также нежелательно, оно приводит к ожирению и сердечно-сосудистым заболеваниям.

В России выпускают следующие виды растительных масел: рафинированное (дезодорированное и недезодорированное), гидратированное (высший, I и II сорта), нерафинированное (высший, I и II сорта). В торговую сеть и на предприятия общественного питания необходимо направлять только рафинированное дезодорированное масло, которое упаковывают в стеклянные или пластмассовые бутылки.

Согласно стандарту в готовом масле определяют физико-химические показатели допустимого содержания вредных веществ, количества влаги, значений кислотного и йодного чисел и др., а также органолептические показатели: прозрачность, запах и вкус.

Рекомендуемое содержание жиров в рационе человека составляет в среднем 100…108 г в сутки, в том числе непосредственно в виде жиров 50…52 г. Оптимальный химический состав пищи по жирам обеспечивается при использовании в рационе 1/3 растительных и 2/3 животных жиров.

Сырьем для производства растительных масел служат в основном семена масличных культур, а также мякоть плодов некоторых растений. По содержанию масла семена подразделяют на три группы: высокомасличные (свыше 30 % – подсолнечник, арахис, рапс), среднемасличные (20…30 % – хлопчатник, лен) и низкомасличные (до 20 % – соя). В России основной масличной культурой является подсолнечник. В производство поступают семена подсолнечника с масличностью 40…50 %, влажностью 6…8 %, содержанием сорных примесей не более 3 %.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Переработка семян подсолнечника в растительное масло предусматривает реализацию процессов обрушивания и измельчения семян, гидротермической обработке мятки, извлечения и рафинации масла.

О б р у ш и в а н и е с е м я н п о д с о л н е ч н и к а. Запасы масла в тканях масличных семян распределены неравномерно: главная часть сосредоточена в ядре семян – в зародыше и эндосперме. Плодовая и семенная оболочки содержат относительно небольшое количество масла, имеющего другой (худший по пищевой ценности) химический состав. В связи с этим оболочки отделяют от основных маслосодержащих тканей путем разрушения покровных тканей семян – обрушивания и последующего разделения полученной смеси – рушанки на ядро и лузгу.

Важнейшее требование к операции обрушивания – разрушение оболочки не должно сопровождаться измельчением ядра. Качество рушанки характеризуется содержанием в ней нежелательных фракций – целых и частично разрушенных семян, так называемые целяк и недоруш, раздробленного ядра (сечки) и масличной пыли. Наличие таких фракций увеличивает засоренность (лузжистость) ядра, повышает потери частиц ядра с отделяемой лузгой.

Разделение рушанки на ядро и лузгу основано на различии в их размерах и аэродинамических свойствах. Поэтому сначала получают фракции рушанки, содержащие частицы ядра и лузги одинакового размера, а затем в потоке воздуха рушанку разделяют на ядро и лузгу. Качество операции разделения рушанки оценивают по величине остаточного содержания лузги в готовом ядре и потерями масла с отделяемой лузгой.

И з м е л ь ч е н и е с е м я н. Масло содержится во внутриклеточной структуре ядра семян, которые для выделения масла необходимо разрушить. Требуемая степень измельчения достигается путем воздействия на обрабатываемый материал механических усилий, производящих раздавливающее, раскалывающее, истирающее и ударные действия. Обычно измельчение достигается сочетанием нескольких видов указанных усилий.

Полученный после измельчения полуфабрикат называется мяткой и отличается очень большой удельной поверхностью, так как помимо разрушения клеточных оболочек при измельчении нарушается также внутриклеточная структура маслосодержащей части клетки, значительная доля масла высвобождается и сразу же адсорбируется на поверхности частиц мятки.

Хорошо измельченная мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, проходящих через сито с отверстиями 1 мм, не должна содержать целых, неразрушенных клеток, и в то же время содержание очень мелких (мучнистых) частиц в ней должно быть невелико. Конечным результатом операции измельчения является перевод масла, заключенного в клетках семян, в форму, доступную для дальнейших технологических воздействий.

Г и д р о т е р м и ч е с к а я о б р а б о т к а м я т к и. Масло, адсорбированное в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается значительными поверхностными силами. Эти силы можно существенно ослабить при увлажнении и последующей тепловой обработке мятки.

Интенсивное кратковременное нагревание мятки с одновременным увлажнением способствует равномерному распределению влаги в мятке и частичной инактивации гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла. Затем мятку нагревают и высушивают. В результате такой обработки мятка превращается в мезгу, подготовленную к отжиму масла.

И з в л е ч е н и е м а с л а. В практике производства растительных масел существуют два принципиально различных способа извлечения масла из растительного маслосодержащего сырья: механический отжим масла – прессование и растворение масла в легколетучих органических растворителях – экстракция. Эти два способа производства растительных масел используются либо самостоятельно, либо в сочетании одного с другим.

В настоящее время для извлечения масла сначала используют способ прессования, при котором получают ¾ всего масла, а затем – экстракционный способ, с помощью которого извлекают остальное масло.

Масло отжимается в шнековых прессах различных конструкций. Давление, развиваемое шнековым прессом, достигает 30 МПа, степень уплотнения (сжатия) мезги 2,8…4,4 раза. При этом частицы мезги сближаются, масло отжимается, а прессуемый материал уплотняется в монолитную массу-жмых.

Прессовым способом невозможно добиться полного обезжиривания мезги, так как на поверхности частиц жмыха, выходящего из пресса, всегда остаются тонкие слои масла, удерживаемые поверхностными слоями, во много раз превышающими давление, развиваемое современными прессами. Даже на прессах, работающих с максимальным съемом масла и развивающих высокое давление, получают жмых масличностью 4…7 %.

Экстрагирование – извлечение масла из жмыха, производимое с помощью растворителей. В качестве растворителей для экстрагирования растительных масел применяют экстракционный бензин и нефрас с температурой кипения в пределах 63…75 °С. Масло, которое находится на поверхности вскрытых клеток, при омывании бензином легко растворяется в нем. Значительное количество масла находится внутри невскрытых клеток или внутри замкнутых полостей (капсюль). Извлечение этого масла требует проникновения растворителя внутрь клетки и капсюль и выхода растворителя в окружающую среду. Процесс этот происходит за счет молекулярной и конвективной диффузии.

В результате экстракции получают раствор масла в растворителе, называемый мисцеллой, и обезжиренный материал – шрот.

Для удаления из мисцеллы механических примесей ее фильтруют. После этого она состоит из легкокипящего растворителя и практически нелетучего масла. В масложировой промышленности операцию отгонки растворителя называют дистилляцией. При относительно невысоких концентрациях масла в мисцелле процесс удаления растворителя вначале сводится к обычному процессу выпаривания. По мере повышения концентрации масла температура кипения мисцеллы очень быстро возрастает. В связи с этим для снижения температуры отгонки и ускорения процесса применяют отгонку растворителя под вакуумом, а также с водяным паром.

Р а ф и н а ц и я м а с л а. Рафинацией называют процесс очистки масла от нежелательных групп липидов и примесей. Вследствие разнообразия физических и химических свойств липидов, входящих в состав природных масел и жиров, современная рафинация представляет собой комплексный процесс, включающий последовательную цепь технологических операций, отличающихся по характеру химических и физических воздействий на удаляемые группы липидов.

Объем и последовательность операций при рафинации зависят от вида и назначения масла. Гидратация применяется для удаления из масла с помощью воды группы веществ с гидрофильными свойствами (фосфолипиды, слизистые и белковые вещества), которые при хранении масла выпадают в осадок. Нейтрализация масла щелочью позволяет очистить его от свободных жирных кислот, способных к омылению. Охлаждение масла необходимо для вымораживания восков и отделения их кристаллов. Дезодорация масел представляет собой дистилляционный процесс удаления летучих веществ, определяющих запах и вкус масла, а также чужеродных соединений, ядохимикатов и токсичных продуктов.

При выполнении всех перечисленных операций происходят изменения химического состава и физического состояния нежелательных веществ, в результате которых они превращаются в твердые частицы и взвеси. Их можно удалить из масла различными физическими методами механической рафинацией: фильтрацией, отстаиванием и центрифугированием.

Обязательное условие применяемых технологических операций – это сохранение, имеющей пищевую ценность, триацилглицериновой части масла в нативном состоянии.

Полная рафинация необходима при получении салатного масла, поступающего для непосредственного употребления в пищу, для масел и жиров, используемых при производстве маргарина, кондитерских, кулинарных жиров и майонеза.

Шрот, полученный в результате экстракционной обработки жмыха, также очищают от растворителя методом отгонки и используют в качестве корма для животных. Из шрота по специальной технологии можно извлекать пищевой белок.

При гидратации подсолнечного масла высшего и I сорта получают пищевой фосфатидный концентрат, содержащий 40…70 % поверхностно-активного вещества – лецитина и используемый в качестве эмульгатора, а при гидратации масла II сорта производят кормовой фосфатидный концентрат.

Соапсток, образующийся при щелочной нейтрализации масла, применяется в производстве мыла.

Стадии технологического процесса. Производство растительного масла из семян подсолнечника состоит из следующих стадий и основных операций:

– приемка семян и очистка их от примесей;

– обрушивание семян, разделение ядра и лузги;

– измельчения семян и гидротермическая обработка мятки;

– прессование мезги и очистка прессового масла;

– структурирование жмыха и экстрагирование из него масла;

– дистилляция мисцеллы;

– рафинация масла: гидратация, нейтрализация, дезодорация, охлаждение, механическая очистка примесей;

– отгонка растворителя из шрота;

– упаковывание готового масла в потребительскую и транспортную тару.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для очистки семян, состоящего из весов, силосов, сепараторов, магнитных уловителей, расходных бункеров, норий и конвейеров.

Следующий комплекс оборудования для получения ядра семян, в состав которого входят центробежные рушильные машины, семеновейки, аспирационные системы, рассев, нории и конвейера.

Ведущий комплекс оборудования линии предназначен для получения прессового масла, включающий вальцовые мельницы, инактиватор, маслоотжимной пресс, фильтры и насосы, а также оборудование для измельчения форпрессового жмыха и окончательного отжима из него масла.

В состав комплекса оборудования для получения экстракционного масла входят дробилка и плющильный станок для форпрессового жмыха, экстрактор, фильтры для мисцеллы, подогреватели и дистилляторы, холодильник для масла, конвейеры, насосы и емкости, оборудование для отгонки растворителя из шрота, а также оборудование для очистки растворителя.

Комплекс оборудования для полной рафинации масла содержит гидрататор, нейтрализатор, отбельный и сушильный аппараты, фильтры, дезодоратор, насосы и сборники.

В завершающий комплекс линии входят дозирующие устройства, машины для фасования масла и упаковывания продукции в транспортную тару.

Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника представлена на рис. 2.11.

Устройство и принцип действия линии. Семена подсолнечника, поступающие в производство, освобождаются от ферромагнитных примесей на магнитном сепараторе, взвешиваются, затем винтовым конвейером 1 подаются на воздушно-ситовой сепаратор 2 для очистки от минерального и органического сора (рис. 2.11, а).

Крупный сор, идущий сходом с верхнего (сортировочного) сита, винтовым конвейером 5 выводится из производства. Мелкий сор, идущий через нижнее (подсевное) сито и выходящий из циклонов 3 аспирационной системы сепараторов, снабженных вентиляторами 4 , также винтовым конвейером 5 выводится из производства. Содержание масличных примесей в отходящем соре не более 3 %.

Очищенные на ситах от крупного и мелкого сора семена поступают на вибролоток пневмосепарирующего канала сепаратора 2 . При проходе воздуха через поток семян легкие примеси выделяются из массы семян и выносятся воздухом через пневмосепарирующий канал и воздуховоды в осадочное устройство – горизонтальные циклоны. Они предназначены для предварительной очистки воздушного потока от примесей, выделенных из семян подсолнечника в пневмосепарирующем канале сепаратора. Из горизонтальных циклонов легкие примеси через противоподсосный канал поступают на винтовой конвейер 5 .

Воздух, выходящий из горизонтальных циклонов, дополнительно очищается в циклонах 3 , выделенные примеси из которых также выводятся винтовым конвейером 5 .

Очищенные семена подсолнечника из пневмосепарирующего канала скребковым конвейером 6 , норией 7 , винтовым конвейером 9 подаются на обрушивание в центробежные рушильные машины (рушки) 10 . Перед поступлением семян в рушки на самотеке из нории 7 в конвейер 9 установлен магнитный сепаратор (железоотделитель) 8

Семена, получив ускорение на центробежном вращающемся диске, попадают в радиальные направляющие каналы рушки, футерованные вкладышами из износостойкой керамики, откуда выбрасываются на кольцевую деку, ударяются о нее острым или тупым концом семени (т.е. получают удар по наиболее слабому направлению – вдоль длинной оси семени, что в основном и обеспечивает лучший эффект обрушивания). При ударе о деку наибольшая часть семян обрушивается и в виде рушанки поступает в цилиндрическое сито, расположенное внутри циклона рушки. При движении рушанки, вниз по ситу, происходит отделение части масличной пыли из рушанки, которая выводится из рушки винтовым конвейером 14 на винтовой конвейер ядра 22 , где смешивается с ядром.

Обрушенные в рушках семена подсолнечника (рушанка) состоят из целых ядер, их крупных частиц, сечки, масличной пыли, целых семян, недоруша, различного размера лузги и сора (растительного и минерального). Рушанка с содержанием целяка и недоруша до 25 %, масличной пыли до 10 %, сечки до 12 % самотеком поступает в семеновейки 16 15 .

Основное назначение семеновеек заключается в отделении необходимого количества лузги из рушанки при минимальной потере масла с лузгой. Одновременно в семеновейках удаляется и часть оставшегося сора.

В семеновейках происходит разделение на фракции обрушенных семян подсолнечника. Рушанка, пройдя через рассев семеновейки, разделяется на шесть фракций, из которых пять, поступает на вейку, а шестая выводится из машины, минуя вейку. Каждая из пяти фракций продукта, поступившего на вейку, попадает в предназначенную для нее камеру, где происходит провеивание продукта потоком воздуха и отделение лузги от ядра по разности аэродинамических характеристик.

Ядро с лузжистостью не более 12 % из второго-пятого разделов семеновеек 16 винтовыми конвейерами 22 , 48 49 для измельчения. Перед поступлением ядра в вальцовые станки на самотеке из конвейера 22 в конвейер 48 установлен железоотделитель 47 для удаления металлопримесей.

При измельчении ядра подсолнечных семян преследуют основную цель – добиться полного разрушения клеточной структуры ядра, что способствует более полному извлечению масла как прессованным, так и экстракционным способами. Оптимальная влажность ядра, при которой происходит максимальное разрушение клеточной структуры, лежит в пределах 5,5…6,0 %. Повышение влажности ядра по сравнению с указанной ухудшает качество измельчения (помола).

Ядро, попадая в проходы между размольными валками вальцового станка, за счет разности окружных скоростей валков, наличия рифлений на их поверхностях, а также разной величины зазора между валками измельчается, т.е. превращается в мятку.

Мятка (проход через 1 мм сито не менее 60 %) влажностью 5…6 % после вальцовых станков винтовым конвейером 50 подается на прессование.

Недоруш с первых разделов рабочих семеновеек 16 винтовым конвейером 21 , а также недоруш с первых разделов семеновейки для недоруша 35 винтовым конвейером 36 подается для контроля норией 23 , винтовым конвейером 24 в семеновейки 25 , где происходит отделение из него лузги.

Из семеновеек 25 недоруш винтовым конвейером 27 , норией 28 , винтовым конвейром 29 подается на повторное обрушивание на центробежную рушку недоруша 30 . Часть масличной пыли, выделенной из рушанки в центробежной рушке, выводится из нее винтовым конвейером 33 в винтовой конвейер ядра 22 , где происходит смешение масличной пыли с ядром.

а) Рис. 2.11. Машинно-аппаратурная схема линии производства растительного масла из семян подсолнечника

Рушанка самотеком поступает в семеновейки для недоруша 35 с помощью скребкового конвейера 34 , разделение в них на фракции происходит также, как в рабочей семеновейке 16 . Ядро винтовыми конвейерами 22 , 48 подается в бункеры для ядра над вальцовыми станками и затем в вальцовые станки 49 . Недоруш из семеновеек 35 соединяется с недорушем из рабочих семеновеек 16 и с помощью нории 23 и винтового конвейера 24 поступает на контроль в семеновейки 25 для отделения лузги. Перевей из семеновеек 35 соединяется с перевеем из рабочих семеновеек 16 и винтовым конвейером 19 , норией 38 , винтовым конвейером 39 подается в семеновейку 40 для контроля перевея с целью отделения лузги. Ядро из нее поступает в винтовой конвейер ядра 22 над вальцовыми станками.

б) Рис. 2.11. (Продолжение)

Лузга с масличностью не более 0,8 % выше ботанической из рабочих семеновеек 16 25 и перевея 40 , семеновеек для недоруша 35 винтовым конвейером 20 , норией 42 , винтовым конвейером 43 направляется на рассевы для контроля лузги 44 , где происходит отделение масличной пыли от лузги. Лузга винтовым конвейером 45 подается в пневмотранспорт лузги и выводится из производства.

Масличная пыль из рассевов 44 винтовым конвейером 46 подается на смешение с мяткой в винтовой конвейер 50 .

Аспирация рабочих семеновеек 10 и 30 осуществляется при помощи вентиляторов 12 и 32 . Масличная пыль осаждается в циклонах 11 и 31 , а затем винтовым конвейером 13 подается в винтовой конвейер мятки 50 .

16 осаждается в циклонах 17 и подается винтовым конвейером 18 также в винтовой конвейер мятки 50 .

Масличная пыль от аспирации рабочих семеновеек 16 , семеновеек для контроля недоруша 25 и перевея 40 и семеновеек для недоруша 35 осаждается в циклонах 17 , 26 , 41 , 37 и подается винтовым конвейером 18 на смешение с мяткой также в винтовой конвейер мятки 50 .

Получение прессового масла на линии осуществляется следующим образом. Мятка поступает в шнековый инактиватор 51 , где подвергается интенсивному нагреву острым паром до температуры 80…85 °С и увлажнению смесью водяного пара и конденсата до 8…9 % через форсунки непосредственно в поток мятки. Перемещаемая шнековыми валками мятка через выпускной патрубок поступает в верхний чан жаровни 52 .

С помощью ножевых мешалок материал постепенно перемешивается и перемещается из чана в чан, подвергаясь дополнительной влаго-тепловой обработке. Влажность мятки доводится до 7…9 %, температура до 100…105 °С. Испаряющаяся при этом влага удаляется из чанов через вертикальный коллектор с помощью вентилятора. Подготовленная в жаровнях мезга питателем подается в отжимные прессы (форпрессы) 53 , где происходит предварительный отжим масла. Отжимаемое масло, содержащее в себе твердые частицы прессуемого материала, которые выносятся потоком через зеерные щели, поступает в поддон станины и далее маслосборным шнеком 64 и норией 65 направляется на очистку.

Для первичной очистки форпрессовое масло поступает в виброклассификатор 66 , откуда предварительно очищенное от крупных взвешенных частиц направляется в маслосборник 67 и затем насосом 68 через напорный коллектор 69 подается на фильтр 70 . Первые, еще мутные, порции фильтрованного масла и оставшееся в фильтрате масло после очистки его фильтровальных поверхностей направляют в емкость 74 , откуда насосом 73 вновь подают в напорный коллектор 69 .

При выработке нерафинированного прессового масла продукт из фильтра 70 подается на охлаждение и последующее фасование. Для получения рафинированного масла из фильтра 70 продукт направляют на гидратацию.

Фильтрованный осадок и осадок из виброклассификатора поступают в накопитель-дозатор 71 , из которого его непрерывно и равномерно перекачивают насосом 72 в экстрактор или жаровню 61 .

Технология обработки форпрессового жмыха зависит от вида выпускаемого масла. Если линия предназначена для выпуска прессового масла, то форпрессовый жмых с пониженным содержанием масла, после грубого измельчения резаками, установленными на валу отжимного пресса, направляется винтовым конвейером 54 и норией 55 для дальнейшего измельчения. Толщина жмыховой ракушки должна быть 7…8 мм, масличность жмыха не более 18 %.

Жмых измельчают на дисковых 56 и вальцовых 57 мельницах. Измельченный форпрессовый жмых по степени измельчения должен быть однородным с содержанием прохода через сито 1 мм не менее 80 %.

Измельченный форпрессовый жмых шнековым конвейером 58 , норией 59 и распределительным шнековым конвейером 60 подается в маслоотжимные агрегаты окончательного прессования. В их состав входят жаровни 61 и отжимные прессы 62 . Масло из прессов 62 направляется в маслосборный винтовой конвейер 64 на первичную очистку.

Толщина жмыховой ракушки, выходящей из пресса, должна быть 5…7 мм, масличность жмыха – не выше 7 %. Из прессов 62 жмых винтовым конвейером 63 подают в склад.

Машинно-аппаратурная схема комплексов оборудования для получения экстракционного рафинированного масла, входящих в состав линии, изображена на рис. 2.11, б.

Форпрессовый жмых элеватором 75 и винтовым конвейером 76 подается на молотковую дробилку 77 . Полученная крупка винтовым конвейером транспортируется на плющильный вальцевый станок 78 и выходит из него в виде лепестков. Толщина лепестка 0,3…0,4 мм, проход через сито 1 мм не более 4 %, влажность 8…9 %. Подготовленный жмых в виде лепестков скребковым конвейером 79 направляется в загрузочную колонну экстрактора 80 .

В экстракторе 80 жмых обезжиривается растворителем (бензином), поступающим в экстракционную колонну. Экстрагирование проходит по принципу противотока, т.е. чистый растворитель, нагретый до 55…65 °С, поступает на наиболее обезжиренный материал, а концентрированная мисцелла – на свежезагруженное сырье. Соотношение экстрагируемого материала и растворителя 1,0: 1,1.

Пройдя экстракционную колонну растворитель опускается книзу, переходит в горизонтальный шнек и поступает в нижнюю часть загрузочной колонны. Поднимаясь вверх, растворитель (бензин) все более насыщается маслом и образует мисцеллу, которая и выходит из экстрактора. Концентрация мисцеллы 20…25 % масла.

Мисцелла из экстрактора 80 сливается в сборник нефильтрованной мисцеллы 81 , откуда насосом 82 подается на дисковый фильтр 83 . Давление на фильтре не выше 0,2 МПа, температура 50…60 °С, содержание механических примесей до фильтра – 0,4 %, после фильтра – не более 0,02 %. Из него мисцелла поступает в сборник фильтрованной мисцеллы 84 .

Шлам из фильтра (осадок) возвращается в нижнюю часть загрузочной колонны экстрактора.

Дистилляция осуществляется в три стадии:

I ступень при температуре 60…85 °С и атмосферном давлении доводит концентрацию масла в мисцелле до 55…60 %;

II ступень при 90…100 °С и атмосферном давлении концентрация масла в мисцелле до 90…95 %;

III ступень при 95…110 °С и разрежении (вакуум) 0,04…0,06 МПа получают масло без растворителя.

Отфильтрованная мисцелла из сборника 84 нагнетается насосом через подогреватель 85 в предварительный дистиллятор I ступени 86 . Частично упаренная мисцелла насосом 87 подается на II ступень дистилляции 88 , откуда высококонцентрированная мисцелла через подогреватель откачивается насосом на III ступень дистилляции в дистиллятор 89 для окончательной отгонки растворителя. Все три дистиллятора обогреваются паровыми рубашками, в дистиллятор 89 также подается острый пар.

Полученное экстракционное масло из дистиллятора 89 непрерывно откачивается насосом через холодильник, охлаждается до 50…60 °С и поступает в сборник 90 . Из него масло насосом 91 подают на гидрогенизацию.

Обезжиренный материал (шрот), содержащий не более 0,8…1,2 % масла, пройдя загрузочную колонну, горизонтальный шнек и экстракционную колонну выгружается из экстрактора 80 через отверстие в верхней части колонны в чанный испарителя (тостер) 92 . Перепуск шрота из чана в чан происходит автоматически с помощью перепускных клапанов. В каждом чане шрот нагревается и подвергается обработке острым паром, что обеспечивает эффективную отгонку растворителя. Из нижнего чана тостера 92 шрот, окончательно очищенный от растворителя, направляется в элеватор (склад).

Растворитель (бензин) из резервуара оборотного растворителя 100 подается в экстрактор 80 насосом через водоосадитель 101 и подогреватель 102 . Пары растворителя из экстрактора 80 поступают в конденсатор 103 . Пары растворителя из дистилляторов 86 , 88 , 89 поступают соответственно на конденсаторы 104 , 105 , 106 .

Пары растворителя и воды с примесью шротовой пыли из чанного испарителя 92 поступают в мокрую шротоловушку 93 , где очищаются распыленной через форсунки горячей водой. Очищенные пары поступают в конденсатор 94 . Промывные воды и шлам из мокрой шротоловушки направляются в испаритель отходящей воды 95 для отгонки из них растворителя, пары которого поступают в конденсатор 96 .

Бензоводный конденсат из конденсаторов 103 , 104 , 105 , 106 , 94 , 96 , 107 , пройдя охладитель конденсата 97 , поступает в водоотделитель 98 , где происходит разделение бензина и воды. Бензин сливается в рабочий бак 99 и далее в резервуар оборотного растворителя 100 . Вода сливается в бензоловушку и далее в канализацию.

Улавливание паров растворителя из паровоздушной смеси осуществляется в масляноабсорбционной установке. Паровоздушная смесь из конденсаторов 103 , 104 , 105 , 106 , 94 , 96 поступает в конденсатор 107 и далее в абсорбер 108 . В верхнюю часть абсорбера 108 насосом 111 дозируются из сборника 110 минеральное масло, предварительно охлажденное в охладителе 109 . Паровоздушная смесь, поднимаясь вверх в абсорбере 108 , орошается стекающим минеральным маслом, насыщая его растворителем. Очищенный от растворителя воздух через огнепреградитель выбрасывается в атмосферу. Обензиненное минеральное масло (насыщенное растворителем) из абсорбера 108 насосом 116 , предварительно подогретое в теплообменниках 114 и 115 , подается в десорбер 112 , где проходит интенсивная отгонка растворителя из минерального масла. Обезжиренное минеральное масло (освобожденное от растворителя) из десорбера 112 насосом 113 через теплообменник 115 возвращается в сборник 110 .

Рафинация подсолнечного масла на описываемой линии выполняется следующим образом. Сырое прессовое и рафинированное масло подается в гидрататор 118 , одновременно из сборника 117 в гидрататор поступает горячая вода. Для проведения гидратации растительное масло обрабатывают небольшим количеством умягченной воды (конденсатом). Количество конденсата для гидратации определяют для однородной партии масла в лабораторных условиях пробной гидратацией.

Гидрататор снабжен рубашкой, необходимой для поддержания оптимальной температуры масла 45…50 °С. В гидрататоре при медленном вращении мешалки происходит коагуляция и формирование хлопьев увлажненных фосфатидов. После заполнения гидрататора и образования хорошо сформированных хлопьев фосфатидов останавливают мешалку и отстаивают масло в течение 1…2 ч. Отстоявшееся масло откачивают по шарнирной трубе в сборник для гидратированного масла 122 . Из сборника масло может быть направлено с помощью насоса в вакуум-сушильный аппарат 123 на сушку либо на щелочную рафинацию в нейтрализатор 125 .

Гидратационый осадок из гидрататора 118 поступает в сборник 119 , откуда насосом 120 подается в горизонтальный ротационно-пленочный аппарат 121 на сушку для получения фосфатидного концентрата.

В вакуум-сушильном аппарате 123 происходит обезвоживание жиров под вакуумом. В аппарате поддерживается остаточное давление 20…40 мм рт. ст. с помощью пароэжекторного вакуум-насоса. Влага, содержащаяся в масле, попадая в зону пониженного давления, интенсивно испаряется и в виде пара отсасывается пароэжекторным вакуум-насосом. Температура масла в аппарате 85…90 °С. Высушенное гидратированное масло направляется на отгрузку потребителю. Масло с повышенным содержанием влаги насосом 124 возвращают в аппарат 123 .

Гидратированное масло из сборника 122 , направленное на щелочную рафинацию, насосом подается в нейтрализатор 125 , где происходит удаление из масла свободных жирных кислот. Масло в аппарате подогревается с помощью паровой рубашки до температуры 45…50 °С при перемешивании мешалкой. В аппарат подается раствор щелочи из сборника 126 и водно-солевой раствор из сборника 127 и происходит дальнейшее перемешивание в течение 20…30 мин. Затем повышают температуру масла до 55…60 °С, перемешивание продолжают до образования хорошо оседающих хлопьев соапстока, который отделяют путем отстаивания. Продолжительность отстаивания до 6 ч. Образовавшиеся в результате нейтрализации свободных жирных кислот мыльные пленки, осаждаясь, попадают в водно-солевой раствор, мыло растворяется, а увлеченный нейтральный жир освобождается. Соапсток жирностью 35 % отводится в специальный бак. Остаточное содержание мыла в масле не более 0,01 %. Масло из аппарата поступает на промывку, сушку и отбелку в аппарат вакуум-промывной отбеливающий 128 . Промывка в аппарате осуществляется горячим конденсатом. Промывка ведется при атмосферном давлении и температуре 75…85 °С до полного удаления мыла. На каждую промывку расходуется 8…10 % воды от массы масла. После промывки масло подвергают сушке, для этого включают мешалку и в аппарате создается вакуум. Сушку ведут при температуре, не превышающей 95 °С, и остаточном давлении 110…160 мм рт. ст. Соблюдение режима сушки гарантирует остаточную влажность порядка 0,2 %.

По окончании сушки перекрывают кран на вакуумной линии, останавливают вакуум-насос, ликвидируют вакуум и, не прекращая перемешивание, перекачивают масло на фильтрацию в фильтр-пресс 129 . Водно-жировая эмульсия отводится в жироловушку.

Рафинированное масло из фильтр-пресса 129 поступает в сборник рафинированного масла 130 , откуда насосом подается в дезодоратор 131 . В нем создается вакуум пароэжекторным вакуум-насосом. Рафинированное масло нагревают в дезодораторе до 100 °С, после чего, не прекращая дальнейшего нагрева, подают в масло через барботер необходимое количество острого (перегретого) пара (до 250 кг/ч), имеющего температуру 325…375 °С. Подъем температуры масла до 180 °С должен продолжаться не более 30 мин. При периодической дезодорации температура процесса не ниже 210 °С. Остаточное давление в аппарате при работе с эжекционной установкой должно быть не более 0,66 кПа.

Для улучшения качества непосредственно в масло в дезодоратор вводят лимонную кислоту в виде 30 % раствора. Продолжительность дезодорации в среднем от 1,5 до 3 ч. Контроль за качеством масла осуществляется органолептически. Если дезодорат не имеет вкуса и запаха, дезодорацию прекращают. По окончании дезодорации масло охлаждают в дезодораторе до 100 °С, после чего дезодорированное масло поступает в охладитель 132 , в котором предварительно создан вакуум, где масло охлаждается до 25…30 °С. При этом образуются и удаляются кристаллы восков. Охлажденное дезодорированное масло насосом подается на фильтрацию на фильтр-пресс 133 , откуда направляется в сборник 134 .

Готовое масло после взвешивания на весах 135 подается в машину 136 для фасования в бутылки, которые затем упаковывают в транспортную тару в машине 137 .

Растительные масла получают из семян масличных растений. Для получения масел лучшего качества и более полного их выделения семена подвергают подготовительным операциям. Сначала их очищают на сепараторах от минерального и органического сора (листья, стебли). У масличных семян и плодов растений, имеющих одревесневшую оболочку, отделяют оболочку от ядра, так как она поглощает много масла. Полученное ядро измельчают на вальцевых станках вмятку и подвергают влаготепловой обработке. Влаготепловая обработка проводится в специальных аппаратах – жаровнях при температуре 105-120°С. При этом измельченный материал приобретает определенную структуру (мезга), облегчающую последующее выделение масла.

Извлечение растительных масел проводят методами прессования и экстрагирования (экстракции) органическими жиро-растворителями.

Прессование

Прессование – это механический отжим масла из подготовленного масличного материала (мезги) на специальных шнековых прессах. Оно может быть однократным и двукратным. В зависимости от величины применяемого при отжиме давления жмых может содержать от 6 до 14 % масла. Жмых используют на корм скоту, а жмых некоторых ценных масличных культур (сои, горчицы, арахиса и др.) – для пищевых целей. Жидкие растительные масла (салатные), полученные прессовым способом, реализуют главным образом в розничной торговой сети.

Экстрагирование

Экстрагирование масел основано на их способности растворяться в неполярных органических растворителях (бензине, гексане и др.). При многократном пропускании бензина через измельченный жмых (или семена) масло растворяется в бензине и практически полностью извлекается. Обезжиренный остаток (шрот) содержит менее 1% жира. Экстрагированное масло отличается по качеству от прессового, оно содержит больше красящих веществ, свободных жирных кислот, фосфатидов. После отгонки бензина его подвергают дополнительной очистке.

Рафинация (очистка)

Рафинация (очистка) масел состоит в том, что из них удаляют сопутствующие вещества и примеси: фосфатиды, пигменты, свободные жирные кислоты, пахучие вещества, примеси в виде обрывков тканей масличного материала.

Различают методы рафинации: физические методы (отстаивание, центрифугирование, фильтрация); химические (нейтрализация); физико-химические (гидратация, дезодорация, отбеливание, вымораживание восков).

Механическая (первичная) очистка масел проводится для удаления различных механических примесей и частично коллоидно-растворенных веществ. Эта очистка производится путем отстаивания, центрифугирования или фильтрации масел.

Гидратация

Гидратация масел проводится для удаления фосфатидов, слизистых и других веществ, обладающих гидрофильными свойствами. При обработке масел горячей водой фосфатиды набухают, не растворяются в масле и выпадают в осадок в виде хлопьев.

Нейтрализация

Нейтрализация масел заключается в обработке их растворами щелочей с целью удаления свободных жирных кислот. Образующиеся при этом соли жирных кислот (мыла) адсорбируют другие сопутствующие вещества (фосфатиды, пигменты), поэтому нейтрализованное масло является более очищенным по сравнению с гидратированным.

Адсорбционная рафинация

При отбеливании (адсорбционная рафинация) из масел удаляются красящие вещества (пигменты). Для осветления масел используют твердые адсорбенты: отбельные глины, активированный древесный уголь. Отбеливанию подвергают масла, используемые при переработке для получения маргаринов и кулинарных жиров.

Дезодорация

При дезодорации из растительных масел удаляются вещества, обусловливающие запах и вкус. Дезодорацию проводят путем отгонки ароматических веществ под вакуумом с острым паром, пропускаемым через жир при высокой температуре (210-230° С). После дезодорации масло является обезличенным по вкусу и запаху. В процессе рафинации из масел могут удаляться вещества, обладающие антиокислительными свойствами, а также имеющие физиологическую ценность, например витамины. Поэтому масла, поступающие в розничную торговлю, не всегда целесообразно подвергать глубокой рафинации.

Основная цель предпринимательской деятельности – получение прибыли при относительно небольших вложениях. Производство растительных масел в качестве бизнес-идеи как нельзя лучше подходит для бизнесмена, который желает открыть свое дело в востребованной области.

Производство растительного масла как бизнес стратегия

В России около 50% масла изготавливается на средних или даже малых (домашних) предприятиях и заводах. Данная статистика обусловлена небольшими затратами предпринимателя на ранних этапах ведения бизнеса по производству масел растительного происхождения и быстрой окупаемостью. Объемы могут быть ограничены только количеством изначального сырья, которое способно выкупить фирма.

Насколько сегодня выгодно вкладывать свой капитал в выработку растительного масла? Какое оборудование понадобится на начальном этапе производства и сколько оно будет стоить?

О производстве растительного масла

Растительное масло в наше время без преувеличения можно отнести к продуктам первой необходимости. Практически ни одно блюдо нельзя приготовить, не употребив при этом достаточного количества растительного масла. Но кулинария – далеко не единственная сфера-потребитель растительных масел. Они незаменимы при производстве:

• консервов (от овощных и фруктовых до рыбных и мясных),
• мыла,
• красок для ремонта,
• медицинских препаратов (кремы, мази),
• косметических средств (кремы, лосьоны, пудры, помады).

Растительным масло называют потому, что его делают из листьев, семян, орехов или плодов различного рода растений: оливок, кукурузы, семян подсолнуха или льна, орехов кедра или макадамии. Существует так же животный жир, получаемый из органов какого-либо животного или рыбы: козы, гуся, коровы, медведя, барсука, рыбы, кита.

В зависимости от сырья, растительное масло подразделяют на:

• льняное,
• горчичное,
• кукурузное,
• оливковое,
• подсолнечное и т.п.

Масло может быть твердым или жидким.

Разновидности растительных масел зависят от сырья, из которого их изготавливают

Исходя из способа очистки, выделяют такие типы растительных масел, как:

• нерафинированные (механически очищенные) имеют характерный натуральный запах и вкус, а также светло-желтый оттенок;
• рафинированные (механически очищенные, гидратированные и нейтрализованные) имеют те же характерные натуральные запах и вкус, но менее выраженный цвет;
• рафинированные дезодорированные (полностью очищенные, без запаха и вкуса).

От того, какой тип очистки был выбран, будут зависеть химические и физические показатели масла.

На внешний вид конечного продукта влияет и степень рафинации. Всего существует 6 степеней: чем степень выше, тем результат чище и, соответственно, светлее.

Подсолнечник – известный источник масла растительного происхождения. Самым популярным рынком сбытом в России всегда было и до сих пор является производство и продажа подсолнечного масла. Его можно получить путем холодного или горячего отжима. Горячее прессование оставляет вкус сырья (в данном случае жаренных подсолнечных семечек), а холодное – больше нивелирует такие показатели.

Процесс производства растительного масла

Технология производства растительного масла из семян подсолнечника — достаточно сложный процесс, который подразделяется на несколько основных этапов:

1. Очистка сырья (подсолнечных семян) от примеси (шелухи, песка, земли, листьев, стеблей). Используется сепаратор (стоимость до 45 тыс. руб.).
2. Провеевание для удаления незначительных остатков мусора и высушивания семян. Используется рушильно-вееечное оборудование (до 75 тыс. руб.).
3. Очистка от собственной лузги (черной оболочки), дальнейшее измельчение до состояния маслянистой кашицы. Используется вальцевый станок (от 430 тыс. руб.).
4. Прогревание в паровых или огневых жаровнях до 1100°C. Используется огневая (до 83 тыс. руб.) и паровая (до 350 тыс. руб.) жаровни.
5. Отжим сырья и отделение жмыха (мятки) от маслянистой жидкости. Жмых отправляют на повторный отжим. Используется шнековый пресс (от 650 тыс. руб.).
6. Первичная фильтрация маслянистой жидкости от остатков жмыха. Используется специализированное фильтрующие оборудование (около 95 тыс. руб.).
7. На дополнительном этапе состав можно подвергнуть нескольким стадиям фильтрации, а также сделать его рафинированным, отбелить и дезодорировать (удалить запахи). На окончательной стадии прессования остаются собственно масло и жмых, который все еще содержит около 10% масла от всей своей массы. На дальнейших дополнительных этапах производитель стремится извлечь из жмыха максимально возможные остатки масляного состава.
8. Экстрагирование (еще один дополнительный этап) – это размачивание остатков (жмыха) в растворителях (ацетоне, бензине, гексане), позволяющий из 10% получить хотя бы 7% масла. Используется экстрактор (от 520 тыс. руб.). Считается менее экологичным, но более экономичным способом получения сырья.
9. Готовый продукт разливают в тары. Используют разливное устройство (от 400 тыс. руб.).

Краткая схема технологии производства растительного масла

Компании, специализирующиеся на масличном производстве, могут использовать только один из способов (прессование или экстрагирование) или же применять поочередно оба.

Производство подсолнечного масла – процедура безотходная, потому как остатки, образующиеся на всем протяжении отжима, можно использовать повторно для иных целей. После экстрагирования остаются практически полностью обезжиренный жмых (шрот) и остатки масла в растворители (мисцелла). К примеру, шрот укомплектовывают и отправляют на фермы по разведению крупного и мелкого скота: там выжимки добавляют в качестве питательной добавки в корм для животных. А мисцелла становится основой для лакокрасочных материалов (олифы) для ремонта. Кроме того, жмых снова можно отжать и получить фуз – биотопливо для котловых установок.

Обязательно ли рафинировать готовый продукт? В целом, после первичной фильтрации (VI этап) масло уже готово для разлива в упаковочные тары. Однако такой продукт называют «сырым», так как в нем все еще остаются ненужные белковые соединения, жирные кислоты, красящие вещества, фосфолипиды и воск, поэтому для повышения качества конечного результата можно и даже нужно проводить вторичную фильтрацию, или рафинацию. Различают следующие способы рафинирования:

• физический (центрифугирование, отстаивание),
• химический (щелочная рафинация, гидрация),
• физико-химический (дезодорация, отбеливание).

Условия для производства растительного масла

Производство подсолнечного масла – очень выгодное предприятие. Одновременно с этим ниша довольно плотно занята уже конкурентоспособными производителями, которые уже не первый год способны оставаться на плаву. Если бизнесмен все же хочет вложить именно в подобного рода предприятие, то ему следует хорошо взвесить все «за» и «против», чтобы его дело не стало убыточным еще на стадии становления.

Растительное масло можно производить: в заводах, мини-цехах, небольших маслобойнях и домашних условиях.

Требования к производителю

Будущий предприниматель, связывающий себя с бизнесом по производству подсолнечного масла, должен соответствовать некоторым требованиям:

• иметь правовой статус (лучше всего учредителя ООО и сельхозпроизводителя, которые получают налоговые преимущества и льготы от государства),
• иметь опыт реализации продуктов для розничной торговли,
• иметь связи с поставщиками и рынком сбыта.

В случае, когда предприниматель пока не соответствует этим минимальным условиям, есть смысл заняться производством редких видов масла (кокосового, из авокадо) и реализовывать его друзьям или в небольшие магазины.

Оборудование для фильтрации растительного масла

Требования к помещению

Основные требования к помещению зависят от объемов производства. Если делец хочет наладить серьезное производство масла из растительного сырья, ему понадобится соответствующее помещение. Оно должно быть:

• площадью от 1500 кв м,
• разделено на несколько секций (производственная, склад для хранения привозимого сырья, склад для хранения готовой продукции),
• оборудовано коммуникационными сетями (электричеством, водопроводом, канализацией),
• безопасным (защищенным от самовозгорания, со средствами тушения пожаров),
• соответствовать нормам санитарии.

Если производиться масло будет не в промышленных масштабах, а в маслобойне, то помещение арендовать можно площадью до 150 кв м.

Для домашнего отжима допустимо использование комнаты.

Требования к оборудованию

На сегодняшний день едва ли ни каждый производственный процесс автоматизирован. Не станет исключением и выработка растительного масла. В подзаголовке, описывающем технологии производства растительного масла из семян подсолнечника, уже подробнее описывалось необходимое оборудование и его примерная стоимость для налаживания крупного производства. Резюмируя, можно добавить, что весь процесс с точки зрения аппаратной составляющей будет выглядеть так :

1. Приборы для производства (от 2 млн руб.).
2. Приборы для рафинации (от 2100 тыс. руб.).
3. Приборы для упаковки (от 2200 тыс. руб.).

Таким образом, затраты на оборудование мини-цеха по изготовлению продукта растительного отжима составят около 6300 тыс. руб.

Для маслобойни достаточно будет приобрести шнековый маслопресс и упаковочный станок.

Требования к персоналу

Серьезный завод по маслобойне зачастую бывает полностью автоматизирован. Все же еще необходимы рабочие, которые будут следить за технологией производства и вносить своевременные коррективы . Какой же персонал нужен для производства растительных масел?

• работники, имеющие профильное технологическое и химическое образование (мастера, технологи, инженеры, химики),
• вольнонаемные работники без вредных привычек (грузчики, уборщики).

На большое производство в цех требуется до 50 человек, в маслобойню будет достаточно нанять человек 7.

В заключении

Производство растительного масла – относительно не затратное и окупаемое предприятие. Но нестабильность финального результата и отсутствие сертификата качества сильно сужают рынки реализации в больших торговых сетях и магазинах. Все же домашняя маслобойня или мини-цех будут хорошим стартом для начала бизнеса с дальнейшим расширением до завода.

Производство некоторых продуктов питания похоже на диверсию в области продовольственной безопасности страны. Сейчас с отменой обязательной сертификации у производителя нет жёстких границ в производстве продовольствия. И уже не стоит задача сохранения полезных свойств природного сырья. Есть только одна цель - прибыль. Покупателю нужно помнить это и более критично подходить к выбору продуктов питания. В этой заметке поговорим о растительном масле, а конкретно о его производстве. Так что же не так с маслом?

В настоящее время более 50 масленичных культур используют для производства растительного масла. Но всё же самым распространённым является масло из семян подсолнечника. Существует три способа производства масла: холодный отжим, горячее прессование и экстракция.

Холодный отжим предусматривает очистку семян, измельчение и извлечение масла из семени. Масло получается скоропортящимся, но сохраняет все полезные свойства растительного продукта: токоферолы - это витамины А, Е, D, витамин F, полиненасыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты, фитостерины - вещества, обладающие атеросклеротическим и противоонкологическим действием и другие полезные вещества.

Метод горячего прессования отличается тем, что подготовленное семя перед извлечением масла подогревают, поджаривают. Готовое масло от этого становиться более ароматным и так же сохраняет все полезные вещества.

Эти два способа позволяют получить т.н. сырое не рафинированное масло, с небольшим сроком хранения с высокими вкусовыми и питательными свойствами. Такое масло только отстаивают и фильтруют. Мало полученное способом холодного отжима и горячего прессования в основном не используют в тепловой обработке, так как оно имеет низкий порог дымления +107 градусов С.

Самый варварский и прибыльный способ получения масла - экстракционный. Этим способом получают рафинированные и не рафинированные масла. После измельчения и очищения семена погружают в растворитель. Для этого используют бензин марки А или гексан.

В результате получают мисцеллу - это растворённое в бензине масло, и шрот - сухой обезжиренный остаток. Далее из мисцеллы и шрота в специальных устройствах «выгоняется» растворитель. Такое масло подлежит дальнейшей обработке. Сначала его очищают от примесей, отстаивают, фильтруют, центрифугируют. Готовое масло поступает на прилавки магазинов в виде товарного не рафинированного, которое позиционируется как более полезное, чем рафинированное.

Для получения рафинированного масла применяют дополнительные способы очистки. Гидратация - обработка горячей водой и паром, при этой обработке оставшиеся в масле частицы набухают и выпадают в осадок. Для того, чтобы такое масло не окислилось и не прогоркло его обрабатывают щелочью - щелочная рафинация. Этим способом удаляются жирные кислоты, очень нужные нашему организму. Жирные кислоты реагируют с щелочью и выпадают в осадок.

Не всегда на этом процесс производства растительного рафинированного масла заканчивается. Если еще и другие способы очистки: отбеливание - удаление красящих веществ, дезодорация - извлечение ароматических веществ и вымораживание - удаление воскообразных веществ.

Такое масло получается практически бесцветное, без вкуса и запаха, хорошо хранится, точка дымления составляет более +230 градусов С.

Не нужно образования химика, чтобы понять, что после таких экзекуций природные молекулы жирных кислот уже не остаются прежними. Процесс экстракции уродует эти молекулы, превращая их в трансизомеры, т.е. трансжиры, которых в масле как рафинированном, так и не рафинированном произведённым способом экстракции, более 20%. Трансжиры накапливаются в организме и вызывают различные нарушения в сердечно-сосудистой системе. Выводятся трансизомеры из организма в течение 2 лет, если человек полностью прекращает их употребление. К тому же в масле остаются частицы растворителя и других химикатов, используемых в процессе экстракции.

Технология производства масла с помощью экстракции является самым экономически выгодным, так как позволяет произвести до 99% масла из сырья. При покупке масла покупателю необходимо внимательно читать этикетку. Если на этикетке не указано, каким способом было получено масло, то скорей всего - это был способ экстракции.

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.