Технология получения растительных масел

1.Закалка и зимостойкость озимых культур.

   1.1 Озимые культуры - однолетние растения, нормальное развитие которых связано с условиями перезимовки – действием пониженной температуры (от 0 до 10°С) в течение 30—70 суток и более. Озимые культуры высевают осенью и получают урожай зерна на следующий год. При весеннем посеве озимые культуры формируют корневую систему и надземные вегетативные органы — листья, побеги кущения, но не плодоносят. Посеянные весной яровизированными семенами (подвергнутыми воздействию пониженной температуры), озимые культуры дают урожай в год посева. Озимые культуры имеют 2 периода активной вегетации: осенний (45—50 сут) и весенне-летний (75—100 сут). Между этими периодами растения находятся в состоянии покоя. Осенью в результате сложных биохимических и физиологических процессов растения приобретают закалку, т. е. устойчивость к низким температурам и др. неблагоприятным условиям.

   Группа  озимых культур включает хлеба —  озимые пшеницу, рожь, ячмень; масличные  растения семейства крестоцветных — озимые рапс, сурепицу, рыжик; бобовые — озимую вику. В мировом земледелии наиболее распространена озимая пшеница — основное хлебное растение Европы и США. Озимую рожь выращивают в европейских странах, США, Турции, Канаде, Аргентине; озимый ячмень — в южных районах Европы и Азии; озимый рапс — в Индии, Японии, ГДР, Франции, Швеции, Северной Африке, США и др.; озимую сурепицу — в основном в ГДР и ФРГ; рыжик — в Западной Европе и Северной Америке; озимую вику — в Европе, Малой Азии, США, Японии и др. Выращивание озимой культуры приурочено к районам с относительно мягкими зимами и устойчивым снежным покровом.

   В зимний и ранневесенний периоды озимые хлеба часто подвергаются различным неблагоприятным внешним воздействиям, которые приводят к частичному изреживанию или полной гибели посевов. Устойчивость растений к условиям перезимовки зависит от их зимостойкости и морозоустойчивости, а также от закалки.

   1.2 Под зимостойкостью понимают способность озимых культур переносить неблагоприятные условия зимнего и ранневесеннего периодов (выпревание, вымокание и др.). Морозостойкость — способность озимых культур противостоять длительному воздействию низких температур в зимний период. Способность растений противостоять воздействию низких положительных температур называется холодостойкостью. Зимостойкость и морозостойкость растений непостоянны, они формируются на определенных этапах развития растений.

Установлено, что закалка растений протекает  осенью в две фазы. Первая проходит в условиях интенсивного освещения и пониженных температур (8-10°С) в дневные часы и при температуре около 0°С в ночное время. В этот период в растениях, особенно в узлах кущения, накапливаются пластические вещества, преимущественно сахара, так как в прохладное время ночью их расход на ростовые процессы и дыхание растений замедляется. Таким образом, перед зимой у озимых культур накапливается около 20-25% Сахаров в пересчете на сухое вещество. Озимые, прошедшие первую фазу, способны выдерживать температуру до −12 °С. Вторая фаза закалки протекает при более низких температурах (от 0 до −5°С). Повышение зимостойкости обусловлено главным образом процессом обезвоживания клеток, оттоком воды из цитоплазмы в межклеточные пространства и превращением в клетках органических веществ, нерастворимых в воде, в растворимые, что значительно повышает концентрацию клеточного сока в узлах кущения и влагалищах листьев. Быстрее проходит вторую фазу закалки озимая рожь, медленнее озимая пшеница и очень медленно — озимый ячмень. Закаливание озимых культур лучше протекает в ясные дни, чередующиеся с умеренно морозными ночами. Для прохождения первой фазы закалки требуется 12-14 дней, а для полной закалки — 21-24 дня. Озимые хлеба после закалки способны переносить морозы до 18-20 °С в зоне узла кущения, а также меньше подвергаются влиянию других неблагоприятных климатических факторов. Лучшей закалке озимых способствует посев в оптимальные сроки, применение фосфорно-калийных удобрений.

2. Технология получения растительных масел.

   2.1 Растительные масла получают извлечением из растений масличного сырья. К факторам, формирующим качество растительных масел, относят сырье и технологию производства. Согласно классификации В.Г. Щербакова, масличные растения делят на несколько групп в зависимости от использования.

   Чисто масличные — эти растения выращиваются с целью получения масла, а другие продукты при этом являются вторичными. Это подсолнечник, сафлор, кунжут, тунг. Прядильно-масличные — это растения, выращиваемые не только для извлечения масла, но и для получения волокна. Это хлопчатник, лен, конопля. Так, до 1860 г. хлопчатник возделывали главным образом для получения волокна, но вот уже более 140 лет семена хлопчатника используют для производства масла. Эфирно-масличные растения — в их семенах наряду с жирными содержатся эфирные масла. Представителем этой группы растений является кориандр. Путем извлечения из него эфирного масла получают техническое жирное масло. Условно выделяют еще две подгруппы растений, пищевая ценность которых обусловлена нелипидной частью. Это белково-масличные культуры — соя и арахис и пряно-масличные растения, представителем которых является горчица. Наряду с семенами масличных растений для извлечения масла используют маслосодержащие части семян немасличных растений —  зародыши пшеницы, кукурузы, риса, плодовые косточки и др.

   Согласно  классификации проф. В.В. Белобородова, технологические процессы современного производства растительных масел делятся  на: механические — очистка семян, обрушивание семян, отделение от ядер плодовых и семенных оболочек, измельчение ядра и жмыха; диффузионные и диффузионно-тепловые — кондиционирование семян по влажности, жарение мятки, экстракция масла, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота; гидромеханические — прессование мезги, отстаивание и фильтрация масла; химические и биохимические процессы — гидролиз и окисление липидов, денатурация белков, образование липидно-белковых комплексов.

Схема производства растительных масел. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

По технологическому признаку технологические процессы делятся на шесть групп: подготовка к хранению и хранение масличных семян; подготовка семян к извлечению масла; собственно извлечение масла; рафинация полученного масла; розлив; упаковка и маркировка.

2.2 Подготовка к хранению и хранение масленочных семян.

Она включает следующие технологические процессы: очистку семян от примесей, кондиционирование  семян по влажности, хранение семян.

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. 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); 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 2—3% 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.

В отличие  от других масличных культур семена хлопчатника перед обработкой подвергают увлажнению до 11%.

Хранение  семян преследует цели сохранения их от порчи для получения при переработке продуктов высокого качества с минимальными потерями; улучшения качества семян для их более эффективной переработки.

2.3 Подготовка семени к извлечению масла.

Эта подготовка предусматривает очистку семян  от примесей, калибрование семян по размерам, кондиционирование семян  по влажности, аналогичные соответствующим  операциям перед закладкой семян  на хранение; обрушивание семян; разделение рушанки на фракции; измельчение ядра.

Обрушивание семян и отделение  ядра от оболочки. Масличные семена по характеру оболочек делят на две группы — кожурные (подсолнечник, хлопчатник) и бескожурные (лен, рапс, сурепка, кунжут). Кожурные семена перерабатывают после отделения оболочки, бескожурные — без ее отделения. .

Обрушивание — разрушение оболочек масличных  семян путем механического воздействия  осуществляется в семенорушках бичевого типа МРН, обрушивающими элементами которой являются колосники с волнистой поверхностью — деки. Более современная модель — центробежная обрушивающая машина РЗ-МОС. Разрушают оболочки семян хлопчатника на дисковых (АС-900) и ножевых шелушителях. Семена сои перед отделением оболочки подвергают дроблению на вальцовы собой смесь нескольких фракций: целых семян — целяка, частично необрушенных семян — недоруша, целого ядра, половинок ядра, разрушенного ядра — сечки, масличной пыли и лузги (оболочки подсолнечника, у хлопчатника — шелуха). Установлены нормы содержания целяка, недоруша, сечки и масличной пыли. Разделение рушанки на фракции. Для разделения рушанки используют аспирационные семеновейки Р1-МСТ, электросепараторы СМР-11, для разделения рушанки хлопчатника — пурифайеры, для разделения дробленки сои — сепараторы Граностар воздушно-ситового типа. 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.

2.4 Собственно извлечение масла

Извлечение  масла производят двумя способами: прессованием и экстракцией. На основе этих двух способов разработаны следующие технологические схемы производства растительных масел: однократное прессование; двукратное прессование — извлечение масла путем предварительного отжима — форпрессования с последующим окончательным отжимом — экспеллированием; холодное прессование — извлечение масла из сырья без предварительной влаготепловой обработки; форпрессование — экстракция — предварительное обезжиривание масла путем форпрессования с последующим его извлечением путем экстракции бензином; прямая экстракция — экстракция растворителем без предварительного обезжиривания.

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:

1-й этап  — увлажнение мятки и подогрев  в аппаратах для предварительной  влаготепловой обработки мятки  — инактиваторах или про-парочно-увлажнительных  шнеках. Мятку нагревают до температуры  80—85 "С 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 8—9%.

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 60—85% 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.