Технология производства растительных масел. Технология производства серной кислоты

Федеральное агентство по образованию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

 

по учебной дисциплине

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА

 

 

 

 

 

 

Технология  производства растительных масел.

 

Технология  производства серной кислоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технология производства растительных масел

 

Введение

 

Основные виды жировых продуктов, используемых в пищевой промышленности и питании, - растительные липиды (растительные жирные масла), получаемые из масличных растений, а также продукта их переработки: маргариновая продукция, майонез и другие, и животные жиры: свиной, говяжий и бараний жир.

Главным источником получения растительных пищевых масел являются соя, подсолнечник, арахис, хлопчатник, пальма, рапс маслины, лен, клещевина, а также маслосодержащие  отходы пищевых производств - отруби, зародыши злаков, фруктовые косточки. 

Современная технология предусматривает  комплексную переработку масличного сырья с извлечением всех ценных компонентов (липидов, белков и др.) и их последующей переработкой в  разнообразные продукты питания  или пищевые добавки.

Технология получения растительных масел, применяемая в настоящее время на масложировых предприятиях, включает извлечение масла (прессование и экстракция), его очистку (рафинация) и переработку.

Итак, в самостоятельной работе я поставила перед собой цель: изучить технологию производства растительных масел.

Основная задача: изучить все доступные источники и составить принципиальную схему производства растительных масел с указанием основных технологических процессов.

Актуальность работы заключается в том, что на данный период времени человечество знает огромное количество различных видов масел, однако, используя его, ему необходимы лишь некоторые его свойства, которые зависят от способа его производства, рафинирования и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виды масел и их свойства

 

Масло растительное представляет собою жир, добываемый, главным образом, из плодов, семян, иногда корней и др. частей растения.

По консистенции различают:

• твёрдые масла
• жидкие масла

Твёрдые масла (баттеры) состоят преимущественно  из насыщенных жирных кислот. Например, ши, какао, кокос и пр.

Жидкие масла (масло виноградных, абрикосовых, персиковых косточек, зародышей  пшеницы, миндаля и т.д.) характеризуются  преобладанием ненасыщенных жирных кислот.

По химическому составу выделяют также:

• Невысыхающие – содержат в основном глицериды олеиновой и гидроксиолеиновой кислот (с одной двойной связью). Не образуют плёнку. Примеры: оливковое, арахисовое, миндальное, персиковое, абрикосовое, касторовое, авокадо, лесного ореха.
• Полувысыхающие – состоят главным образом из глицеридов линолевой кислоты (с двумя двойными связями). Образуют мягкую плёнку. Примеры: горчичное, кунжутное, хлопковое, подсолнечное, кукурузное, сафлоровое, виноградных косточек, чёрного тмина.
• Высыхающие – состоят в основном из глицеридов линоленовой кислоты (с тремя двойными связями). Образуют плотную плёнку. Примеры: маковое, конопляное, льняное, периллы, энотеры.

По способу получения  различают масла, полученные:

• Холодным прессованием (отжимом).
• Горячим прессованием.
• СО2-экстракцией.

Отдельно следует выделить инфузные масла (мацераты) – это масла настоянные на сухом растительном сырье (масло зверобоя, ванили, календулы и т.п).

Из одного сырья масло можно  получить разными способами. Например, масло облепихи можно получить СО2-экстракцией, мацерацией и прессованием; оливковое масло получают холодным и горячим прессованием. Масла полученные холодным отжимом сохраняют в себе большее количество полезных веществ, по сравнению с маслами, полученными горячим отжимом. Горячее прессование позволяет получать большее количество масла по сравнению с холодным, поэтому если выход из сырья при холодном прессовании слишком мал, то применяют горячее, например, в случае с маслом из виноградных косточек.

По способу очистки  выделяют:

• Нерафинированные масла – масла, прошедшие механическую очистку, путём фильтрования, центрифугирования и/или отстаивания. Обладает ярко выраженным вкусом, запахом, цветом. Может давать осадок.
• Рафинированные масла – масла, прошедшие механическую и химическую очистку (щелочную обработку). Прозрачные, без осадка, с менее выраженным вкусом и запахом по сравнению с нерафинированными маслами.
• Гидратированные масла – очищенные горячей водой. С менее выраженным вкусом, цветом и запахом по сравнению с нерафинированными маслами. Без осадка.
• Деодорированные (дезодорирование) масла – обработанные горячим сухим паром в вакууме. Прозрачные, без осадка, без выраженного цвета, вкуса и запаха

 

 

 

 

 

Технология производства

 

Существует несколько технологических  приемов для извлечения масла: прессование, экстракция органическими растворителями (гексан, бензин) и сочетание этих методов.

Извлечение масла прессованием - способ, известный с глубокой древности. С развитием техники меняются приспособления и машины, с помощью которых он осуществляется: от камней и каменных чаш до современных непрерывно действующих шнековых прессов различных конструкций. Процесс осуществляется при значительном давлении (до 30 МПа) за очень короткое время (75-225 с). Однако этим способом невозможно выделить все масло, которое содержится в масличных семенах, масличность жмыха достигает 4-8 %. Поэтому этот способ часто применяют для предварительного извлечения масла (форпрессование). Масличность жмыха, полученного на форпрессах, составляет 15-18 %. Дальнейшее его извлечение проводят экстракцией неполярными органическими растворителями, главным образом экстракционным бензином.

Экстракционный способ является наиболее эффективным способом, позволяющим извлечь практически все липиды.

При хранении семян на масложировых предприятиях, подготовке маслосодержащего материала к извлечению масла и маслодобывании (прессование, экстракция) в липидном комплексе протекают сложные химические и биохимические процессы: гидролиз и окисление триацилглицеринов, их термический распад, высвобождение связанных с белками и углеводами липидов, образование новых разнообразных липид-белковых и липид-углеводных комплексов. Меняется и белковый комплекс, иди денатурация белков, гидролитические процессы, меняется их питательная ценность. Все это существенно влияет на ход технологического процесса и качество получаемых продуктов. Их интенсивность зависит от состава липидов, влажности, температуры, характера механических воздействий.

После прессования или экстракции сырые растительные масла подвергаются дальнейшей обработке для удаления содержащихся примесей, так как они снижают качество, затрудняют сохранность и последующую переработку. Главные из них механические примеси (частицы мезги, жмыха) и сопутствующие жирам вещества (фосфолипиды, воски, красящие вещества, продукты гидролиза и окисления липидов). Механические примеси удаляют отстаиванием, центрифугированием, фильтрацией, а сопутствующие вещества - в ходе более глубокой очистки (рафинации).

Рафинация масел. Как уже указывалось, «сырые» масла кроме запасных липидов (ацилглицеринов) содержат и другие группы липидов (фосфолипиды, воски), а также продукты гидролиза и окисления липидов и вещества, определяющие цвет, запах и вкус масел. Из масличного сырья при извлечении жира в него могут переходить ядохимикаты (пестициды и гербициды и т. д.), полициклические ароматические углеводороды.

Одни из перечисленных компонентов  повышают пищевую и физиологическую  ценность жиров и масел (фосфолипиды, жирорастворимые витамины, каротиноиды  и др.), но затрудняют проведение последующих  операций, другие - снижают его качество, а некоторые (ядохимикаты, полициклические углеводороды) крайне нежелательны для организма человека. Процесс удаления этих соединений из жиров и масел получил название рафинации. Цель рафинации - получение масел и жиров, состоящих главным образом из ацилглицеринов (глицеридов).

Осуществляя рафинацию, следует помнить, что глицеридный состав должен оставаться в нативном виде, не претерпевая  изменений.

Рафинация масла начинается с водной обработки - гидратации. Ее задача - извлечение гидрофильных соединений, в первую очередь фосфолипидов. Их содержание в масле невелико (1-2 %), однако, обладая эмульгирующими свойствами, фосфолипиды повышают устойчивость образующихся на последующих этапах рафинации эмульсий, затрудняя отделение ненужных компонентов, осложняя его переработку, выпадают в осадок и легко разлагаются при хранении масла. При гидратации (взаимодействие с водой) молекулы фосфолипидов набухают и коагулируют. На практике гидратацию проводят следующим образом. Масло при нагревании (температура гидратации 45-70 °С) и интенсивном перемешивании смешивают с необходимым количеством воды (1-6%). Смесь выдерживают для обеспечения коагуляции фосфолипидов (фосфатидов) и отделяют фосфатидную эмульсию от  гидратированного масла. Высушенные под вакуумом до влажности 90 % фосфатиды являются товарным продуктом, а гидратированное масло направляется на переработку или на продажу (после высушивания).

Фосфатиды являются ценным пищевым  и кормовым продуктом. Они применяются  в хлебопечении, кондитерской и других отраслях пищевой промышленности. Гидратированное масло управляется на дальнейшую переработку, охлаждается до 10°С (вымораживание) для удаления восков и воскоподобных. Вещества, которые, имея высокую (35-80 °С) температуру плавления, образуют в масле стойкую взвесь кристаллов («сетка») ухудшающую его товарный вид.  Выпавшие в осадок вещества удаляют фильтрацией.

Растительные масла содержат свободные  жирные кислоту перешедшие в масло  из семян и образовавшиеся при  его гидролизе, они ухудшают его  пищевое достоинство. Содержание свободных жирных кислот в маслах, предназначенных для пищевых целей, должно быть ограниченным. Основной способ снижения содержания жирных кислот в масле - щелочная нейтрализация водными растворами щелочей, при которой образуются соли жирных кислот - мыла, выпадающие в осадок. Образовавшиеся при нейтрализации мыльные растворы получили название соапстоков. Механизм щелочной рафинации сложен, ее эффективность зависит от многих факторов: вида масла, кислотного числа, избытка щелочи, ее концентрации, технологии нейтрализации. Температура нейтрализации 85-90 "С.

Для удаления из нейтрализованного, промытого  и высушенного масла жирорастворимых  пигментов (каротиноидов, хлорофиллов, госсипола и др.) проводят при  нагревании (75-80 °С) его адсорбционную  рафинацию или отбеливание, используя специальные обработанные отбеливающие бентонитовые глины, содержащие алюмосиликаты или активированные угли.

Отбелка масла сопровождается процессами изомеризации, среди жирных кислот растительных масел появляются кислоты с сопряженными двойными связями.

Содержащие их растительные масла  обладают повышенно» склонностью к  окислению. Завершающая стадия рафинации - дезодорация - удаление с помощью острого водяного пара при повышенных температурах (230-265 °С) и разряжении (оси точное давление 0,1-0,4 кПа) одорирующих веществ (низкомолекулярные кислоты, альдегиды и кетоны, эфирные масла), определяющих вкус и запах, т. е. масло по вкусовым качествам после дезодорации становится обезличенным. При дезодорации из масел удаляются и вредные примеси: полициклические углеводороды, являющиеся канцерогенными веществами, ядохимикаты и др. Это особенно необходимо для масел, используемых непосредственно в питании, в маргариновом и консервном производствах. Используемые в пищевой промышленности и питании растительные масла в зависимости от вида масла и его назначения могут быть рафинированными по полной схеме или частично недезодорированными, гидратированными и нерафинированными. В питании используют нерафинированное подсолнечное масло высшего и I сортов, полученное прессовым способом. Масло, полученное экстракционным способом, применяют для пищевых целей только рафинированным.

Ресурсы твердых и полутвердых  жиров ограничены и не могут удовлетворить  потребности ряда отраслей пищевой  промышленности и населения. Существует несколько приемов превращения  жидких масел и жиров в полутвердые и твердые. Рассмотрим основные: гидрогенизацию и переэтерификацию.

Гидрогенизация жиров. Задача гидрогенизации жиров и масел - целенаправленное изменение жирноккислотного, а, следовательно, и ацилглицеринового состава присоединением водорода в присутствии катализатора к остаткам ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав ацилглицеринов. В результате меняются состав и свойства последних. Образующиеся продукты  обладают повышенной по сравнению с исходными продуктами температурой плавления, твердостью, большей стойкостью к окислению.

Одновременно с главным процессом - насыщением водородом двойных связей - происходят побочные: миграция двойных  связей в остатках жирных кислот вдоль углеродной цепи, трансизомеризация, частичная переэтерификация. Побочные процессы оказывают значительное влияние на температуру плавления и твердость получаемых саломасов и приводят к появлению ряда нежелательных в питании веществ. Следовательно, гидрирование жиров - это совокупность ряда химических превращений, идущих с участием водорода и катализатора.