СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА ИЗ МАСЛОСОДЕРЖАЩИХ СЕМЯН
METHOD FOR PRODUCTION OF VEGETABLE OIL OF OIL-CONTAINING SEEDS

Изобретение относится к масложировой промышленности.
Известен способ получения растительного масла с помощью экстракции растворителем, например бензином [5].
Для реализации способа маслосемена, подвергнутые кондиционированию по влажности и содержанию сорных и иных примесей, проходят операцию обрушения и отделения оболочки от ядер. В дальнейшем семена расплющиваются на специальных агрегатах, превращаясь в оригинальный маслосодержащий материал. Материал в виде лепестка подают в экстрактор, предназначенный для извлечения масла и содержащий растворитель, далее осуществляют противоточное контактирование. В качестве экстракционного растворителя применяют бензин. В результате экстракции получают мисцеллу (раствор масла в бензине) и обезжиренный материал (шрот).
Выходящий из экстрактора шрот, содержащий бензин, направляют для отгонки в испаритель. Выходящую из экстрактора мисцеллу подвергают обработке для разделения на масло и бензин. Отфильтрованную мисцеллу собирают в мисцеллосборник, из которого ее подают через мисцеллоподогреватель в дистилляционную установку. Окончательную дистилляцию проводят с применением вакуума и подачи "острого" пара. Смесь паров бензина и водяного пара уходит из окончательного дистиллятора на конденсацию, а полученное в окончательном дистилляторе масло выводят из него, охлаждают, взвешивают и направляют в маслохранилище.
Достоинством этого способа производства растительного масла является высокая степень отделения жировых компонентов исходного сырья от белковосодержащей составляющей. Полученный в результате экстрагирования шрот содержит остаточное содержание жира порядка 2%. Однако полученное экстракционное масло не пригодно для употребления в пищу, поэтому его подвергают рафинации и дезодорации, дополняя при необходимости эти процедуры отбеливанием и вымораживанием: в результате получают рафинированное, дезодорированное, вымороженное масло.
Недостатки вышеописанного способа заключаются в том, что, несмотря на получение в результате процесса светлого рафинированного масла, практически не имеющего запаха, в продукте теряется ряд витаминов и других полезных веществ, вследствие применения бензина в технологическом цикле.
Известны способы получения растительного масла из высокомасличного сырья и технологическая линия для осуществления способа, без применения химических растворителей [4]. В нем измельчение ядер подсолнечника осуществляют, размалывая их на вальцовых станках.
Недостатком данного способа является то, что при размалывании масло в мятке распределяется в виде тончайших пленок на поверхности частиц измельченного ядра и удерживается на них огромными силами молекулярного взаимодействия (молекулярное поле поверхности). Величина этих сил превышает давление, развиваемое большинством современных прессов. Для уменьшения сил молекулярного воздействия, повышения выхода масла, мятку увлажняют до 9% влажности и подвергают влаготепловой обработке, нагревая ее до температуры 106-110°С в жаровнях. При этом растворенные в масле фосфатиды, являющиеся биологически ценными веществами, в присутствии влаги теряют устойчивую растворимость, набухают и укрупняются, при этом при дальнейшем охлаждении выпадают в осадок. Таким образом, влаготепловая обработка значительно ухудшает качество готового продукта: снижается его биологическая ценность, образуется осадок, снижается срок хранения.
Другим недостатком вышеуказанного способа является высокотемпературный нагрев измельченного сырья до 106-110°С, при этом в горячем масле в присутствии частиц свободной и не связанной воды протекают сахароаминные реакции, денатурация белковых веществ, переход одорирующих веществ в масло.
Все указанное значительно ухудшает качество и биологическую ценность масла.
Следует отметить также, что фосфатиды в связанном состоянии затрудняют процесс фильтрации, т.к. образуют на фильтрах сжимаемый осадок, поэтому фильтрацию масла прерывают при накоплении даже небольшого слоя осадка.
Кроме того, при такой технологии физическая очистка растительного масла затруднена. Для доведения до потребительских свойств масла необходима его химическая очистка (рафинирование), что удорожает технологию и снижает биологическую ценность продукта.
Известны также способ получения растительного масла из маслосодержащего сырья и технологическая линия для его осуществления, наиболее близкие к заявленным способам по технической сущности и достигаемому эффекту (прототип) [3].
Данный способ включает обрушивание сырья с его отвеиванием и измельчением, нагрев с удалением свободной влаги и прессование измельченного сырья, измельчение жмыха и его прессование, первичную и окончательную очистку растительного масла.
Используемая в данном способе технологическая линия включает машины для обрушивания, отвеивания и измельчения сырья, средство для нагрева измельченного сырья и удаления из него свободной воды, пресс для отжима масла из измельченного сырья, устройство для измельчения жмыха, пресс для отжима масла из жмыха, устройства для первичной и окончательной очистки растительного масла.
Измельчение сырья производится путем его размалывания на вальцовом устройстве. При размоле масло распределяется на поверхности частиц мятки в виде тонких пленок, силы молекулярного воздействия которых очень велики.
Это затрудняет в дальнейшем отжим масла, значительно снижая его выход, повышается и масличность жмыха. Для уменьшения сил, связывающих масличные пленки с поверхностью частиц мятки, и для доведения влажности мятки до требуемой величины в указанном способе применяют жарение мятки на огневых жаровнях без ее увлажнения. Однако нагрев сырья на огневых жаровнях до температур свыше 100°С приводит к потере витаминов, денатурации белков, потере других биологически ценных веществ, что снижает биологическую ценность растительного масла. Кроме того, нижний слой ядер, находящийся на огневых жаровнях, не перемешивается полностью и пережаривается, что ухудшает цвет и вкус готового продукта, а также ухудшается структура мятки, при этом последняя становится недостаточно пластичной и упругой для развития трения между частицами и развития высокого давления при прессовании. Жмыховая ракушка получается не всегда правильной формы толщиной 8-9 мм и имеет содержание масла около 15-18% по массе. Соответственно, при недостаточных давлениях снижается и выход масла при прессовании. Нагрев на огневых жаровнях ухудшает качество мятки еще и потому, что удаление свободной влаги испарением не обеспечивает одинаковую влажность сырья по всему его объему.
Целью настоящего изобретения является получение растительного масла из маслосодержащих семян без применения легкоиспаримых растворителей и использования высокотемпературных режимов с максимально возможным сохранением полезных свойств в конечных продуктах производства при наиболее эффективном отделении растительного масла от белковосодержащего остатка.
Решение поставленной задачи в предлагаемом изобретении состоит в использовании нижеследующей технологии.
Маслосодержащий материал после удаления примесей и кондиционирования по влажности обрушивают на обрушивающих станках, после чего его освобождают от твердой оболочки с помощью семеновеечных машин для удаления оболочки материала от ядер. Далее ядра подвергаются измельчению на вальцевых станках до получения мятки. Мятка смешивается в проходных мешалках с оборотным растительным маслом для повышения текучести смеси. Смесь подается дозирующим устройством в рабочую зону аппарата вихревого слоя (ABC) [2]. Необходимо отметить, что на обрабатываемый в рабочей зоне ABC жидкий материал воздействуют процессы интенсивного перемешивания, излучение волн создаваемых магнитострикцией металлических иголок, вращающихся в магнитном поле, кавитация, ударные нагрузки от металлических иголок, нагревание и др. факторы [1]. В результате совокупного воздействия процессов, происходящих в рабочей зоне ABC, на выходе получается оригинальный продукт - горячая суспензия, состоящая из растительного масла, остатков дезинтегрированных микрокапсул, в которых содержалось масло в ядрах маслосемян и других остатков тела ядер, и характеризующаяся ослабленными силами межмолекулярного взаимодействия (молекулярного поля поверхности). Суспензия, нагретая в рабочей зоне ABC до температуры 75-80°С, набирается в теплоизолированную емкость, откуда напорным насосом подается в фильтр-пресс, оснащенный подогревом рабочих камер для поддержания постоянной температуры во время фильтрования. В рабочих камерах фильтр-пресса суспензия разделяется на белковосодержащий кек (жмых) и фильтрат (растительное масло), который откачивается в маслохранилище. Кек периодически выгружается по достижению экономически выгодного остатка масла в кеке (жмыхе) и складируется.
Жмых, полученный в результате применения этой технологии, имеет согласно протоколу испытаний на содержание жиров [6] в количестве 9,92% по массе, соответствующий требованиям ГОСТ 80-96 в пересчете на абсолютно сухое вещество. При этом полученное масло сохраняет основную массу полезных свойств, поскольку в аппарате вихревого слоя происходит равномерный и достаточно быстрый нагрев до 80°С при интенсивном перемешивании при отсутствии соприкосновения продуктов переработки с раскаленными поверхностями жаровен в отличие от прототипа.
В предлагаемой технологии в отличие от прототипа отсутствуют энергонасыщенные жарочные устройства и энергонасыщенное оборудование, включающее маслоотжимные пресса экструдерного типа, имеющие высокие эксплуатационные расходы, которые доходят до 40% себестоимости всего производства.
Щадящие по сравнению с прототипом технологические и энергетические режимы предполагают значительное уменьшение эксплуатационных расходов на процессы разделения масла от жмыха в предлагаемой технологии.
Список источников
1. Вершинин И.Н., Вершинин Н.П. Проблемы нейтрализации негативного воздействия человека на природу Земли. Технологии и аппараты с нетрадиционным энергетическим обеспечением. Вопросы теории и практики. ООО «Передовые технологии 20 века». Москва - Сальск. 2012.
2. Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах вихревого слоя. - Киев: Технiка, 1976.
3. Патент РФ №93021467.
4. Авторское свидетельство СССР №596614 от 11.04.1975 г., C11B 1/06.
5. Кошевой Ε.П. Оборудование для производства растительных масел: М: ВО «Агропромиздат», 1991.
6. Протокол испытаний №2626 от 14.03.2014. Аккредитованная испытательная лаборатория, ФГБУ «Тульская МВЛ», Россельхознадзор.