Технология масла

Масложировая промышленность - одна из самых сложных по структуре отраслей пищевой промышленности. В ее состав входят маслоэкстракционные заводы, вырабатывающие из масличного сырья растительные масла и жиры; гидрогенизационные заводы, превращающие жидкие масла в твердые гидрированные (саломасы); цехи по переэтерификации масел и жиров; маргариновые заводы, производящие маргарин, масла-спреды, майонез и кулинарные жиры; мыловаренные заводы, вырабатывающие туалетные и хозяйственные мыла, глицерин и жирные кислоты; заводы по производству пищевых поверхностно-активных веществ (ПАВ) и синтетических моющих средств.

Основное сырье: семена масличных культур, мякоть плодов некоторых растений (оливки), вторичные продукты (кукурузные зародыши, семена косточковых и т.д.). Семена делятся на высокомасличные > 30 % жира (подсолнечник, рапс, арахис), среднемасличные 20-30 % жира (лен, хлопок), низкомасличные < 30 % (соя). масло маргарин рафинация

Получение растительных масел

Производство растительных масел включает в себя подготовку семян к хранению и хранение семян; подготовительные операции, связанные с подготовкой семян к извлечению масла; прессование и экстракцию масла, первичную и комплексную очистку масла, переработку шрота.

Специфической особенностью подготовки семян подсолнечника к переработке является их разделение по размерам, как правило, на крупную и мелкую фракции, перерабатываемые отдельно по различным технологическим схемам.

В настоящее время для извлечения масла из семян применяют два способа: последовательное извлечение масла при переработке семян с высоким содержанием масла - сначала прессовым способом, при котором получают примерно 3/4 всего масла, а затем экстракционным, с помощью которого извлекают остальное количество масла, и однократное извлечение масла из низкомасличных семян методом экстракции - метод прямой экстракции.

Кроме методов предварительного прессования и последующей экстракции и прямой экстракции, применяемых на крупных масложировых предприятиях, в последние годы широкое распространение получили небольшие установки, на которых осуществляется лишь один отжим масла (окончательный). Пресс является основным, а часто и единственным технологическим оборудованием мини-завода. Отжим масла из необрушенных, неизмельченных семян, без какой-либо предварительной тепловой или водно-тепловой обработки позволяет извлечь из масличного сырья лишь часть содержащегося в нем масла.

1. Подготовка к хранению и хранение семян. Период заготовки большинства видов масличных семян длится 2...3 месяца. Семена большинства масличных растений поступают на хранение с содержанием влаги, превышающим оптимальные значения для хранения и технологической переработки. Хранящиеся семена дышат это приводит к расходу питательных веществ, поэтому в процессе хранения масличность семян снижается, в масле растет содержание свободных жирных кислот и продуктов их окисления

При понижении температуры интенсивность дыхания падает. Охлаждение семян до низких плюсовых или небольших минусовых температур продуванием холодного воздуха через семенную массу благотворно влияет на их качество даже при хранении семян с влажностью выше критической.

Одним из перспективных способов хранения влажных семян является хранение в регулируемых газовых средах, содержащих кислород (1...2 %) и азот (98...99 %). Почти полное отсутствие кислорода тормозит дыхание семенной массы, в результате чего качество семян может быть сохранено.

При подготовке масличных семян к хранению необходимо снизить их влажность до уровня ниже критической. Наиболее распространенный метод снижения содержания влаги в семенах перед хранением - тепловая сушка, в процессе которой семена нагревают с помощью агента сушки (обычно смеси воздуха и дымовых газов). Высушенные семена затем охлаждают, продувая через них атмосферный воздух.

2. Обрушивание семян. При переработке многих масличных семян и плодов плодовые и семенные оболочки отделяют от основных маслосодержащих тканей - ядра.

Отделение оболочек от ядра складывается из операции разрушения покровных тканей семян - обрушивания и последующего разделения (отвеивания) полученной смеси - рушанки на ядро и шелуху (лузгу). Разрушение оболочки не должно сопровождаться дроблением или разрушением ядра. Способы обрушения ударом, трением, резанием.

Качество обрушивания семян (качество рушанки) характеризуется содержанием в ней нежелательных фракций - целых семян и разрушенных частично, так называемый целяк или недоруш, раздробленного ядра (сечка) и масличной пыли. Присутствие целых и частично разрушенных семян увеличивает лузжистость ядра, присутствие сечки и масличной пыли увеличивает потери масла с отделяемой лузгой.

3. Измельчение семян. Для извлечения масла из семян необходимо разрушить клеточную структуру их тканей. Конечным результатом операции измельчения является перевод масла, заключенного в клетках семян, в форму, доступную для дальнейшей технологической обработки. Необходимая степень измельчения достигается путем воздействия на обрабатываемый материал механических усилий, производящих раздавливающие, раскалывающие, истирающие или ударные действия. Обычно измельчение достигается сочетанием нескольких видов указанных усилий.

Получаемый после измельчения семян материал называется мяткой.

Хорошо измельченная мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, проходящих через сито с отверстиями диаметром 1 мм, не должна содержать целых, неразрушенных клеток, и в то же время содержание очень мелких (мучнистых) частиц в ней должно быть невелико.

Для получения мятки применяют вальцовые станки. Рабочими органами станка являются пять валков, расположенных один над другим; верхний валок рифленый, остальные гладкие. Все валки закреплены на станине.

4. Водно-тепловая обработка мятки. Масло, адсорбированное в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается поверхностными силами. Для эффективного извлечения масла используют гидротермическую обработку мятки. При увлажнении и последующей тепловой обработке мятки ослабевает связь липидов с нелипидной частью семян - белками и углеводами и масло переходит в относительно свободное состояние. Затем мятку нагревают до более высоких температур, вязкость масла заметно снижается, одновременно уменьшается и содержание влаги в мятке, происходит частичная денатурация белков, изменяющая пластические свойства мятки. Мятка превращается в мезгу.

В производственных условиях приготовление мезги состоит из двух этапов. Первый -- увлажнение мятки и первоначальный подогрев -- осуществляется в инактиваторах или пропарочно-увлажнительных шнеках. Интенсивное кратковременное нагревание мятки до температуры 80...85 °С с одновременным увлажнением до 8...9 % (для семян подсолнечника, льна) способствует равномерному распределению влаги в мятке и частичной инактивации гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла. Второй этап - нагревание мятки до 105 °С и ее высушивание до конечного содержания влаги (5...6 %) -- осуществляется в жаровнях. Жаровни для приготовления мезги по конструкции делятся на чанные, барабанные и шнековые.

• 5. Извлечение масла прессованием. Масло отжимается в шнековых прессах различных конструкций. Предварительное прессование осуществляется с помощью форпресса, окончательное - экспеллера. При прессовании давление повышают постепенно, т.к. при резком повышении давления поры запрессовываются, и выход масла снижается. С целью повышения выхода масла в процессе прессования повышают температуру обрабатываемого материала, не допуская его перегрева. При перегреве происходят нежелательные процессы: окисление масла и переход белковых веществ в масло. Прессовым способом невозможно добиться полного обезжиривания мезги, так как на поверхности жмыха, выходящего из пресса, всегда остаются тонкие слои масла, удерживаемые поверхностными силами, во много раз превышающими давление, развиваемое современными прессами. На прессах, развивающих максимальное давление и работающих с максимальным съемом масла, получают жмых масличностью 4...7 %. На прессах предварительного прессования - форпрессах, наиболее широко применяемых в промышленности, получают жмых масличностью 15...17 %.
• 6. Извлечение масла экстракцией. Обеспечивает практически полное извлечение масла.

Форпрессовый жмых перед экстракцией структурируют, придавая ему структуру крупки, гранул или лепестков, обеспечивающую максимальное извлечение масла растворителем.

В качестве растворителей для экстракции растительных масел применяют экстракционный бензин с температурой кипения 63...75 °С и нефтяной растворитель (нефрас) с температурой кипения (65...75 °С).

В результате экстракции образуется раствор масла в растворителе (мисцела) и обезжиренный материал (шрот).

Экстракцию растительных масел чаще всего ведут способом погружения экстрагируемого материала в противоточно движущийся растворитель в условиях абсолютного противотока или способом многоступенчатого орошения материала растворителем в условиях относительного противотока, когда перемещается только растворитель, а экстрагируемый материал остается в покое на перемещающейся ленте, в двигающемся ковше, секции ротора и др. Преимущества экстракции погружением: высокая скорость экстракции, небольшая продолжительность процесса, простота конструкции экстракционного аппарата и высокий коэффициент использования его геометрического объема (до 95 %). Последнее исключает возможность образования в экстракторе взрывоопасной смеси воздуха и паров растворителя. К недостаткам экстракторов этого типа относятся низкая концентрация конечной мисцеллы (15...20 %), высокое содержание примесей в мисцелле, большие габариты экстрактора по высоте.

Преимущества экстракции многоступенчатым орошением: получение чистых высококонцентрированных мисцелл (35...40 %); недостатки: более длительный процесс экстракции, невысокий коэффициент использования геометрического объема экстрактора (45 %) и возможность образования взрывоопасных смесей паров растворителя и воздуха внутри аппарата, сложная конструкция экстрактора.

Для очистки мисцеллы от твердых примесей применяют отстойники, гидроциклоны и тканевые фильтры. Если содержание примесей в мисцелле невелико, то мисцеллу очищают, пропуская ее через раствор электролита (5%-й раствор NaСl).

Дистилляция мисцеллы. Мисцелла состоит из легкокипящего растворителя и практически нелетучего масла. При невысоких концентрациях масла в мисцелле, растворитель выпаривают в обычных условиях. По мере повышения концентрации масла в мисцелле температура ее кипения очень быстро возрастает. Для уменьшения температуры отгонки и ускорения процесса применяют отгонку растворителя под вакуумом, а также с водяным паром. Различают дистилляцию распылением, дистилляцию в пленке - в стекающей и поднимающейся пленке и дистилляцию в слое.

В промышленных установках дистилляцию мисцеллы проводят по двух- и трехступенчатой схеме. Установка для трехступенчатой дистилляции состоит из двух пленочных дистилляторов (первая и вторая ступени дистилляции), работающих последовательно при атмосферном давлении (температура 80-90 єС, концентрация масла 75-80 %), и окончательного, работающего под вакуумом (остаточное давление 0,04...0,06 МПа, температура 110-120 єС).

Качество масла в ходе дистилляции мисцеллы зависит как от технологических параметров процесса - конечной температуры масла и продолжительности обработки мисцеллы, так и от содержания и состава липидов, извлекаемых при экстракции из экстрагируемого материала -- фосфолипидов, каротиноидов и других жирорастворимых пигментов, витаминов и провитаминов, а также продуктов окисления липидов и др. Тепловое воздействие на эти группы липидов приводит к их изменению и не только снижает качество масла, но и существенно затрудняет проведение дистилляции мисцеллы. Особое значение приобретает проблема удаления перед дистилляцией жирорастворимого пигмента семян хлопчатника - госсипола, который при нагревании подвергается разнообразным химическим превращениям и образует продукты, трудноудаляемые из масла. Для удаления госсипола мисцеллу перед дистилляцией подвергают щелочной рафинации.

7. Рафинация масел и жиров. Процесс очистки масла от нежелательных групп липидов и примесей называется рафинацией, конечной целью которой является выделение из природных масел и жиров триацилглицеридов, свободных от других групп липидов и примесей. Рафинацию не всегда проводят до полного удаления всех структурных липидов и примесей, за исключением механических примесей и воды, удаление которых является обязательным уже при первичной очистке масла.

Способы очистки: физические (фильтрация, отстаивание, центрифугирование), химические (гидратация, кислотна и щелочная рафинация), физико-химические (дистилляция, дезодорация, адсорбция).

Удаление из масла твердых взвешенных примесей и воды проводят методом отстаивания в отстойниках, механических гущеловушках, с помощью осадительных центрифуг и при фильтровании через ткань на рамных фильтр-прессах.

Полную рафинацию проводят при получении салатного масла, используемого для непосредственного употребления в пищу, для масел и жиров, применяемых при производстве маргарина, кондитерских, кулинарных жиров и майонеза.

Рис.

Гидратация - это удаление из масла с помощью воды группы веществ с гидрофильными свойствами, важнейшими из которых являются фосфолипиды. Фосфолипиды - ценные в пищевом отношении соединения с антиокислительными свойствами. При хранении масел они выпадают в виде легко разлагающегося осадка, который затрудняет ряд технологических операций по переработке масла. Поэтому фосфолипиды выделяют из масла путем гидратации, а затем используют в качестве самостоятельного продукта в пищевых, кормовых и лечебных целях.

Процесс гидратации заключается в смешивании подогретого масла с дозированным количеством воды или других гидратирующих реагентов (водных растворов NaCl и ПАВ). При этом фосфолипиды образуют гидрофильные частицы с водой, теряют способность растворятся в жире и выпадают в осадок (гидратационный фуз). Оптимальная температура гидратации масел: подсолнечного - 45...50 °С, соевого - 65...70 °С; количество воды, добавляемое в масло, также различно: для подсолнечного масла 0,5...3,0 % от массы масла, для соевого -- до 6 %.

Вымораживание (винтеризация) - это очистка масла от восков и воскоподбных веществ. Сущность процесса заключается в медленном охлаждении масла до 10... 12 єС при слабом перемешивании в экспозиторе -- цилиндрическом аппарате, снабженном рамной мешалкой. Масло выдерживают в экспозиторе в течение 4...6 ч. Здесь происходит кристаллизация восков, растворенных в масле. Затем масло подогревают до 16...18 °С для снижения его вязкости и фильтруют на рамных фильтр-прессах. Для ускорения процесса на фильтрующую поверхность наносят вспомогательные порошки (кизельгур, перлит и др.), улучшающие дренажные свойства осадка.

Нейтрализация масел щелочью основана на обработке рафинируемого масла водными растворами NаОН, в процессе которой свободные жирные кислоты, взаимодействуя с щелочью, образуют водные растворы мыла -- соапстоки.

Соапстоки нерастворимы в масле, и, так как их относительная плотность выше, чем у масла, они образуют осадки (отстой), которые затем отделяют от масла в сепараторах.

Температура нейтрализации 85...90 °С, концентрация щелочи от 70 до 150 г/л и избыток щелочи от теоретического количества 5...20 % в зависимости от кислотного числа масла, поступившего на нейтрализацию.

Рафинация (нейтрализация) масла в мисцелле эффективно идет при оптимальной концентрации мисцеллы 35-45 %. Мисцеллу, выходящую из экстрактора с более низкой концентрацией, или сначала упаривают на первой ступени дистилляции, или добавляют в мисцеллу масло предварительного прессования, полученное из этих же семян. Мисцелла оптимальной концентрации (35-45 %) при температуре 20-22 °С поступает в струйный смеситель, где смешивается с щелочью. Смесь мисцеллы, хлопьев мыла, образующихся при взаимодействии щелочи со свободными жирными кислотами масла, фосфолипидов, госсипола и других веществ, подогревают до 60-70 °С и обрабатывают обессоленной водой при температуре 90-95 °С в отстойниках непрерывного действия при этом от масла отделяется растворимый в воде соапсток. Отсюда очищенная мисцелла поступает в дистилляторы второй ступени. Отгонку растворителя из соапстока, проводят в колонне. Колонна работает под вакуумом. Нагретый до 110 °С соапсток с растворителем через форсунки выбрасывается в паровое пространство колонны, растворитель испаряется, а соапсток поступает на склад.

Отгонка растворителя из шрота. Выходящий из экстрактора шрот содержит от 20 до 30 % растворителя, который удаляется нагреванием в чанных испарителях (тостерах).

Растворитель, удаляемый при обработке мисцеллы и шрота, регенерируется путем конденсации из парогазовых смесей в теплообменниках-конденсаторах, а затем возвращается в производство.

Шрот, предназначенный для использования в качестве корма для животных, подвергают гранулированию, предварительно смешивая его с гидрофузом - массой, выпадающей в осадок при обработке водой прессовых и экстракционных масел, или с соапстоком - осадком, который получают при обработке мисцеллы или растительного масла раствором щелочи.

Получение белковых изолятов из шрота. Белок извлекают из шрота сначала водным раствором NaCl, затем NaОН. Нерастворимый осадок отделяют, а экстракт, содержащий 2-3 % белка, очищают и осаждают НСl. Осажденный белок промывают и высушивают в распылительной сушилке воздухом при температуре 180-200 єС.

Готовый белок с содержанием влаги 3-8 % фасуют и отправляют потребителям. Суммарный выход белка составляет 20-25 % к массе шрота. Нерастворимый остаток шрота после высушивания используют на корм животным.

Отбеливание масла (адсорбционная рафинация) - удаление из масла жирорастворимых пигментов - каротиноидов, хлорофиллов, а для хлопкового масла также госсипола и его производных предусмотрено для растительных масел (кроме подсолнечного), предназначенных для гидрирования и производства маргариновой продукции. Для отбеливания масел применяют активированные кислотной и термической обработкой отбеливающие бентонитовые глины и активированный уголь. Основным компонентом бентонитовых глин являются алюмосиликаты Аl 2 О 3 и SiO 2 , в состав которых входят щелочные и щелочноземельные металлы.

При отбеливании в масле протекают нежелательные процессы: изомеризация жирных кислот, снижающая биологическую ценность масла; образование жирных кислот с сопряженными двойными связями, что приводит к активированию окислительных процессов в отбеленном масле при хранении. Для снижения окислительных процессов в масле процесс отбеливания ведут под вакуумом.

Дезодорация масел - удаление из масла одорирующих веществ - низкомолекулярных жирных кислот, альдегидов, кетонов и других летучих продуктов, определяющих запах и вкус масла, а также выделение из растительных масел нежелательных чужеродных соединений -- полициклических ароматических углеводородов, ядохимикатов, токсичных продуктов -- афлатоксинов и др.

Температура кипения масла и ароматобразующих веществ сильно отличается, поэтому дезодорацию осуществляют перегонкой под вакуумом.

Современная технология производства растительных масел включает в себя операции подготовки семян к хранению и хранения семян; подготовительные операции, связанные с подготовкой семян к извлечению масла; операции прессования и экстракции масла, первичной и комплексной очистки масла, переработки шрота.

Специфической особенностью подготовки семян подсолнечника к переработки является их разделение по размерам (на крупную и мелкую фракции), которые перерабатываются отдельно по различным технологическим схемам.

В настоящее время для извлечения масла из семян применяют два способа: последовательное извлечение масла при переработке семян с высоким содержанием масла – сначала прессовым способом, при котором получают примерно ¾ всего масла, а затем экстракционным, с помощью которого извлекают остальное масло, и однократное извлечение масла из низкомасличных семян методом экстракции, получившее название метода прямой экстракции .

Векторная схема получения растительных масел изображена на рис. 7.1.

	Подготовка к хранению и хранение семян
	Подготовка семян к извлечению масла
	Извлечение масла прессованием (предварительное обезжиривание)
Прямая экстракция
		Прессовое масло
	Извлечение масла экстракцией из жмыха предварительного прессования, получившего заданную структуру
		Экстракционное масло

Рис. 7.1 Основные процессы получения растительных масел

Как видно из рисунка 7.1, технологическая схема получения растительных масел существенно упрощается при переходе к схеме прямой экстракции, при которой извлечение масла осуществляется только методом экстракции. В этом случае исключаются операции предварительного прессования.

При переработке масличного сырья, не требующего отделения семенной (или плодовой) оболочки от ядра семян, исключаются операции обрушивания и отделения оболочки.

Рассмотрим более подробно отдельные стадии производства.

Сушка и хранение масличного сырья

Период заготовки большинства масличного сырья 2-3 месяца.

Семена масличных растений поступают после уборки на хранение с содержанием влаги, превышающем оптимальные значения. Для хранящихся семян характерен дыхательный газообмен. Дыхание требует расхода запасных веществ семян (липидов). Поэтому в ходе хранения масличность семян снижается, в масле растет содержание свободных жирных кислот и продуктов из окисления.

Хранение семян при повышенных температурах способствует росту дыхания семенной массы, при понижении температуры интенсивность дыхания падает, расход запасных веществ семян прекращается. Охлаждение семян до низких плюсовых или небольших минусовых температур возможно при продувании холодного воздуха через семенную массу. Это благотворно влияет на их качество даже при хранении семян с влажностью выше критической. Перспективным способом хранения влажных семян является хранение в регулируемых газовых средах, содержащих от 1 до 2 % кислорода, остальное – азот. Почти полное отсутствие кислорода тормозит дыхание семенной массы, в результате чего качество семян может быть сохранено. Для хранения семян этим способом необходимы специальные хранилища, оборудованные устройствами для удаления из семенной массы паров воды и СО 2 , выделяемых семенами при дыхании. Сложность устройств и хранилищ сдерживает применение этого способа в промышленных условиях. Поэтому при подготовке масличных семян к хранению необходимо снизить их влажность до уровня ниже критической.

Наиболее распространенным методом снижения влажности семян является тепловая сушка, в процессе которой семена нагревают с помощью смеси воздуха и дымовых газов, далее высушенные семена охлаждают, продувая через них атмосферный воздух.

Для сушки семян используют сушилки шахтного типа (ВТИ, СЗШ, ДСП).

Хранят зерна подсолнечника в элеваторах (силосах), хлопковые семена – в шатровых складах.

Обрушивание семян

Запасы масла в масличных семенах распределены не равномерно: большая часть сосредоточена в ядре семян – в зародыше и эндосперме, плодовая и семенная оболочки содержат относительно небольшое количество масла, имеющего другой (худший по пищевой ценности) липидный состав. В связи с этим при переработке семенные оболочки отделяют от ядра.

Отделение оболочек от ядра складывается из операции разрушения покровных тканей семян – обрушивания и последующего разделения (отвеивания) полученной смеси – рушанки на ядро и шелуху. Плодовую оболочку подсолнечника разрушают на центробежной обрушивающей машине РЗ-МОС, обеспечивающей однократный направленный удар семян о деку. Разделение рушанки на лузгу и ядро основано на различии в их размерах и аэродинамических свойствах. Поэтому сначала получают фракции рушенки, содержащей частицы лузги и ядра одного размера, а затем в потоке воздуха рушанку разделяют на лузгу и ядро.

Измельчение семян

Для извлечения масла из семян необходимо разрушить клеточную структуру их тканей. Конечным результатом операции измельчения является перевод масла в форму доступную для дальнейших технологических воздействий. Необходимая степень измельчения достигается путем воздействия на обрабатываемый материал механических усилий, производящих раздавливающие, раскалывающие, истирающие или ударные действия. Обычно измельчение достигается сочетанием нескольких видов указанных усилий.

Получаемый после измельчения семян материал называется мяткой .

Извлечение масла

Масло адсорбируется в виде тонких пленок на поверхности частиц мятки, удерживается значительными поверхностными силами. Для эффективного извлечения масла необходимо эту связь ослабить. С этой целью используют гидротермическую (влаготепловую) обработку мятки – приготовление мезги или жарение. При увлажнении и последующей обработки мятки ослабевает связь липидов с нелипидной частью семян – белками и углеводами и масло переходит в относительно свободное состояние. Затем мятку нагревают до более высоких температур, вязкость масла снижается, одновременно снижается и содержание влаги в мятке, происходит частичная денатурация белков, изменяющая пластические свойства мятки. Мятка превращается в мезгу.

В производственных условиях приготовление мезги состоит из двух этапов. Первый – увлажнение мятки и первоначальный подогрев в инактиваторах или пропарочно-увлажнительных шнеках. Интенсивное кратковременное нагревание мятки до температуры 80-85 0 С с одновременным увлажнением до 8-9 % (для подсолнечника и льна) способствует равномерному распределению влаги в мятке и частичной инактивации гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла. Второй этап – нагревание мятки до температуры 105 0 С и ее высушивание до конечного содержания влаги (5-6 %) – осуществляется в жаровнях различных конструкций. Мезга с такими характеристиками обеспечивает эффективный предварительный отжим масла на прессах. Жаровни для приготовления мезги по конструкции подразделяются на чанные, барабанные и шнековые.

Как правило, жаровни входят в состав агрегата, состоящего из одной жаровни и одного-двух прессов предварительного прессования.

Прессовым способом невозможно добиться полного обезжиривания мезги, т.к. на поверхности жмыха, выходящего из пресса, всегда остаются тонкие слои масла, удерживаемые поверхностными силами, во много раз превышающими давление, развиваемое современными прессами (4-7 % масла остается в жмыхе).

Единственным способом, обеспечивающим практически полное извлечение масла является экстракционный способ. Жмых перед экстракцией структурируют, придавая ему структуру крупки, гранул или лепестков, обеспечивающую максимальное извлечение масла растворителем.

Схема экстракционного процесса представлена на рисунке 7.2.

Экстрагируемый материал (крупка, гранулы, лепестки)
Экстрактор				Обработка шрота		Шрот на склад
Мисцелла		Растворитель
Обработка мисцеллы						Сборник растворителя
Масло на склад

Рис. 7.2 Схема экстракционного процесса

В качестве растворителей для экстракции растительных масел применяют экстракционный бензин марки А (ТУ 38.101303) и нефрас (ОСТ 38.01199) с температурой кипения в пределах 63-75 0 С.

Экстракцию растительных масел чаще всего ведут способами погружения экстрагируемого материала в противоточно движущийся растворитель в условиях абсолютного противотока или многоступенчатого орошения растворителем в условиях относительного противотока, когда перемещается только растворитель, а экстрагируемый материал остается в покое. Преимущества экстракции погружения: высокая скорость экстракции, небольшая продолжительность процесса, простота конструкции экстракционного аппарата. При применении экстракции с использованием многоступенчатого орошения получают чистые высококонцентрированные мисцеллы (35-40 %), а недостатком этого способа является более длительный процесс экстракции, невысокий коэффициент использования геометрического объема экстрактора (45 %) и возможность образования взрывоопасных смесей паров растворителя и воздуха внутри аппарата, сложность конструкции экстрактора.

Экстрагируемый материал располагается в виде слоя высотой 1-1,8 м. Материал орошается мисцеллой (растворителем) возрастающей концентрации, проходя семь ступеней орошения. Для очистки мисцеллы от твердых примесей применяют отстойники, гидроциклонные установки и тканевые фильтры. Если содержание примесей в мисцелле невелико, то мисцеллу очищают, пропуская через 5 %-ный раствор NaCl.

Дистилляция мисцеллы

Мисцелла состоит из легкокипящего растворителя и практически нелетучего масла. При относительно невысоких концентрациях масла в мисцелле, выходящей из экстрактора, процесс удаления растворителя вначале сводится к обычному процессу выпаривания. По мере повышения концентрации мисцеллы температура ее кипения очень быстро возрастает. В связи с этим, для уменьшения температуры отгонки и ускорения процесса применяют отгонку растворителя под вакуумом, а также водяным паром. В масло-жировой промышленности операцию отгонки растворителя называют дистилляцией .

Отгонка растворителя из шрота

Выходящий из экстрактора шрот содержит от 20 до 30 % растворителя, который удаляется нагреванием в чанных испарителях (тостерах).

В процессе отгонки растворителя из шрота по существующей технологии происходят также изменения, улучшающие качество шрота как кормового продукта: инактивируются токсичные и нежелательные соединения, присутствующие в семенах, снижается содержание эфирных масел, достигается оптимальная денатурация белков семян.

Растворитель, удаляемый при обработке мисцеллы и шрота, регенерируется путем конденсации из парогазовых смесей в теплообменниках-конденсаторах и затем возвращается в производство.

Рафинация масел

Процесс очистки масла от нежелательных групп липидов и примесей называется рафинацией , конечной целью которой является выделение из природных масел и жиров триацилглицеринов, свободных от других групп липидов и примесей. Однако не во всех случаях рафинацию проводят до полного удаления всех структурных липидов и примесей, за исключением механических примесей и воды, удаление которых является обязательным уже при первичной очистке масла на маслодобывающих предприятиях.

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. Обязательным условием применяемых технологических операций является сохранение триацилглицериновой части масел в нативном состоянии.

Полная схема рафинации масле приведена на рисунке 7.3.

	Нерафинированное масло
	Гидратирующий агент (вода)
	Гидратация масла (отделение фосфолипидов)
		Фосфолипиды
	Нейтрализация масла щелочью, промывка и сушка масла
Лимонная кислота
		Соапсток
	Вымораживание восков (для подсолнечного масла)
	Отбеливание масла или жира
		Отрабатывающий сорбент
Водяной пар	Дезодорация масла
		Одорирующие вещества
	Рафинированное дезодорированное масло

Рис. 7.3 Полная схема рафинации масел и жиров

Современная технология полной рафинации предусматривает удаление из масел фосфолипидов (операция гидратации масла), восков и воскоподобных веществ (операция вымораживания), свободных жирных кислот (операция щелочной нейтрализации), красящих веществ (операция отбеливания масла), веществ, ответственных за вкус и запах масел и жиров (операция дезодорации).

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

Объем и последовательность технологических операций при рафинации устанавливают конкретно применительно к виду масла, поступающего на обработку.

Так, например, операция гидратации применяется преимущественно при рафинации подсолнечного масла.

Гидратация – это удаление из масла с помощью воды группы веществ с гидрофильными свойствами, важнейшими из которых являются фосфолипиды. Фосфолипиды - ценные в пищевом отношении соединения с антиокислительными свойствами. При хранении масел они выпадают в виде легко разлагающегося осадка. Поэтому фосфолипиды выделяют из масла путем гидратации, а затем используют в качестве самостоятельного продукта в пищевых, кормовых и лечебных целях.

Процесс гидратации масла заключается в смешивании подогретого масла с дозированным количеством воды. Оптимальная температура гидратации масел различная: для подсолнечного масла – 45-50 0 С, для соевого – 65-70 0 С; количество воды, добавляемое в масло, также различно: для подсолнечного масла – 0,5-3 % от массы масла, для соевого – до 6 %. Продолжительность этого процесса 20-40 минут. Затем масло, содержащее крупные, сформированные хлопья гидратированных фосфолипидов, поступает на сепаратор или тарельчатый отстойник непрерывного действия.

Гидратированное подсолнечное масло должно быть освобождено от восков и воскоподобных веществ. Это достигается путем низкотемпературной очистки, или вымораживания . Сущность процесса заключается в медленном охлаждении масла до 10-12 0 С при слабом перемешивании в экспозиторе – цилиндрическом аппарате снабженном рамной мешалкой. Масло выдерживают в экспозиторе в течение 4-6 часов. Происходит кристаллизация восков, растворенных в масле. Затем масло подогревают до 16-18 0 С для снижения вязкости и фильтруют на рамных фильтр-прессах.

Способ нейтрализации масел щелочью основан на обработке рафинируемого масла водными растворами NаОН, в ходе которой свободные жирные кислоты, взаимодействуя с щелочью, дают водные растворы мыла – соапстоки.

Соапстоки нерастворимы в масле (их относительная плотность выше, чем у масла), образуют осадки, которые затем отделяют от масла.

Адсорбционная рафинация (отбеливание масла) предусмотрена для растительных масел (кроме подсолнечного), предназначенных для гидрирования и производства маргариновой продукции. Для отбеливания масел применяют активированные кислотной и термической обработкой отбеливающие бентонитовые глины.

Процесс адсорбционной рафинации заключается в приготовлении концентрированной масляной суспензии адсорбента, собственно отбеливании, осуществляемом в две стадии (предварительное и окончательное отбеливание), и отделении адсорбента от основной части масла на фильтрах.

Дезодорация масел представляет собой дистилляционный процесс, цель которого – удаление из масла одорирующих веществ – низкомолекулярных жирных кислот, альдегидов, кетонов и других летучих продуктов, определяющих запах и вкус масла, а также выделение из растительных масел нежелательных чужеродных соединений – полициклических ароматических углеводородов, ядохимикатов, токсичных продуктов – афлатоксинов и др.

Дезодорацию проводят путем обработки масла при низком остаточном давлении – вакууме и высокой температуре, при одновременном введении в нагретое масло острого водяного пара.

Перспективным направлением рафинации масел является близкое к дезодорации бесщелочная рафинация, которая исключает операцию нейтрализации масла. Однако процессы гидратации и отбеливания масла обязательны.

Растительные масла должны отвечать требованиям ГОСТов. Так, подсолнечное масло должно отвечать требованиям ГОСТ 1129. В соответствии с этим ГОСТом масла в зависимости от способа обработки подразделяют на следующие виды: рафинированное - дезодорированное и недезодорированное; гидратированное – высшего, первого и второго сортов и нерафинированное – высшего, первого и второго сортов.

Наличие отстоя в рафинированном и гидротированном маслах не допускается. Для нерафинированного масла допустим отстой от 0,05 до 0,20 % в зависимости от сорта. Рафинированное дезодорированное масло должно иметь вкус обезличенного масла и не иметь запаха, остальные виды подсолнечного масла должны иметь вкус и запах, свойственные этому маслу.

А вы знаете, что Россия является одним из мировых лидеров не только по добыче нефти, но и по производству подсолнечного масла? Я тоже узнал об этом с удивлением. Чтобы выяснить, как из семечек добывается такой необходимый в кулинарии продукт, я съездил в Воронеж, на один из крупнейших заводов России по производству подсолнечного масла.

Сегодня в специальном репортаже для рассказ о том, как из семечек выжимается подсолнечное золото.

Перед основным рассказом узнаем об истории возникновения подсолнечного масла.
Как гласит википедия, эволюция подсолнечника как культурного растения произошла в Российской империи, и промышленное производство связано с именем Даниила Бокарева. В 1829 году он изобрел способ получения масла из семян подсолнечника. Через четыре года в 1833 году в слободе Алексеевка, Воронежской губернии (ныне Белгородская область) купцом Папушиным при содействии Бокарёва был построен первый в России маслобойный завод. В 1834 году Бокарёв открыл собственную маслобойню. В 1835 году начался экспорт масла за границу. К 1860 году в Алексеевке было около 160 маслобойных заводов.

Заводы по производству подсолнечного масла строят в непосредственной близости от места произрастания подсолнечника, то есть в основном в черноземных или в южных районах России. Это делается не только для того, чтобы было удобно транспортировать семечки на завод, но и по экономическим причинам - семена подсолнечника весят совсем немного по сравнению с конечным продуктом, и возить их на дальние расстояния нецелесообразно.

Завод, который производит известную в России марку подсолнечного масла "Олейна" был построен не так давно, в 2008 году. Однако за небольшой срок компания заняла лидирующие позиции среди производителей подсолнечного масла.
1

А мы пожалуй пойдем на производство и выясним как все-таки делают подсолнечное масло.

Все начинается здесь. Перед въездом на завод стоит такой домик с навесом. Это лаборатория, куда подъезжает грузовик с семенами. Тут определяют качество поступающих семян на завод (сорность, влажность, масличность, зараженность вредителями и т.д.) Если семена не отвечают требованиям, то их увозят обратно к производителю. Перед въездом на завод стоят десятки таких грузовиков с прицепами.
2

Потом грузовик с семенами взвешивают.
3

После чего необходимо выгрузить семена. Происходит это следующим образом - грузовик заезжает на специальный подъемник, где фиксируется цепями, затем он поднимается под углом, и семена выгружаются в специальную емкость. Оттуда они по транспортным лентам отправляются на очистку от сора и если это необходимо, то на сушилку для подсушивания. И уже семена можно передавать на хранение в силоса (хранилища).
4

Огромные цилиндрические емкости на фото и есть те самые хранилища. Здесь семена хранятся при определенной температуре. Чем выше масличность семян, тем больше выход масла.
5

На территории завода много различных емкостей. Одни для того, чтобы хранить семена, другие - для хранения переработанного сырья - жмыха, шрота. Что это такое я расскажу далее.
6

Кстати, шрот выглядит так.
7

Идем дальше. Движение по территории завода организовано строже, чем в ПДД: везде стоят запрещающие знаки, а пешеходам разрешено ходить по территории завода только по выделенной полосе.
8

У завода есть своя железнодорожная ветка. Отсюда переработанное сырье (масло, шрот) уходит в различные регионы.
9

Но вернемся к производству. По транспортным лентам готовые к переработке семена поступают на первый этап производства.
10

В цехе переработке семян происходит обрушивание (разрушение кожуры) семян и отделение её от ядра
11

Обрушивание происходит в этих аппаратах. С помощью центробежной силы семена разбиваются о бичи, в результате получается рушанка (ядро и лузга). Затем ядра отделяются от лузги и каждая часть отправляется своим путем на дальнейшую переработку.
12


13

Ядро направляется на влаготепловую обработку в жаровни, где нагреваясь до 90С подготавливается для отжима масла в прессах. На этом этапе получается прессовое масло, которое после фильтрации отправляется на временное хранение, а полученный твердый и еще масличный жмых передается на следующую стадию.
15

Характерный вкус масла после горячего отжима напоминает поджаренные семечки подсолнечника. Масла, полученные горячим прессованием, интенсивнее окрашены и ароматизированы за счет продуктов окисления, которые образуются во время нагревания. А подсолнечное масло холодного отжима получают из мятки без прогрева. Преимущество такого масла - сохранение в нем большей части полезных веществ: антиоксидантов, витаминов, лецитина. Отрицательный момент - такой продукт не может долго храниться, быстро мутнеет, прогоркает и становится опасным для здоровья.

Жмых, остающийся после отжима масла, для более глубокого извлечения масла передается на экстракцию. или используется в животноводстве. Подсолнечное масло, полученное методом отжима, называют прессовым, поскольку после отжима его только отстаивают и фильтруют. Такой продукт обладает высокими вкусовыми и питательными свойствами.

На фото я держу кусок жмыха.
16

Хипстерам вход воспрещен!
17

В этом здании находятся аппараты по рафинации (очистке) масла от сопутствующих органических примесей. Масло, подвергнутое рафинации, практически не имеет цвета, вкуса, запаха. Процесс очистки состоит из нескольких этапов.
18

На первой стадии происходит удаление фосфатидов или гидратация - обработка небольшим количеством горячей - до 70 °С воды. В результате фосфолипиды становятся не растворимыми в масле и выпадают в осадок, после чего отделяются на центробежных сепараторах. , Фосфолипиды полезные вещества, но не стабильны в масле. Во время хранения они образуют осадок в масле и масло начинает прогоркать, а при жарке на сковороде они горят.

Рафинированное масло имеет чуть меньшую биологическую ценность, чем сырое, так как при гидратации удаляется часть фосфатидов, но зато хранится дольше. Такая обработка делает растительное масло прозрачным, после чего оно называется товарным гидратированным.

На второй стадии масло отбеливают. Отбеливание — обработка масла адсорбентами природного происхождения (чаще всего специальными глинами), поглощающими красящие компоненты, после чего масло осветляется. Пигменты переходят в масло из семян и также грозят окислением готового продукта. После отбелки масло становится светло-желтого цвета.

Инструменты для поддержания в рабочем состоянии аппаратов для фильтрации масла.
20

После отбелки масло направляется в секцию вымораживания. Вымораживание - удаление воска из масла. Воском покрыты все семена, это своеобразная защита от природных факторов. Воск придает маслу мутность и тем самым портит его товарный вид. Процесс очистки в этом случае происходит при охлаждении масла до температуры 8-10 С и добавлением целлюлозы (природного происхождения), после выдержки масла при такой температуре и последующей фильтрации, масло получается прозрачным.

Дезодорация - удаление свободных жирных кислот и ароматических веществ путем воздействия на подсолнечное масло горячим острым паром при высоких температурах в условиях глубокого вакуума. Во время этого процесса удаляются пахучие вещества и свободных жирных кислот, которые характеризуют качество масла. Кроме этого при дезодорации удаляются одорирующие вещества, которые придают вкус и запах маслу, а также пестициды.

Удаление вышеуказанных, нежелательных примесей приводит к возможности увеличения срока хранения масла. Пройдя все этапы, растительное масло и становится обезличенным - без цвета, вкуса, запаха. Из такого продукта изготавливают маргарин, майонез, кулинарные жиры, применяют при консервировании, а также для жарки.

21

После всех кругов ада очистки, масло попадает в эти огромные емкости. Извините, что в очередной раз употребляю слово "огромные", но масштабы производства такие, что здесь все огромное).
22

К отдельным заказчикам масло поедет в цистерне.
23

О процессе производства масла и его очистки мы узнали, теперь пойдем на заключительный этап - в цех бутилирования.

Увидев этот слоган мне на ум пришла другая сфера деятельности человека, которую не буду сейчас озвучивать. А у вас какие ассоциации?
25

Но перед посещением цеха необходимо надеть халаты, шапочку, бахиллы и помыть руки. Практически на всех пищевых производствах такие правила.
26

Запомните эти правила.
27

Бутылки, в которые будет разливаться масло делаются как и все пластиковые бутылки из таких преформ. Для бутылок разных емкостей преформы разные.
28

Они загружаются в этот контейнер, он перемещает преформы в выдувную машину, которая при нужной температуре выдувает из нее бутылку.
29

Это происходит так:
30


31

Вот такое простое волшебство.
32

И попадает в следующий аппарат, где заливается масло. Кстати, масло поступает сюда по трубам из тех самых емкостей в 500 и 800 кубометров.
34

Бутылка закручивается крышкой и продолжает путь.
35


36

На следующем этапе бутылка оклеивается этикеткой.
37


38

Попутно аппараты выявляют неправильно оклеенные бутылки или не соответствующие требованиям - без крышки и т.п. Они отбраковываются.
39


40

Увидел интересный знак, что он означает не знаю. Может кто-нибудь подскажет?
41

Затем бутылки собираются в кучку, чтобы аппарат с присосками мог за один раз наполнить ящик.
42

Для транспортировки их складывают в несколько рядов и обертывают полэтиленом.
44

После чего электрокары помещают палету с ящиками на стеллаж, в ожидании путешествия масла в магазины.
Мощности завода позволяют обрабатывать 540 000 тонн сырья и производить свыше 200 миллионов бутылок подсолнечного масла в год.
45

Напоследок покажу наглядно все этапы производства масла в трех картинках.
46


47


48


49

Теперь и вы знаете, как получают подсолнечное масло. Надеюсь у вас хватило сил дочитать до конца)

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите на адрес ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят тысячи читателей сайта

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.

Известно, что мировой объем рынка подсолнечного масла составляет на сегодняшний день порядка 10 млн тонн, причем наблюдается его стабильный и достаточно быстрый прирост.

Объем же российского рынка – порядка 2-2,2 млн тонн, с приростом около 3% в год, или в стоимостном выражении – около 82 млрд руб. Нетрудно догадаться, что далеко не весь объем подсолнечного масла производится корпорациями и другими крупными производителями: порядка 40-45% масла производят как раз производители средние и даже мелкие, вплоть до фермерских хозяйств.

Это объясняется просто: стоимость входа на рынок невелика, объем производства зависит лишь от того, сколько сырья может себе позволить переработать вновь открывшееся предприятие, а рынок сбыта практически не ограничен: если даже на производимый объем масла не находится региональных покупателей, то оно просто отправляется за границу (в основном в Турцию и Европу), где его покупают весьма охотно. Хотя такие случаи – скорее исключение, чем правило: подсолнечное масло, кроме собственно кулинарии, используется и во многих других отраслях экономики – например, в консервных производствах, мыловарении, лакокрасочной промышленности (из него, как известно, изготавливается олифа) и даже в косметической и медицинской промышленности, где оно выступает основой или компонентом различных кремов и мазей. Так что покупателя на подсолнечное масло найти нетрудно.

Кроме того, производство подсолнечного масла – безотходное. Дело в том, что в процессе его получения из семян подсолнечника образуются и сопутствующие материалы – лузга подсолнечная (шелуха, оболочки семян), отделяемая в процессе обрушивания при подготовке их к извлечению масла относится к возвратным отходам – ее реализуют на кирпичные заводы и предприятия по производству пеллет, а так же некоторые другие специфические нужды; к попутной же продукции относятся жмых и шрот – весьма ликвидные кормовые товары, требующие некоторой обработки (прессование в брикеты и проч.) перед реализацией.

Разумеется, сопутствующие материалы реализуются, не уменьшая себестоимость собственно масла; более того, в бухгалтерском учете затраты на продажу, транспортные расходы по отгрузке попутной продукции и отходов производства напрямую относятся на себестоимость проданного подсолнечного масла, что помогает оптимизировать налогооблагаемую базу предприятия.

Технология и оборудование для производства подсолнечного масла

Как известно, подсолнечное масло разделяется на две глобальных группы – рафинированные и нерафинированные масла. Их отличие – в степени очистки. Рафинированное масло очищается технологически, обычно с помощью отстаивания, центрифугирования, фильтрации, сернокислой и щелочной рафинации, гидратации, отбеливания, дезодорации и вымораживания в любом сочетании этих методов. Нерафинированное масло очищается исключительно механической фильтрацией.

Специфика современного производства подсолнечного масла такова, что на одном и том же маслоэкстракционном заводе возможен выпуск практически любого из 7 существующих (т.е. перечисленных в соответствующем стандарте – ГОСТ Р 52465-2005) видов.

В общем и целом, технология производства подсолнечного масла выглядит следующим образом. На первом этапе семена подсолнечника отделяются от примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами, а также металлических примесей с магнитными свойствами.

Происходит это в специальных сепараторах, стоимость которых – 42-45 тыс. руб. (1360-1460 долларов) за единицу – производительность одного сепаратора – около 1 т (1000 кг) сырья в час. На втором этапе очистки семена подсолнечника отделяются от лузги в специальных рушально-веечных машинах.

Процесс называется рушением, оборудование же для его производства обойдется в 77 тыс. руб. (около 3000 долларов) за единицу – одна машина обрабатывает, как и сепаратор, 1000 кг сырья в час, поэтому количество рушально-веечных машин и сепараторов совпадает, а их суммарная мощность должна соответствовать мощности маслоэкстракционной линии в целом: обычно одну линию обслуживает одновременно несколько связок «сепаратор – рушально-веечная машина», питаемых из единого бункера (он называется «бункер завальный») с помощью нескольких транспортировочных (т.н. «шнековый транспортер») линий.

После обработки на сепараторе и в рушально-веечной машине очищенные семена подсолнечника подаются на вальцовый станок, предназначенный для размола ядер семян. Собственно мощность вальцевого станка и является входной (т.е. по сырью) мощностью линии в целом.

Стоимость таких машин сильно разнится в зависимости от мощности, и перечислять их все не имеет смысла. В целях данной статьи можно назвать стоимость сопоставимых по мощности агрегатов для того, чтобы составить у читателей представление о порядке цен на них.

Итак, вальцовый станок входной мощностью 800 кг в час (т.е. сопоставимый с сепаратором и рушально-веечной машиной мощностью в 1000 кг – выход из них полезных веществ, т.е. ядер подсолнечника, иначе говоря, выходная мощность и составит примерно 0,8 т) обойдется примерно в 425 тыс.руб. или 13800 долларов; станок же входной мощностью около 4200 кг в час, то есть сопоставимый с 5-6 связками «сепаратор – рушально-веечная машина» стоит уже около 1120 тыс. руб., или 36450 долларов.

Заводы, оборудованные станками второго типа попадают в категорию «средних» предприятий – ведь даже путем простого перемножения производительности на рабочее время нетрудно выяснить их «входную» мощность – 40-48 тонн в день (при условии односменной работы, хотя специфика производства такова, что в сезон урожая оно может быть и трехсменным, т.е. круглосуточным), а это – урожай с 16-19 гектар.

Размолотые посредством вальцов семена подсолнечника (их также называют «мятка») транспортируются в жаровню. Жаровни бывают двух типов – огневые и паровые. Разница, как нетрудно догадаться – в различии типов обработки размолотых семян.

Огневые жаровни, по сути, представляют из себя большие сковороды, или, точнее, котлы; нагревание и жарка в них производится с помощью газовых горелок. Паровые же обрабатывают мятку с помощью пара, получаемого, как правило, опять же нагревом воды энергией сгорающего газа.

Первый тип жаровен намного дешевле второго – они стоят порядка 83 тыс.руб., или немного меньше 3000 долларов, однако их производительность – 300-350 кг мятки за цикл, то есть для загрузки линии на полную мощность придется использовать 2-3 жаровни.

Паровая жаровня производительностью 800 кг в час (то есть соответствующая мощности «одинарной» линии в целом) обойдется уже примерно в 350 тыс. руб. или 11,5 тыс. долларов. Кроме того, существуют также паровые жаровни не для жарки, а лишь для термической обработки семян – такая технология позволяет немного экономить время и получать т.н. масло холодного отжима – без специфического запаха жареных семян подсолнечника.

Жаровня такого типа обойдется примерно в 440 тыс. руб., или чуть более 14 тыс. долларов. Производительностью она также будет соответствовать «одинарной» линии, т.е. обрабатывать 1000 кгмятки в час.

В принципе, существует технология холодного отжима и без использования дорогостоящего нагревающего оборудования. Однако без нагрева отжим масла существенно уменьшается – в данном случае вложения окупят себя довольно быстро, учитывая объемы производства.

Следующий агрегат – шнековый пресс предназначен собственно для отжима масла из прошедшей или не прошедшей влаготепловую обработку ядер семян подсолнечника (такая масса называется «мезгой»).

Производительность отжимных машин «среднего» класса, то есть предназначенных для небольших и средних производств составляет 15-25 тонн в сутки, их стоимость – 650-860 тыс. руб., или 21,1-28 тыс. долларов соответственно.

Масло из-под пресса охлаждается и отстаивается, а затем проходит сквозь специальный фильтр, предназначенный для первичной очистки от механических примесей. Стоимость такого фильтра – около 95 тыс. руб. или 3070 долларов.

В принципе, полученное масло в дальнейшей очистке и не нуждается, однако на некоторых предприятиях практикуется использование и других фильтров.

Производительность одного фильтра такого типа – 160 кг масла в час, учитывая среднюю масличность подсолнечника – от 33 до 57%, т.е. из 1 тонны мятки или мезги получается 330-570 (а с учетом оставшихся в жмыхе от 8-9 до 11-14% масла в среднем – 260-270 кг масла) фильтров обычно используется 2-3 штуки.

Полученное масло называется «сырым» – оставшийся после прессования жмых может продаваться как ценное сельскохозяйственное сырье, а может быть подвергнут дополнительной экстракции.

Второй способ получения подсолнечного масла называется экстракционным. В отличие от описанного выше – прессового способа выход масла увеличивается вплоть до 2% остатка от наличного в семенах подсолнечника.

Обычно на современных предприятиях используется оба метода – как правило, послепрессового отжима жмых сразу поступает в экстрактор – специальную машину, где производится растворение остаточного масла. В качестве растворителей применяют различные специфические вещества – экстракционный бензин, гексан, ацетон, дихлорэтан и др.

После второго отжима получается обезжиренный (до 2-5% содержания масла) материал, используемый в качестве корма для сельскохозяйственных животных– шрот, – и раствор масла в растворителе (так называемая мисцелла). Масло из мисцеллы получают рафинацией, которая может производиться разными методами. Стоимость соответствующего оборудования – примерно от 520 тыс. руб. или16770 долларов при производительности 500 кг масла в час.

Готовое подсолнечное масло разливается в различную тару: от железных бочек объемом 200 л до пластиковых бутылок от 0,5 до 5 л. Разумеется, масло в бочках гораздо менее ценится, чем бутилированное, поэтому (если, завод, конечно производит не техническое, а пищевое масло) следует приобрести также соответствующее оборудование: комплекты оборудования для розлива подсолнечного масла в пластиковые бутылки (мощностью 3600 л за 8-часовую смену) обойдется примерно в 405 тыс.руб. или чуть более 13 тыс. долларов.

Требования к персоналу и помещению при производстве подсолнечного масла

Большим минусом производства подсолнечного масла является требование достаточно больших производственных и складских помещений. Общая площадь производственных цехов для завода мощностью 50 тонн семян подсолнечника за смену – порядка 2000 кв. м. Вообще, статистической нормой считается наличие примерно 40 кв. м на тонну обрабатываемого в смену сырья. То есть, если мощность завода – 10 тонн, то для производственных цехов понадобится 400 кв. м, а если 25, то 1000.

Но складское помещение должно быть еще большим – ведь нормой производственных запасов считается 1-1,5 месяца, а специфика хранения семян подсолнечника такова, что его трамбовка слишком толстым слоем запрещена. Итого складские помещения в среднем получаются вдвое большими, чем производственные, а в описываемом случае это не меньше 4000 кв.м.

Кроме того, для хранения жмыха или шрота требуется вдвое меньший склад, чем для сырья, а собственно для готовой продукции – склад приблизительно равный 3/4 от производственного помещения. Итого получаем складских помещений еще на 2000+1500, а всего – 3500 кв. м.

Лузга может храниться навалом на улице под невесом или даже открытым небом, если климатические условия позволяют, однако для того, чтобы она не загораживала, например, проезд машинам, но была доступна для погрузки-выгрузки на реализацию, ей следует выделить отдельную площадь порядка 10-15 соток.

Как видно, соответствующие помещения найти довольно трудно, однако новые технологии возведения каркасных конструкций типа ангаров могут решить вопросы, как минимум хранения.

А вот с персоналом немного легче: из примерно 50 работников смены специальное образование и подготовку (в данном случае – по специальностям 260100 «Технология продуктов питания», 260400 «Технология жиров», 260401 «Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов», 260402 «Технология жиров и жирозаменителей», 260600 «Пищевая инженерия», 260601 «Машины и аппараты пищевых производств» и 260602 «Пищевая инженерия малых предприятий» по ОКСО) должны иметь всего 8-10 человек – технологи и мастера.

Остальные же работники могут набираться по принципу добропорядочности и отсутствия вредных привычек – производство считается пожароопасным. Общий фонд заработной платы, с учетом единого социального налога составит не более 700-750 тыс.руб.

Прибыльность и окупаемость производства подсолнечного масла

Рентабельность производства подсолнечного масла подсчитать не так просто: она сильно зависит от качества исходного сырья (масличность, влажность), применяемой технологии (холодный отжим, экстракция и т.п.) и сезонности. Пик производства и, как следствие, предложения подсолнечного масла – октябрь-декабрь. А пик спроса – конец лета – начало осени.

Однако, общие цифры выглядят следующим образом. Средний маслоэкстракционный завод перерабатывает 50 т семян подсолнечника в день. Средняя масличность подсолнечника (по разному качеству сырья и сортам) – порядка 45%, причем до 5% приходится на сопутствующий товар – шрот и технологические потери, а около 20% веса семян составляет лузга – оболочка.

Итак, из 50 тонн семян подсолнечника получится 40 тонн ядер, а из них в лучшем случае – 16 тонн масла плюс 24 тонны шрота и 10 тонн лузги.

16 тонн масла – это 17,3-17,4 тыс. литров масла. Для простоты расчетов все масло будет считаться рафинированным дезодорированным. Считая отпускную оптовую цену масла на уровне 35 руб. за литр, получим валовую прибыль 605-609, округленно – 600 тыс. руб. Это только с масла. Лузга подсолнечника при цене порядка 900 руб. за тонну принесет еще 90 тыс.руб., а шрот (по самой минимальной цене – 1,5 тыс.руб. за тонну) – плюс 36 тыс.руб. Итого валовой доход получается не менее 725 тыс.руб. От него и будем отталкиваться.

Стоимость тонны масличного подсолнечника нормального качества – порядка 12 тыс.руб., а следовательно, для рабочей смены сырья потребуется на 600 тыс. руб. Таким образом, чистая прибыль (без учета сопутствующих расходов) – 125 тыс.руб., а рентабельность – около 20%.

Прибыль за месяц (считая 24 рабочих дня по 1-сменной схеме) получится равной 3 млн руб., а за вычетом фонда оплаты труда и налогов, а также расходов на оплату коммунальных платежей – примерно 1,8-2 млн руб.

Смотрите видеосюжет о производстве растительного масла: