Характеристика та технологія фізичних, хімічних та фізико-хімічних методів рафінації жирів

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ОНАХТ

ФАКУЛЬТЕТ ТХ І КВ

РЕФЕРАТ

Тема: «Характеристика та технологія фізичних, хімічних та фізико-хімічних методів рафінації жирів»

Виконала:

студентка гр. ТЗ-32б

Кузьменко І.О.

Одеса, 2011

Вступ

Олійно-жировою промисловістю нашої країни випускається широкий асортименти олійних продуктів. Найбільшу питому вагу серед них займають рослинні олії.

Багато олійно-жирових підприємств країни являють собою великі індустріальні комплекси. Подальший приріст потужностей заводів планується підвищувати за рахунок впровадження безперервних високопродуктивних ліній екстракції олій, щоб у перспективі повністю замінити пресовий спосіб переробки олійної сировини на більш економічний - екстракційний.

Одним з найважливіших завдань, що стоять перед промисловістю, є здійснення принципів комплексної переробки сировини. Це у свою чергу дає можливість зменшити кількість втрат цінних речовин і одержувати додаткові товарні продукти (фосфатидний концентрат, харчовий білок та ін.).

Джерелом промислового одержання рослинних олій служать насіння й плоди рослин, а також м'якоть плодів деяких видів пальм. До складу рослинних олій входять незамінні жирні кислоти, вітаміни й провітаміни, фосфатиди, тому для раціонального харчування людині рекомендується поряд з іншими жирами вживати щодоби 25-30 г рослинної олії.

Основними олійними культурами в Україні є соняшник, бавовник і соя, у менших кількостях переробляють насіння таких культур, як гірчиця, рапс, кунжут, льон і рицина.

Вміст олії в насінні залежить від виду й сортових особливостей олійних рослин. Наприклад, у насінні соняшника воно становить 36-56%, у насінні сої -17 - 25, у насінні бавовнику - 17 -26, у насінні арахісу - 41 - 56, у насінні гірчиці - 32-42%.

Олійне насіння окремих культур містять велику кількість повноцінних білків, які використовують при виробництві багатьох харчових продуктів.

Жири в харчуванні людини є основним джерелом енергії. При окисненні в організмі 1 г жирів виділяється 37,7 кДж енергії, тобто майже в 2,5 рази більше, ніж при засвоєнні (окисненні) 1 г білків або вуглеводів. За виключенням олій касторового, тунгового й деяких інших нечисленних видів, в основному отриманих із тропічних рослин, усі природні жири можуть бути використані в їжу.

Середня норма споживання жирів для людини становить близько 100 г на добу, включаючи жири, що втримуються у всіх харчових продуктах. Однак ця норма може коливатися залежно від віку людини, фізичної навантаження й деяких інших факторів.

Жири мають не тільки високу теплотворну здатність, вони мають велике фізіологічне значення, тому що є постачальниками необхідних для організму людини речовин - вітамінів, незамінних жирних кислот, фосфатидів.

Останнім часом на українських ринках з'явилася безліч різновидів рослинної олії як українського так і закордонного виробництва.

Ще 10-15 років тому в українського покупця не було проблем з вибором рослинної олії: на прилавках зустрічалося тільки соняшникове, соєве, кукурудзяне й ріпакове. А тепер, коли очі розбігаються від пропонованих торговельних марок і достатку виробників, споживачам і працівникам торгівлі необхідні основні знання про склад і властивості продукту, щоб розібратися в цім різноманітті. Як у виготовлювача, так і в продавця виникає спокуса у фальсифікації шляхом підміни одного виду олії іншим, менш коштовним, для збільшення доходу від реалізації. Це визначило необхідність вивчення даного продукту.

Очищення олій

Процес очищення проводиться з метою звільнення олій від супутніх домішок. До домішок відносяться наступні групи речовин: супутні тригліцеридам речовини, що переходять із доброякісної сировини в олію в процесі витягу; речовини, що утворюються в результаті хімічних реакцій при витягу й зберіганні олій; мінеральні домішки, частки мезги або шроту, залишки розчинника або мила.

Крім небажаних домішок з жирів при рафінації віддаляються й корисні для організму речовини: жиророзчинні вітаміни, фосфатиди, незамінні поліненасичені жирні кислоти.

Рафіновані жири краще піддаються окисному псуванню, тому що з них відділяються природні антиокислювачі - фосфатиди й токофероли. Тому рафінацію прагнуть проводити таким чином, щоб при максимальному витягу небажаних домішок зберегти корисні речовини.

Усі методи рафінації діляться на:

фізичні - відстоювання, центрифугування, фільтрація, які використовуються для видалення механічних часток і колоїдно-розчинних речовин;

хімічні - сірчанокисла й лужна рафінація, гідратація, видалення госсипола, які застосовуються для видалення домішок, що утворюють в оліях дійсні або колоїдні розчини за участю речовин, що віддаляються, у хімічних реакціях;

фізико-хімічні - відбілювання, дезодорація, виморожування, які використовуються для видалення домішок, що утворюють в оліях дійсні розчини без хімічної зміни самих речовин.

Операції по рафінації олії Готова продукція

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.2 - Послідовність процесів рафінації і отримані види продукції

Фізичні методи

Механічні домішки (частки мезги й макухи) не тільки погіршують товарний вид олії, але й обумовлюють ферментативні, гідролітичні, окисні процеси. Білкові речовини сприяють протіканню реакції Майера (меланоїдоутворення) і утворенню ліпопротеїдних комплексів. Механічні домішки видаляють відразу ж після одержання олії.

Відстоювання - це процес природного осадження часток, що перебувають у зваженому стані в рідкому середовищі, під дією сили тяжіння. При тривалому відстоюванні олії відбувається виділення з неї частин колоїдно-розчинених речовин - фосфоліпідів, слизів, білків за рахунок їх коагуляції. Олія після відділення осаду стає прозорою. На промислових підприємствах для відстоювання застосовуються механізовані подвійні гущеловки з електромеханічними вібраторами.

Центрифугування - процес поділу неоднорідних систем під дією відцентрових сил. У промисловості застосовують корзинові, тарілчасті, трубчасті центрифуги, наприклад, горизонтальну осаджувальну центрифугу безперервної дії НОГШ-325, сепаратор Al- Мсп. Для поділу тонких систем використовують швидкісні центрифуги: розподільні - для поділу двох фаз, що не змішуються (вода-жир) і освітляючі - для виділення з рідин дрібнодисперсних механічних домішок. Для поділу суспензій застосовують гідроциклони, дія яких заснована на використанні відцентрових сил і сил тяжіння.

Фільтрація - процес поділу неоднорідних систем за допомогою пористої перегородки, яка затримує тверді частки, а пропускає рідину і газ. Форпресову й експелерну олію піддають фільтрації двічі. Спочатку проводять гарячу фільтрацію при температурі 50-55°С для видалення механічних домішок і частини фосфатидів. Потім - холодну фільтрацію при температурі 20-25°С для коагуляції дрібних часток фосфатидів.

У промисловості використовують фільтр-преси, що полягають із 15-50 вертикально розташованих фільтруючих гнізд, що перебувають на одній загальній горизонтальній станині. У гнізді перебуває фільтрувальна тканина, яка поступово забивається осадом, називаним фузом. Фуз використовують для одержання олії екстракційним способом, фосфатидів, а залишок - у миловаріння [7].

Хімічні методи

хімічна фізична рафінація жир олія

Гідратація - процес обробки олії водою для осадження гідрофільних домішок (фосфатидів, фосфопротеїдів). У результаті гідратації фосфатиди набухають, втрачають розчинність у олії й випадають в осад, який відфільтровують. Для повного видалення фосфопротеїдів застосовують слабкі розчини електролітів, зокрема хлорид натрію.

У цілому гідратація зводиться до того, що олія нагрівається до певної температури (соняшникова й арахісова - до 45-50 °С), змішується з водою або барботується гострою парою, витримується для утворення пластівців з наступним відділенням олії від осаду.

У промисловості використовують паровий, електромагнітний і гідротермічний методи гідратації. Застосовують устаткування періодичної дії, безперервної дії з тарілчастими відстійниками й сепараторами.

У результаті гідратації одержують харчову олію, харчовий і кормовий фосфатидні концентрати, олію для подальшої рафінації.

Лужна рафінація - обробка олії лугом з метою виведення надлишкової кількості вільних жирних кислот. У процесі нейтралізації утворюються солі жирних кислот - мила. Мила нерозчинні в нейтральному жирі й утворюють осад - соапсток. Мило має високу адсорбуючу здатність, завдяки якій з жиру відділяються пігменти, білки, слизи, механічні домішки. Соапсток відділяється відстоюванням або центрифугуванням.

Процес лужної нейтралізації складається з наступних операцій: обробка фосфорною кислотою для руйнування негідратованих фосфатидів; нейтралізація лугом; перше промивання водою температурою 90-95°С для видалення мила; друге промивання водою; обробка лимонною кислотою для видалення слідів мила; сушіння в апаратах під вакуумом.

Нейтралізацію проводять безперервним і періодичними методами.

Періодичний спосіб поділу фаз у гравітаційнім полі з водно-сольовою підбивкою заснований на розчиненні мила у воді або у водяному розчині хлориду натрію. При періодичному методі нейтралізацію здійснюють у нейтралізаторі. Це апарат циліндричної форми з конічним дном, з паровою сорочкою й грабельною мішалкою для перемішування олії й лугу. Луг подають зверху через розпилювачі або знизу через змійовики. Через розпилювачі подають також розчин солі й воду.

Безперервні методи:

* із застосуванням сепараторів для відділення масла від соапстока під дією відцентрових сил;

* з поділом фаз в мильно-лужному середовищі, при якому тонко дисперсну олію пропускають через розчин лугу, мило, що утворюється, розчиняється в лугу, нейтралізована олія спливає й виділяється з апарата;

* рафінація в міцелі - рафінація масла, що виходить у вигляді місцели з екстрактора, без операції дистиляції, усувається вплив високих температур на олію.

У результаті лужної рафінації зменшується вміст вільних жирних кислот, олії освітляються, відділяються механічні домішки. У оліях, рафінованих лугом, наявність осаду не допускається.

Фізико-хімічні методи

Відбілювання - процес витягу з олій барвників шляхом їхньої обробки сорбентами. Для відбілювання олій широко використовують вибільні глини - вибільні землі (гумбрин, асканіт, бентонін). Вони являють собою нейтральні речовини кристалічної або аморфної будови, що містять кремнієву кислоту або алюмосилікати. Для посилення ефекту відбілювання у вибільні глини додають активоване вугілля. Крім того, при додаванні до суміші вибільної глини й вугілля карбонатів нікелю й міді виводиться сірка з рапсової олії. Процес відбілювання полягає в перемішуванні олії з вибільною глиною протягом 20-30 хвилин у вакуум-вибільних апаратах. Після відбілювання адсорбент відокремлюють за допомогою рамних фільтр-пресів з ручним вивантаженням осаду. Використовують також безперервно діючі лінії для відбілювання олій, оснащені герметичними саморозвантажними фільтрами.

Дезодорація - процес відгону з олій летких речовин, що надають їй смак і запах: вуглеводнів, альдегідів, спиртів, низькомолекулярних жирних кислот, ефірів і ін. Дезодорацію проводять для одержання олії, необхідної в маргариновому, майонезному, консервному виробництвах.

Процес дезодорації заснований на різниці температури випару ароматичних речовин і самих олій. і

В промисловості використовують способи періодичної й безперервної дії дезодорації олій.

Періодичний спосіб. Основним методом дезодорації є відгін смакоароматичних речовин у струмі водяної пари - дистиляція. Профільтровані олії поміщають у спеціальні апарати-дезодоратори, додають лимонну кислоту для підвищення стійкості до окиснення. Жир нагрівають до 170°С и під вакуумом з гострою парою температурою 250-350°С відганяють смакоароматичні речовини. Продуктивність дезодораторів періодичної дії в середньому 25 т.

Безперервні способи дезодорації жиру здійснюються як на вітчизняних, так і імпортних установках.

Дезодорація жиру на установці фірми "Де Смет" (Бельгія), що включає дезодоратор плівково-барботажного типу, здійснюється у два етапи. На першому етапі леткі речовини відганяються шляхом контактування гострої пари з тонкою плівкою олії, що утворюється за рахунок стікання пари по вертикальному пакету пластинок. Кінцева дезодорація проводиться в кубовій частині апарата шляхом барботування олії гострою парою під тиском 66,5-266 мПа. Продуктивність цієї установки 80 т. Аналогічна цій установці вітчизняна установка А 1-МНД.

Дезодорацію жиру на установках "Спомаш" (Польща) і "Альфа-Лаваль", що включають дезодоратори барботажного типу у вигляді вертикальної тарілчастої колони з висотою шару олії на тарілці 30-50 см, проводять при температурі 200-230 °С. Дезодоратори мають вузли вловлювання погонів, що дозволяє сполучати дезодорацію з відгоном вільних жирних кислот. Продуктивність цих установок відповідно 100 і 150 т.

Виморожування - процес видалення воскоподібних речовин, які переходять у олію з насінних і плодових оболонок олійних рослин. Виморожування проводять на початку або після рафінації. Сутність процесу виморожування полягає в охолодженні олії до температури 10-12 °С и наступній витримці при цій температурі при повільнім перемішуванні для утвору кристалів воску. Потім олію підігрівають до 18-20 °С для зниження в'язкості й фільтрують. Профільтрована олія прозора, не каламутніє при охолодженні навіть до 5 °С.

Особливістю рафінації бавовняної олії є попереднє виведення госсиполу антраніловою кислотою. При цьому утворюється осад антранілату госсиполу, який відокремлюють від олії, а олію направляють на подальшу обробку.

Висновок

Ми вже звикли до різноманітності рослинної олії на українському ринку: маслинова, кукурудзяна, соєва, рапсова, гірчична, бавовняна, арахісова. Хоча далеко не завжди уявляємо собі, чим вони відрізняються одна від одної, яка їхня поживна цінність, у яких випадках яку краще використовувати. Знаємо, що рослинна олія буває рафінованою і нерафінованою. Але мало кому відомо, що цим далеко не вичерпується список можливих процесів обробки олії. Але ж від того, наскільки очищена (рафінована) олія, залежить його харчова цінність. Якщо взяти різні рослинні олії: соняшникову, кукурудзяну, соєву, маслинову, бавовняну і т.д. і рафінувати їх повністю, то ми не зможемо відрізнити їхній одну від одної. Це будуть зовсім однакові в'язкі рідини легше води, без смаку, запаху й кольору. Їхня харчова цінність визначається лише наявністю незамінних жирних кислот (в основному, лінолевої і ліноленової). Ці кислоти - найважливіше , що містить рафінована рослинна олія. Незамінні жирні кислоти, їх ще називають вітаміном F, відповідають за синтез гормонів, підтримку імунітету. Вони надають стійкість і еластичність кровоносним судинам, зменшують чутливість організму до дії ультрафіолетових променів і радіоактивного випромінювання, регулюють скорочення гладкої мускулатури, виконують ще безліч життєво важливих функцій. Оскільки ці корисні речовини в олії зберігаються навіть після глибокої рафінації, навряд чи можна вважати рафінований продукт зовсім безкорисним.

Але в процесі глибокого очищення олія втрачає не тільки характерний смак, аромат, але й багато корисних речовин.

Щоб зробити олію прозорою, з неї забирають фосфоліпіди (або фосфатиди) - ті самі речовини, які сприяють виведенню з організму холестерину. Фосфоліпіди містяться й у різні інших продуктах (печінці, яйцях, мізках), але разом з досить більшою кількістю холестерину. А у рослинній олії холестерину немає.

При рафінації олія втрачає частину токоферолів (вітамін Е) і каротиноїдів. А вони мають важливі терапевтичні властивості й до того ж допомагають олії не занадто швидко псуватися. Тому строк придатності рафінованої олії менше, ніж нерафінованої, у якої він і так невеликий (у соняшникової й кукурудзяної - не більш чотирьох місяців). Та олія, яку розливають у пляшки, рафінована не повністю.

Існує кілька ступенів рафінації. Перша - звільнення від механічних домішок. Пройшовши цю процедуру, олія надходить у продаж як товарна нерафінована. Наступний ступінь - видалення фосфатидів (гідратація). Така обробка робить олію прозорою, після чого вона називається товарною гідратованою. Третій ступінь - виведення вільних жирних кислот. При надлишковому вмісті таких кислот у олії з'являється неприємний смак. Пройшовши ці три етапи олія називається вже рафінованим недезодорованою. Після відбілювання (четвертий ступінь) в олії не залишається пігментів, у тому числі каротиноїдов, і вона стає світло-солом'яною. Дезодорація видаляє леткі з'єднання, позбавляє олію запаху й перетворює її в рафіновану дезодоровану. І, нарешті, останній ступінь очищення, у процесі якого виходить безбарвна, в'язка рідина - виморожування, з його допомогою видаляють воски. Пройшовши всі етапи, олія й стає знеособленою. З такого продукту виготовляють маргарин, майонез, кулінарні жири, застосовують при консервуванні. Тому вона не повинне мати специфічного смаку або запаху, щоб не порушувати загальний смак продукту.

На прилавки соняшникова олія найчастіше потрапляє або рафінованою недезодорованою - зовні прозора, але з характерним для неї запахом і кольором. Або рафінованою дезодорованою - дуже прозора, світло-жовта, без запаху й смаку насіння. Або нерафінованою - вона темніша, ніж вибілена, може бути з осадом або суспензією, але проте вона пройшла фільтрацію й, звичайно, зберегла запас, який ми всі знаємо з дитинства.

У Україні соняшникова олія користується більшим попитом - саме її вважають класичною рослинною олією, хоча, звичайно, все відносно. В Італії такою "класикою" вважають маслинову, у Китаї - соєву. Але в нашій країні будь-яка не соняшникова олія вважається незвичайною, екзотичною.

Кукурудзяна олія придатна в їжу тільки рафінованою дезодорованою - у нерафінованої олії з кукурудзи не приємний запах і смак. А рафінована - зовсім без запаху. Зате вітамінів у ній більше, ніж в соняшниковій.

Маслинову олію одержують із м'якоті й кісточок плодів маслинового дерева. У м'якоті втримується до 55% олії. Високоякісна маслинова олія називається прованською. Олія кращих сортів - світло- або золотисто-жовтого кольору. Її найбільше люблять італійські кулінари, що готують на ній соуси. Олія нижчих сортів має зеленуватий відтінок.

Соєва олія дуже популярна в Європі, Америці й, зрозуміло, у Китаї. У Китаї - у силу традицій. Соєву олію люблять за характерний запах і смак. Її добувають із бобів сої, які, крім значної кількості олії - 15-20%, містять повноцінні білки. Олію із сої рафінують, але не дезодорують. Сира (неочищена) олія має коричневий із зеленуватим відтінком колір, рафінована - яскраво-жовта.

Смажити краще на рафінованих оліях. А з рафінованих - на маслиновій або рапсовій. Вони містять менше поліненасичених жирних кислот, інші рослинні олії, повільніше окисняться й можуть витримати кілька циклів смаження.

Якщо ви віддаєте перевагу соняшниковій або кукурудзяній, то знов-таки краще використовувати рафіновану. Справа в тому, що під час смаження при високих температурах у нерафінованій олії утворюються токсичні з'єднання, що володіють сльозоточивим, а також мутагенним і канцерогенним діями. А корисні речовини, які є в сирій олії, однаково знищуються. Температура нагрівання (навіть рафінованих олій) не повинна перевищувати 160-180 °С. Якщо над поверхнею олії з'явився димок, значить вона перегрілася, і починається утворення небезпечних токсичних з'єднань.

А от салати найкраще заправляти нерафінованою олією, оскільки саме вона багата тими корисними з'єднаннями, які втрачаються при рафінації. Але дехто не любить смак й запах сирої соняшникової або маслинової олії, тому віддають перевагу для заправки холодних овочевих страв олію рафіновану, але це вже справа смаку. Наші предки вміли зберігати рослинну олію, що називається, від урожаю до врожаю. Тримали його в темнім прохолоднім місці в великих суліях з вузьким горлечком - щоб менше контактувало з повітрям. А щоб не прогіркнуло, у кожну сулію насипали небагато солі й трохи чисто вимитих і висушених фасолин.

Перш ніж заправити салат зі свіжих овочів і зелені, згадаєте, що сіль у олії не розчиняється. Тому страву треба посолити за кілька хвилин перед подачею на стіл, почекати, поки овочі дадуть сік і тільки потім полити олією.

Краще не використовувати вдруге рослинну олію, на якій вже щось смажили. Але якщо іншого виходу нема, то можна спробувати поліпшити його смак і запах. Для цього треба покласти на сковорідку дві-три невеликі нашатковані цибулини або одну-дві нарізані сирі картоплини й прогріти, безупинно помішуючи. Потім вилучити з поверхні піну й цибулю (картоплю) і процідити олію через тканину. Його якість значно покращиться, хоча смачним і корисним воно однаково не стане.

Мета даної роботи виконана, відповідно проаналізовано стан ринку рослинних олій в Україні, вивчено класифікацію і асортимент даної продукції, розглянуто методи отримання і очищення олій та проведено експериментальну частину і контроль якості рослинних олій.

На основі проведеного дослідження були зроблені наступні висновки:

При оцінці якості за органолептичними показниками було визначено, що соняшникова олія ТМ «Чумак» краща, ніж соняшникова олія «Стожар».

При оцінці якості рослинних олій за фізико-хімічними показниками найбільш важливими є колірне число, кислотне число, йодне число і масова частка вологи. Було визначено, що олія марки «Стожар» більш якісніша в порівнянні з іншим зразком.

Список літератури

Стопский В.С. Химия жиров и продуктов переработки жирового сырья. М., Колос, 1992

Тютюнников Б.Н., Бухштаб З.И., Гладкий Ф.Ф. Химия жиров. М., Колос, 1992

Размещено на Allbest.ru