Обработка жиров

Жиры полученные в результате тепловой обработки сырья, содержат различное количество примесей в виде белковых (шквара), минеральных частиц и влаги (фуза).

Наличие примесей в жире зависит от метода получения жира, применяемого сырья, продолжительности теплового воздействия и температуры.

Примеси влияют на качественные характеристики жира, стойкость жира при хранении. Значительная часть примесей, содержащихся в жире, отличается от жира по плотности.

Поэтому первичная обработка жиров предусматривает использование разности в плотности жира и примесей.

Для этого применяют: отстаивание, фильтрование, центрифугирование и сепарирование.

Таким образом, основной задачей обработки жиров после вытопки является удаление из жиров посторонних примесей и влаги.

Отстаивание. Отстаивание это простейший способ удаления влаги и взвешенных частиц из жира. Скорость оседания частиц повышается с понижением вязкости среды, увеличением плотности фаз и диаметра частиц. В связи с этим отстаивание осуществляют при температуре выше точки застывания жира, применяя электролиты для образования более крупных частиц, увеличения плотности водного раствора.

Качественные показатели жира при отстаивании в сравнении с другими способами обработки жира ухудшаются, так как с целью снижения вязкости жира, а процесс отстаивания ведут при температуре жира 65 – 70 ⁰С , и нагретый жир длительное время соприкасается с воздухом, в результате ускоряются процессы окислительной порчи жира.

Отстаивание осуществляют в отстойниках жира. Для отстаивания жиров применяют отстойники трех типов: ОЖ-0,16, ОЖ-0,85 и ОЖ-1,6. Отстойник жира представляет собой открытый вертикальный, цилиндрический сосуд с коническим днищем и с паровой рубашкой. В паровую рубашку поступает горячая вода или острый пар давлением 0,06 МПа. К днищу приварены трубы с вентилем для спуска фузы. Для слива жира из отстойника используют шарнирную трубу. В вертикальном положении открытый конец трубы расположен выше уровня жира, а при повороте и опускании трубы в слой жира конец трубы соединяется с патрубком слива жира из отстойника. На корпусе отстойника смонтирован термометр для контроля температуры. Сверху отстойник закрыт решетчатой крышкой. Отстойники используют также в качестве аппаратов для приема, накопления, нагревания и хранения жира.

Отстаивание осуществляют следующим образом. В нагретый отстойник сливают жир через марлевый мешочек, закрепленный на конце сливной трубы. Отстойник не доливают жиром на 10 – 15 см от верхнего края. Слитый жир отстаивают при температуре 65 – 70 ⁰С в течение 5 – 6 часов. Для ускорения осаждения взвешенных белковых частиц и разрушения эмульсии жир обрабатывают сухой поваренной солью помола № 1 и №2. Поваренная, соль растворяясь в воде, приводит к возрастанию разности между плотностями жира и воды. Расход поваренной соли при этом составляет от 2 до 3 % от массы жира. Через 1 час после первого отсаливания через кран в конической части отстойника сливают воду и фузу, после чего вторично отсаливают жир поваренной солью, разбрасывая поваренную соль на поверхность отстойника, а затем закрывают крышкой. Операцию отсаливания и слива воды и фузы производят 2 – 3 раза. Процесс отстаивания считают законченным, когда жир становится прозрачным, а вода и фуза не отделяются.

Жир полученный при прессовании шквары, подвергают многократной очистке. Сначала жир промывают горячей водой и обрабатывают поваренной солью в количестве 0,5% от массы жира, а затем промывают горячим 20%-ым раствором поваренной соли, после чего горячей водой без отсолки. По окончании каждой промывки жир оставляют на 1 – 1.5 часа для отстаивания, затем сливают рассол через жироуловитель в канализацию, а фузу - в бочки. Очищенный жир сливают в тару.

Осадок, полученный при отстаивании жира, составляет примерно 3% массы жира. Состав осадка колеблется в зависимости от вида сырья и метода производства кормовой продукции. Примерный состав осадка характеризуется следующими данными: воды – 55%, жира – 30 %, сухих веществ – 15 %.

Центрифугирование. Очистку жира полученного при обезжиривании шквары на шнековых прессах, осуществляют на центрифугах отстойного типа непрерывного действия. Этот же метод применяется в процессе производства муки кормовой на линии В2-ФЖЛ и линии фирмы «Сторк-Дьюк». Принцип очистки жира путем отстойного центрифугирования заключается в разделении смеси, включающей жир и твердые частицы, по разности плотностей, увеличенной воздействием центробежного поля, в котором происходит обработка.

Для обработки жира центрифугированием применяются отстойные шнековые центрифуги, например ОГШ-321К-01

Процесс очистки жира в центрифуге осуществляется следующим образом. Жировую массу подают в центрифугу при температуре не ниже 70 ⁰С под давлением 0,015 МПа самотеком или насосом под давлением не выше 0,1 МПа. Для более качественной очистки рекомендуется одновременно подавать с жиром в центрифугу горячую воду в соотношении 1 : 1.

Сепарирование. Сепарирование это интенсифицированный метод очистки жиров от влаги и содержащихся в жирах механических примесей (фузы). Процесс очистки жира сепарированием основан так же, как и центрифугирование на разности между плотностями разделяемых фаз (вода, жир, фуза), во много раз увеличенной разности между плотностями разделяемых фаз благодаря обработке в центробежном поле. В результате процесс очистки сепарированием можно осуществлять кратковременно, качественно и в непрерывном потоке.

По назначению сепараторы для обработки жира делят на:

- сепараторы-разделители, применяемые для разделения эмульсий и концентрирования суспензий и эмульсий;

- сепараторы-осветлители, предназначенные для выделения твердых веществ из жидкости.

Сепараторы-осветлители при обработке технического и кормового жира называются сепараторы-очистители.

При обработке технического и кормового жира в основном используют сепараторы РТОМ-4,6 открытого типа с центробежной пульсирующей выгрузкой осадка.

Для грубой очистки жиро-водной суспензии устанавливают сепараторы с межтарелочным зазором 2 мм, с пакетом тарелок в количестве – 57 штук и для окончательной очистки и обезвоживания – с межтарелочным зазором 0,75 мм и пакетом тарелок в количестве – 112 штук.

Для лучшего сепарирования необходимо поддерживать температуру жиро-водной суспензии на входе в сепаратор на уровне 90 – 95 ⁰С. Вместе с ней в сепаратор для промывки жира подается горячая вода в количестве 15% от массы жиро-водной суспензии.

Причинами неудовлетворительной работы сепаратора может быть:

- неправильная установка и регулировка сепаратора;

- низкая температура жидкости;

- большая подача жидкости;

- длительная работа сепаратора без очистки.

Более совершенным типом сепаратора являются сепараторы фирм «Вестфалия» Германия, «Альфа-Лаваль», Швеция. В конструкции сепараторов этих фирм предусмотрены автоматическая разгрузка барабана по мере накопления в нем осадка, а также применение устройств контроля за качеством очистки жиров.

Рафинация. После проведения первичной обработки жира (отстаивания, центрифугирования, сепарирования) в отдельных случаях и по требованию потребителя требуется для улучшения химических и органолептических показателей более глубокая очистка жира.

К наиболее распространенным методам рафинации кормового и технического жира относятся нейтрализация и отбелка, а для увеличения стойкости при хранении обрабатывают антиокислителями.

Нейтрализация. Нейтрализацию кормовых и технических жиров производят с целью понижения кислотного числа, (содержания свободных жирных кислот).

Нейтрализацию жиров производят раствором каустической соды плотностью 1.09 г/см³ (12 ⁰ Боме), перемешивая смесь мешалкой или с помощью потока воздуха. Необходимое количество каустической соды определяют по формуле:

К = ^{0.713 хА х М х 100 х 1.1}

^В

К – количество каустической соды, потребное для нейтрализации, кг;

0.713 – коэффициент, равный отношению эквивалентных весов NaOH мг/ КОН;

А – разность кислотных чисел, на которую необходимо снизить кислотное число обрабатываемого жира;

М – масса жира, т;

В – содержание NaOH в каустической соде, % (обычно 92);

1.1 – коэффициент избытка щелочи.

Допускается вместо каустической соды применять, углекислый натрий (кальцинированную соду), то в данной формуле вместо коэффициента 0,713 применяют коэффициент 0,946. . В этом случае в формуле вместо эквивалентного веса каустической соды указывают эквивалентный вес кальцинированной соды – 53.

Для нейтрализации жир загружают в котел, подогревают до температуры 70 – 80 ⁰С, затем постепенно в течение 10 – 15 минут вливают раствор каустической соды, при этом производят перемешивание жира с раствором каустической соды.

После введения всего количества щелочи смесь перемешивают еще 10 – 15 минут, после чего жир оставляют в котле на 5 – 6 часов для отстаивания.

По окончании отстаивания осадок спускают в приемник, а жир промывают 5%-ным раствором поваренной соли при температуре смеси 70 – 75 ⁰С. После 30 минутного отстаивания нижний слой раствора спускают через жиро- уловитель в канализацию, а жир промывают три – четыре раза горячей водой, температурой 75 ⁰С, каждый раз в количестве 20% к массе жира до исчезновения щелочной реакции на фенолфталеина и запаха мыла, что проверяется в лаборатории предприятия.

После отстаивания в течение 30 – 60 минут промывные воды сливают через жиро-уловитель в канализацию, а жир сепарируют при температуре 85 – 90⁰С или оставляют на 5 – 6 часов при температуре 65 – 70 ⁰С для окончательного отстаивания.

При обработке щелочной раствор частично воздействует и на нейтральный жир, вследствие чего этот процесс сопровождается потерям жира в количестве 2% на каждую снижаемую единицу кислотного числа. Поэтому применение нейтрализации целесообразно только в том случае, когда стоимость потерь жира в процессе обработки будет компенсирована повышением его сортности.

Осветление (отбеливание). Для улучшения цвета технический и кормовой жиры, если они по остальным показателям качества соответствуют требованиям стандарта к 1 сорту, подвергают осветлению (отбелке). На осветление (отбелку) направляют жиры, предварительно очищенные путем отстаивания или сепарирвания.

Осветление (отбелка) жиров проводится методами физической и химической рафинации.

К физическим методам относится адсорбционная рафинация, сущность которой заключается в поглощении растворенных в жире красящих веществ адсорбентами. При адсорбционном отбеливании жиров применяют специальные отбеливающие средства, это различные отбеливающие глины – гумбрин, асканит, применяют активированные угли, марок: А – осветляющий сухой щелочной; Б – осветляющий влажный, кислый; В – осветляющий влажный, нейтральный. Активированные угли довольно хорошо осветляют жиры, однако активированные угли труднее отделяются от жира, фильтрование идет медленнее, а пылевидные частички угля иногда проникают через ткань и остаются в жире.

При химических методах рафинации красящие вещества, содержащиеся в жире, претерпевают глубокие изменения – в основном красящие вещества подвергаются окислению, в результате которого обесцвечиваются. Химические вещества нельзя использовать для осветления кормовых жиров, так как кислород, выделяющейся при разложении пероксида водорода, окисляет ненасыщенные жирные кислоты жиров, и тем самым снижает комовые достоинства жиров. Для химической рафинации животных жиров применяют пероксид водорода – техническую пергидроль марок А, Б и В, а также гипохлорид кальция.

Обработка кормовых и технических жиров антиокислителями. Для повышения стойкости кормовых и технических жиров, закладываемых на хранение, или при транспортировании в емкостях допускается обработка жиров антиокислителями.

В результате взаимодействия кислорода с непредельными жирными кислотами, содержащимися в жире, образуются гидропероксиды, которые, будучи нестойкими веществами, распадаются с образованием свободных радикалов. Образование радикалов приводит к началу цепной реакции, в результате которой в жире накапливается вторичные продукты распада, что обуславливает порчу жира. Для торможения окислительных изменений в животном жире, в жир вводят антиокислители естественного и искусственного происхождения.

Сущность действия антиокислителей заключается в том, что антиокислители вступают в реакцию со свободными радикалами, образовавшимися при цепной реакции окисления жиров. Передавая энергию антиокислителям, радикалы выводятся из реакции, и цепь процесса обрывается.

Введение антиокислителей в жир производят под контролем мастера цеха.

Обработку жиров антиокислителями производят сразу после отстаивания, центрифугирования или сепарирования.

Антиокислители ионол и сантохин добавляют в количестве 0,02%, а нифлекс-Д в количестве – 0,012% от массы жира.

Для обработки жир сливают в чистую емкость, без следов ржавчины. Предпочтительно использовать емкости из нержавеющей стали.

В эмалированной или алюминиевый сосуд (удобно пользоваться эмалированным ведром), а при отсутствии такового в банку из белой жести, от жира, предназначенного для обработки антиокислителями, отбирают 2 – 3 кг жира температурой не ниже 70 ⁰С.

В этом количестве жира при тщательном перемешивании деревянной лопаткой растворяют антиокислитель; конец растворения определяют по отсутствию кристаллов на дне сосуда.

После растворения кристаллов раствор антиокислителя разбавляют 5 -10 кг жира от той же партии, тщательно перемешивают и выливают в емкость с обрабатываемым жиром, имеющим температуру не ниже 70⁰С.

Вливание производят небольшой струей при тщательном перемешивании жира деревянным веслом. Сосуд, в котором производили растворение антиокислителя, ополаскивают обрабатываемым жиром.

После добавления антиокислителя жир перемешивают в течение 5 – 10 минут, после чего охлаждают и сливают в тару или накопительные емкости.

После обработки антиокислителями жиры охлаждают и сливают в тару или накопительные емкости.

Антиокислители хранят в сухом месте, при температуре не выше 40 ⁰С, в плотно закрытых стеклянных банках или полиэтиленовых мешках или помещенных в трех – пяти слойные бумажные мешки.