54. Рафінація в харчових технологіях: сутність, призначення, режими.

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.

Фізичні методи

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.

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.

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.

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.