Регионам мира в 1996 году, %

Масличные культуры	Всего в мире	Северная Америка	Южная Америка	Азия	Африка	Европа	Океания
Соя	50,86	79,60	82,20	24,30	5,39	7,42	4,98
Арахис	11,40	2,16	1,44	23,60	53,89	0,07	3,34
Клещевина	0,55	–	0,15	1,51	0,37	0,01	–
Подсолнечник	9,80	2,00	11,67	4,77	9,76	51,70	5,93
Рапс	11,86	6,23	0,14	17,93	1,58	36,10	42,33
Кунжут	0,98	0,12	0,08	2,15	4,57	–	–
Лен масличный	0,90	1,04	0,21	1,08	0,50	1,38	1,02
Сафлор	0,33	0,34	0,01	0,54	0,29	0,03	1,84
Хлопчатник	13,32	8,51	4,10	24,12	23,65	3,29	40,56

В отличие от насыщенных кислот, относительно стойких к различным воздействиям, ненасыщенные кислоты легко окисляются (масло прогоркает) и восстанавливаются, образуя твердые жиры.

Жирные кислоты, содержащие двойные связи, обладают способностью высыхать, образуя пленки. Ненасыщенные кислоты (линолевая и линоленовая) имеют витаминные функции (витамин F).

Рапсовое масло по сравнению с другими растительными маслами, с точки зрения физиологии питания человека, имеет преимущества, так как содержит все физиологически важные кислоты в оптимальном соотношении. По содержанию олеиновой кислоты только оливковое масло и масло новых гибридов подсолнечника превосходят рапсовое масло.

Высокое содержание линоленовой кислоты снижает устойчивость к оксидации. Для ее повышения и лучшей лежкости продуктов проводят частичную гидрогенизацию растительных масел.

4.3. Технологическая схема производства растительного масла

В тканях масличных семян запасы масла распределены неравномерно. Большая часть масла содержится в ядре семени (зародыше и эндосперме), а в плодовой и семенной оболочках его количество небольшое, и оно имеет другой липидный и жирнокислотный состав. Поэтому при переработке масличных культур целесообразно предварительно отделить эти оболочки от ядра. Целесообразность их отделения вызывается также и тем, что ткани оболочки вследствие их большой пористости поглощают, а затем и прочно удерживают масло. Отделение оболочек также упрощает проведение последующих технологических операций (измельчения, прессования).

Для получения растительного масла применяются механический способ производства (прессование) и химический (экстракционный).

Принципиальная технологическая схема производства растительного масла включает следующие основные технологические операции: очистка сырья, обрушивание семян, сортирование рушанки, измельчение семян, влаготепловая обработка мятки, отжим масла, обработка жмыха растворителем, отгонка растворителя, рафинация масла (рис.17).

Очистка сырья. Присутствие примесей в сырье осложняет переработку маслосемян. Очистка и сортирование маслосемян основаны на различии размеров и аэродинамических свойств семян и примесей. Наиболее широко используют разделение масличных семян и сора путем просеивания на ситах. Одинаковые по размерам, но более легкие или более тяжелые примеси выделяют при пневматической очистке. Металлопримеси удаляются из сырья на электромагнитных сепараторах.

Для некоторых маслосемян (подсолнечник, сафлор и др.) может применяться калибровка по крупности. Раздельная переработка крупных и мелких семян позволяет получить большее количество масла высшего сорта.

Обрушивание оболочек производят на семенорушках за счет удара семян о движущиеся бичи и неподвижную деку. Смесь, выходящая из рушки, называется рушанкой и представляет собой комплекс разнообразных по размерам частиц: крупной, мелкой и средней лузги, целяка (целых семян), недоруша (частично неразрушенных семян), целого ядра, половинок ядра, мелких частиц лузги и ядра, масличной пыли. Поэтому рушанку разделяют на несколько фракций. Недоруш, состоящий из целых и частично разрушенных семян, направляется на повторное обрушивание. Отдельно отделяется крупная и мелкая лузга. Масличная пыль присоединяется к ядру. Целые ядра и их половинки направляются на измельчение.

Очистка сырья

Чистые семена

Обрушивание семян

Рушанка Недоруш

Сортирование рушанки

Лузга Целые ядра

Половинки ядер

Масличная пыль

Измельчение

Растворитель

Мятка

Влаготепловая обработка мятки

Мезга

Отжим масла

Масло Жмых

Очистка масла (фильтрование,

гидротация, рафинация, дезодорация) Экстракция

Осадок Очищенное Мисцелла Шрот

масло

Фильтрация Отгонка

растворителя

Мисцелла Шрот Раство-

ритель

Отгонка

растворителя

Масло Растворитель

Рис.17. Технологическая схема производства растительного масла.

Измельчение. Измельчение целых и дробленых ядер проводится с целью облегчения выделения из них масла. В основном для измельчения применяют пятивальцовые станки. Полученный после измельчения материал (мятка) отличается большой поверхностью, что способствует более быстрому извлечению масла. При измельчении помимо разрушения клеточных оболочек интенсивно разрушается маслосодержащая часть клетки, и все большая часть масла высвобождается и сразу же покрывает тонкой пленкой огромную поверхность частиц мятки.

Чем интенсивнее измельчение, тем меньше клеток остается неразрушенными, тем больше масла будет находиться в виде тонкой пленки на поверхности частиц мятки. Мятка должна состоять из однородных по размеру частиц, не содержать целых неразрушенных клеток, и в то же время количество очень мелких (мучнистых) частиц должно быть невелико. Большое количество мучнистых частиц осложняет проведение последующих операций. При большом количестве лузги или шелухи в рушанке её измельчение затрудняется.

Мятку нельзя долго хранить, так как под действием ферментов происходит гидролиз жиров на составные части, что ухудшает как пищевые, так и технические качества масла.

Влаготепловая обработка мятки. В результате влаготепловой обработки изменяется структура мятки и уменьшается вязкость жира. Благодаря этому мятка лучше отпрессовывается, что увеличивает выход растительного масла. Увлажнение и прогрев мятки на первом этапе проводят паром до температуры 60⁰С. В результате такой обработки перераспределяются формы связи масла с белковым комплексом ядра и образуется поверхностный слой масла, который легче выделяется на прессах. Мятка тщательно перемешивается.

Второй этап обработки мятки – это подача увлажненной и прогретой массы в жаровню для нагрева и высушивания при температуре 105…110⁰С. Высушенная мятка называется мезгой. Влажность мезги в зависимости от культуры составляет от 4,5 до 6,5 %. Такая обработка вызывает глубокую денатурацию белковых веществ.

Увлажняют и поджаривают мятку в жаровнях различных конструкций и производительности (шнековых, барабанных и чанных).

Отжим масла. В большинстве случаев при производстве растительного масла прессование как способ извлечения масла чаще всего предшествует окончательному обезжириванию материала растворителем (экстракции). Подогретую мезгу подают на шнековые прессы непрерывного действия. Особенностью шнекового пресса является непрерывное уменьшение транспортирующей способности шнекового вала путем уменьшения шага витков шнекового вала и уменьшения свободного пространства между телом шнекового вала и внутренней поверхностью барабана к выходу из пресса. Поэтому прессуемая мезга сначала уплотняется, а дальше начинает сжиматься все сильнее по мере продвижения вдоль оси шнекового вала. Масло при этом вытекает через щели между планками камеры.

Мезгу обычно прессуют дважды. Сначала на форпрессах отделяется часть масла, а затем частично обезжиренную мезгу, называемую форпрессной ракушкой, измельчают, нагревают в жаровне и снова прессуют.

При таком способе производства масла получают два продукта – масло и жмых, в котором содержится 7…9 % масла.

Экстракция масла. Силы, удерживающие масло в поверхностных слоях, во много раз превышают давления, развиваемые современными прессами. Единственным способом, позволяющим обеспечить практически полное извлечение масла, является экстракционный. В качестве растворителей для извлечения масла используется экстракционный бензин и гексан.

Для повышения эффективности экстракции и увеличения поверхности соприкосновения растворителя с сырьём (жмыховой крупкой) его пропускают через плющильную вальцовку.

Извлечение масла производится в непрерывно-действующих шнековых экстракторах путем создания противотока тонких лепестков жмыха и растворителя. Образовавшийся продукт называется мисцеллой. Процесс экстракции может проводиться также ступенчатым орошением обрабатываемого материала растворителем.

Обезжиренный шрот частично освобождается от растворителя путем отсоса его под вакуумом. Затем его обрабатывают паром для испарения растворителя, подсушивают, охлаждают и измельчают. Такой шрот содержит только около 1 % масла.

Мисцеллу фильтруют на специальных фильтрах и сливают в мисцеллосборники. Она содержит в среднем 25…30 % масла и 70…75 % растворителя и представляет собой раствор двух жидкостей: летучей (растворителя) и нелетучей (масла).

Отгонку растворителя из мисцеллы проводят острым паром. Она осуществляется в дистилляторах непрерывного действия. Сначала мисцеллу подогревают до температуры 100…105⁰С. При этом часть растворителя испаряется, и концентрация масла повышается до 75…85 %. В присутствии нагретого водяного пара отгонка растворителя становится возможной без сильного нагрева масла.

Далее мисцеллу направляют в окончательный дистиллятор и снова обрабатывают перегретым паром при температуре 200…220⁰С и одновременно подогревают глухим паром через паровую рубашку. При такой обработке удаляются последние следы растворителя, и готовое масло направляется на охлаждение. Немедленное охлаждение масла необходимо для предотвращения окислительных процессов, возможных при соприкосновении горячего масла с кислородом воздуха. Пары растворителя и воды по трубам отводятся в конденсатор с водяным охлаждением, где они конденсируются и в дальнейшем легко отделяются по плотности.

Очистка масла. Под влиянием повышенных температур, давления и действия растворителя вместе с маслом из клеток извлекаются и другие вещества, способные растворяться в масле. Поэтому в полученном масле всегда присутствуют фосфолипиды, воски, красящие вещества, свободные жирные кислоты и др. Кроме того, в масле содержатся твердые примеси, мелкие частицы мезги. В связи с этим обязательной операцией технологического процесса является очистка. Твердые частицы мезги удаляются из масла на центрифугах непрерывного действия.

Фильтрование позволяет отделять механические примеси, плотность которых не отличается от плотности масла. Масло фильтруют через специальную ткань в фильтр-прессах.

Одним из физических способов очистки масла является отстаивание в емкостях в течение длительного времени. При этом более тяжелые частицы оседают на дно отстойника.

Для удаления из масла фосфолипидов и восков применяют гидратацию или «вымораживание». Гидратация представляет собой процесс обработки масла водой или паром. При перемешивании их с маслом происходит увлажнение фосфатидов и белковых веществ, которые набухают, укрупняются и выпадают в осадок. Получаемые фосфолипиды используются в хлебопекарной и кондитерской промышленности, а также в сельском хозяйстве на кормовые цели.

«Вымораживание» заключается в постепенном охлаждении масла до температуры 20⁰С, а затем до 1…3⁰С. Это способствует укрупнению кристаллов воска и облегчает его отделение.

Одним из способов очистки масла является обработка его слабыми растворами щелочей (NaOH). При этом из масла выводятся свободные жирные кислоты в виде натриевых солей. Происходит некоторое осветление масла в результате взаимодействия красящих веществ со щелочью.

Полное удаление из масла красящих веществ может быть достигнуто адсорбционной рафинацией. Масло обрабатывают активированным углем, отбеливающими глинами и другими сорбентами.

Дезодорацию масла проводят в специальных аппаратах, пропуская через него перегретый водяной пар, с которым удаляются ароматические вещества.

Непосредственно в хозяйствах для получения растительного масла могут использоваться прессы различной производительности (ПШМ-250 и др.). При этом получают неочищенное масло и жмых с содержанием масла 8…10 %.