Получение масел из вторичных материальных ресурсов перерабатывающих отраслей промышленности. Учебное пособие

Косточковое масло имеет слабый запах и вкус миндаля, прозрачное, цвет желтый или светло-коричневый. Масло, вырабатываемое из плодовых косточек, выпускается нескольких видов: рафинированное, гидратированное, нерафинированное 1-го и 2-го сортов. В нерафинированном масле 1-го сорта должно содержаться:

–фосфорвключающих веществ – 0,045 %;

–веществ, нерастворимых в петролейном эфире, – 0,05;

–влаги и летучих веществ – 0,15;

–плотность – 0,910–0,922;

–йодное число масла (в % йода) – 90–122;

–неомыляемых веществ – 1,2 %.

Присутствие синильной кислоты в рафинированном, гидратированном и нерафинированном масле 1-го сорта недопустимо. Нерафинированное масло 2-го сорта используется для технических целей, остальные виды масел имеют пищевое назначение, могут входить в состав многих лекарственных препаратов [1].

Средний выход (в %) скорлупы и жмыха, получаемых при переработке плодовых косточек, представлен в табл. 5 [4]. Жмых используют в кормовых целях.

Таблица 5

Средний выход скорлупы и жмыха, получаемых при переработке плодовых косточек

Разработан метод комплексной переработки плодовых косточек, из ядра которых получают халву, марципановую массу, заменитель миндальных орехов, кормовую муку, масло, натуральный бензальде-

11

гид, высокобелковый кормовой жмых; из скорлупы получают – косточковый порошок – заменитель активированного угля, наполнитель при производстве специальных клеев и полирующего материала.

Натуральный бензальдегид находит применение в кондитерской промышленности, в производстве фотореактивов, является сырьем для производства ароматических веществ [1].

Производство томатного масла

При производстве из плодов помидоров томатного сока, соусов, томат-пюре и томат-пасты отходами производства являются выжимки в виде семян и кожуры, незначительное количество мякоти.

Выжимки содержат 70 % воды, 22–24 % семян, около 7 % кожуры. Свежеполученные выжимки, содержащие большое количество влаги, практически нетранспортабельны и не могут храниться даже непродолжительное время.

Для выделения семян выжимки подвергают сухой или влажной обработке.

При сухом способе выжимки сушат в специальных сушилках, после чего высушенный комкообразный материал подвергают грубому измельчению (растиранию), затем с помощью сит и аспирационных устройств отделяют семена от частиц кожицы плода. При этом способе получают семена томатов, наиболее полно освобожденные от остальных органических компонентов выжимок.

При влажной обработке выжимок для отделения семян используют разность удельных весов семян и кожицы томатного плода. В баках с мешалками проводят двукратную водную промывку выжимок, в результате которой семена оседают на дно, а кожица всплывает. Осевшие и отделенные семена либо подвергают воздушно-солнечной сушке (при толщине слоя 2–3 см и периодическом перемешивании), либо передают на отжимочные шнеки, а затем на сушильные агрегаты. Выход семян составляет примерно 6 % от плодов [4].

Семена томатов – мелкие, плоские, овальные, с жесткой толстостенной ложнопористой оболочкой-кожурой, покрытой мелкими во-

12

лосками, желтые с сероватым оттенком. Масса одного семени составляет от 1 до 4 мг. В воздушно-сухих семенах томатов содержится 2,7– 3,0 % жира, 25–35 % азотистых, 11–18 % безазотистых экстрактивных веществ, 2,5–5,9 % минеральных веществ, 12–25 % целлюлозы. Выход сухих семян составляет 0,4 % к массе томатов, сырых – при-

мерно 1,2 % [1].

Сырые томатные семена являются скоропортящимся вторичным сырьем, поэтому для транспортировки и дальнейшей переработки их необходимо высушивать.

Технологический процесс подготовки томатных семян к переработке состоит из следующих операций.

1.Отделение семян от кожицы производится в семяотделителях или во флотационной моечной машине.

2.Частичное обезвоживание осуществляется в протирочных машинах, водоотделителях, прессах (П-412, ПНД-5, ПНД-59) или центрифугах (ПС-1250, ТВ-600, ПВШ-200-2Н). При этом влажность семян снижается до 50–60 %.

3.Сушка проводится сушилками различных типов (шахтные сушилки ВИС-2, барабанные (ротационные), сушилки с кипящим слоем

ипневматические).

4.Затаривание.

Наиболее рациональными направлениями использования томатных семян являются выработка масла, использование семян на посев, вскармливание птицы.

Для производства томатного масла используют сухие томатные семена. Норма расхода не должна превышать 5 т сырых семян на 1 т сухих [1].

Томатное масло получают по технологической схеме, изображенной на рис. 5 [1]. Очистка семян от сора осуществляется в сепараторе и калибровочной машине. Сушка производится на двух шнековых испарителях, последовательно при температуре на барабанах 130–140 ° С. Высушенные до 5–6 % влажности семена измельчаются на пятикатковом вальцовом станке. После измельчения семена под-

13

вергаются четырехкратному прессованию на шнек-прессах ЕП. Жмых после каждого прессования измельчается на жмыходробилках. Скорость вращения шнекового вала на первом прессе – 9,5 об/мин, на последующих – 7,5 и 7 об/мин. Масло подвергается предварительной фильтрации. При кислотном числе масла до 2,5 мг КОН масло поступает на вторую полировочную фильтрацию, где фильтруется через фильтроткань и бумагу.

Рис. 5. Принципиальная схема производства масла из семян томатов [1]

14

При прессовании семян выход масла составляет в среднем 19– 20 %, т. е. удельный расход томатных семян на производство 1 т масла составляет около 5 т.

Томатное масло – прозрачное, желтовато-красное, стойкое из-за наличия токоферолов. Усвояемость томатного масла составляет 97 %. Оно содержит 80 % ненасыщенных биологически активных жирных кислот, 15–18 % насыщенных кислот, 0,9 % фосфатидов, 0,7–0,9 % каротиноидов, 0,13 % токоферолов. Установлено, что томатное масло пригодно для питания, для обжарки овощей и картофеля, для приготовления пищевого саломаса и маргарина. В технических целях томатное масло применяяют для смазки оборудования, при производстве олифы, эмалей и литейного крепителя.

В процессе производства томатного масла образуются отходы в виде жмыха (после отжима масла из семян), соапстока (после рафинирования масла).

Томатный жмых содержит:

15–25 % безазотистых экстрактивных веществ; 6–22 % целлюлозы;

5,3–6,3 % золы, в том числе 1–1,4 % фосфора, 0,3–0,7 % кальция, 0,4 % калия, 0,2 % натрия, 0,2 % магния, 1,7 мг % – каротиноидов.

Томатный жмых является хорошим кормом для скота, его кормовая ценность – 1,1–1,2.

Томатный соапсток используют в дрожжевом производстве вместо олеиновой кислоты, в сахарном производстве для пеногашения, в производстве мыла.

Основными путями повышения эффективности использования отходов томатного производства являются сбор томатных семян с минимальными потерями на всех консервных заводах, вырабатывающих томатопродукты; внедрение дополнительных линий по сушке томатных семян; увеличение объемов выпуска томатного масла [1].

15

Производство масла семян шиповника (концентрата витамина Е)

Количество семян шиповника составляет 30–40 кг на 100 кг плодов шиповника. Они содержат 10 % жира, богатого витаминами Е и F. Масло семян шиповника представляет собой ценный витаминный препарат.

Семена, отделенные от сухого жома, подвергают дроблению и экстракции дихлорэтаном, после чего полученное масло направляют на расфасовку. Технологическая схема переработки семян приведена на рис. 6 [4].

Рис. 6. Производство масла из семян шиповника [4]

Семена шиповника из сепаратора поступают на размол через бункер 1 в микромельницу 2, где их измельчают в порошок. Полученный порошок поступает в экстракционный аппарат 3 типа Сокслета. Экстракцию ведут при 80 ° С дихлорэтаном, подаваемым из сборника 4. Мисцеллу спускают в испаритель 5 для выпаривания растворителя. Пары дихлорэтана конденсируются в холодильнике 6, конденсат поступает в флорентийские сосуды 7 и 8, а из них в мерник 9 и далее обратно в экстрактор. Мисцеллы после сгущения в 5–6 раз поступают в кристаллизатор 10 для вымораживания стеринов при тем-

16

пературе минус 10 ° С. Далее масса поступает на нутч-фильтр 11 для отделения стеринов. Фильтрат направляют в сборник 12 и вакуумаппарат 13 для отгонки остатков растворителя, для чего в аппарат вводят около 5 % спирта по весу остатка и под вакуумом 700 мм в присутствии азота и при температуре 80–90 ° С отгоняют остатки дихлорэтана. Из вакуум-аппарата масло направляют на расфасовку.

Выход масла с содержанием витамина Е 170 мг % составляет 2,28 кг на 100 кг шиповника; выход витамина Е из порошка семян – 89,3 %.

После отгонки дихлорэтана получается шрот в виде отхода. Последний направляют для подсушки на конвейерную сушилку 14, где сушат до влажности 5–6 %. Выход шрота составляет 32,47 кг на 100 кг плодов шиповника. Он представляет собой порошок сероватого цвета, используемый на корм скоту [4].

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Чем отличается химический состав мякоти, кожицы и семян яблок и груш?

2.Каким образом из семян яблок и груш можно извлечь масло?

3.Какие химические вещества входят в состав сушеных косточек?

4.Какова принципиальная технологическая схема обработки плодовых косточек?

5.Каков технологический процесс переработки сушеных плодовых косточек на масло и скорлупу?

6.Какие органолептические и физико-химические характеристики имеет косточковое масло?

7.Какие продукты можно получить при комплексной переработке плодовых косточек? Где их применяют?

8.Каким образом томатные выжимки подготавливают к выделению семян?

9.Какой химический состав имеют семена томатов?

10.Какие операции включает технологический процесс подготовки томатных семян к переработке?

11.Какова принципиальная схема производства масла из семян томатов?

12.Какие органолептические и физико-химические показатели имеет томатное масло?

13.Какие разновидности томатного масла Вы знаете? Где их используют?

14.Какие отходы образуются в процессе производства томатного масла?

17

15.Какие химические вещества входят в состав томатного жмыха?

16.Как можно использовать томатный жмых и томатный соапсток?

17.Каковы основные пути повышения эффективности использования отходов томатного производства?

18.Как можно извлечь масло из семян шиповника?

19.Каковы особенности химического состава масло семян шиповника?

20.Где используют масло семян шиповника?

21.Какой отход образуется при производстве масла семян шиповника? Каким образом используют этот отход?

18

2. ПОЛУЧЕНИЕ МАСЕЛ ИЗ ВТОРИЧНЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ЭФИРОМАСЛИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Эфирномасличное сырье в зависимости от содержания эфирного масла в различных частях растения делят на четыре основные группы:

1)зерновое эфирномасличное сырье (анис, ажгон, кориандр, тмин, фенхель) – эфирное масло накапливается в плодах (семенах);

2)цветочное эфирномасличное сырье (роза эфирномасличная, азалия, жасмин крупноцветный, тубероза, лилия, гиацинт, акация белая, фиалка душистая) – эфирное масло накапливается в цветах;

3)цветочно-травянистое эфирномасличное сырье (базилик эвгенольный, герань розовая, котовник закавказский, лаванда настоящая, мята перечная, шалфей мускатный и др.) – эфирное масло накапливается в основном в соцветиях и вегетативной массе;

4)корневое эфирномасличное сырье (аирный корень, ирис, ветиверия) – эфирное масло накапливается в корнях и клубнях.

В России основными способами переработки эфирномасличных культур являются два метода: паровая отгонка эфирных масел (осуществляемая двумя методами: отгонкой с водяным паром и методом гидродистилляции (сырье заливают водой, а для отгонки эфирного масла используют не только острый – барботарование, но и глухой пар – через змеевики), экстракция летучими растворителями.

Методом паровой отгонки перерабатывается 95 % эфирномасличного сырья, методом экстракции – 5 %.

В процессе паровой отгонки эфирных масел образуются следующие отходы и побочные продукты:

1)влажный растительный шрот – наиболее крупнотоннажный отход – идет на корм скоту или используется как органическое удобрение;

2)конденсационные воды (конденсат) образуются в количестве 110–130 кг из 1 т перерабатываемого сырья и представляют собой

19

смесь клеточного сока растений и конденсата, получаемого при конденсации пара на сырье и стенках аппарата;

3) дистилляционные воды образуются в количестве от 30 до 120 % к массе перерабатываемого сырья. В среднем в дистилляционных водах содержится 5–6 % эфирных масел, но базиликового – 50, а розового – 95 %.

Из дистилляционных вод методами когобации или сорбции выделяют вторичные эфирные масла, которые по качеству отличаются от первичных и в ряде случаев не могут быть объединены с первичными (например, базиликовое, гераниевое, лавандовое и др.).

За рубежом когобация дистилляционных вод обычно не проводится, их используют как туалетные воды или направляют для питания паровых котлов.

При экстракции эфирномасличного сырья образуются следующие отходы: растительные отходы (шрот) после удаления остатков растворителя и клеточный сок [1].

Отходы от переработки зернового эфирномасличного сырья

В группе зернового эфирномасличного сырья наиболее важными культурами являются кориандр, анис и фенхель. В табл. 6 и 7 [1] представлены характеристика побочных продуктов и отходов переработки зернового эфирномасличного сырья, способы их переработки и направления использования.

Переработка кориандра является примером рационального использования сырья и может быть принята за типовую схему комплексной переработки зернового эфирномасличного сырья [1].

20