3. Современное состояние технологии

Современная технология получения растительных масел включает разнохарактерные воздействия на перерабатываемое масличное сырье. Значительное место в технологи занимают механические процессы. Такие процессы, как очистка семян от примесей, разрушение и отделение плодовых и семенных оболочек от зародыша и эндосперма — ядра, измельчение ядра и промежуточных продуктов его переработки, являются преимущественно механическими, подготавливающими материал к интенсивным физико-химическим превращениям.

Очень важное место в технологии занимают диффузионные и диффузионно-тепловые процессы — кондиционирование семян по влажности, влаготепловая обработка мятки (жарение мезги), экстракция органическими растворителями, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота, а также гидромеханические процессы — прессование мезги на шнековых прессах, отстаивание и фильтрация масла. Наконец, в последние годы получили применение ферментативные процессы. При обработке мятки препаратами ферментов достигается более глубокое извлечение масла из семян при мягких условиях обезжиривания.

Даже при оптимальном ведении технологии не удается избежать нежелательных химических и биохимических процессов. В маслосодержащем материале происходят гидролиз и окисление липидов и входящих в их состав ненасыщенных жирных кислот. Окисление жирных кислот в хранящихся масличных семенах при их термической обработке и в готовом масле относится к числу сложных многоступенчатых процессов. Оно начинается с атаки кислородом метиленовой группы в молекуле жирной кислоты, которая находится в положении к двойной связи. Окисление протекает по свободно-радикальному механизму. Причиной возникновения свободных радикалов могут служить

Сами молекулы кислорода; процесс инициируется ионами металлов переменной валентности, дейст­вием теплоты, лучистой энергии и т. д.

При переработке масличного сырья, не требующего предваритель­ного отделения покровных тканей, операции обрушивания и отделения оболочки исключаются (например, при переработке семян льна и рапса).

Механический способ получения масла путем прессования масличного материала, прошедшего предварительную подготовку распространен практически повсеместно не только на прессовых маслозаводах, но и на маслоэкстракционных заводах, где основной остается технологическая схема форпрессования - экстракция (при этом получают до 75% прессового масла).

В настоящее время применяется только непрерывный способ прессования на шнековых прессах.

Различают шнековые прессы для предварительного съема масла (формпрессы) и для окончательного съема масла (экспеллеры). Главное их отличие в конструкции главного рабочего органа шнекового пресса-шнекового вала, который собран из отдельных витков, насаживаемых на общий вал.

Для формпрессов характерно уменьшение числа витков от начала к концу вала, при этом в некоторых случаях диаметр тела витков изменяется в значительно меньшей степени. Учитывая, что различия между прессами для предварительного и окончательного прессования заключается в основном наборе витков шнекового вала, в настоящее время выпускают прессы (в частности, ЕТЛ-20) с двумя соответствующими наборами витков, что позволяет прессу работать в обоих режимах. Принцип работы шнекового пресса остается общим. При вращении шнекового вала, помещенного в зеерный барабан, т. е. барабан, собранный из пластин (называемых зеерными) с малыми зазорами между ними, происходит транспортировка прессуемого материала от места загрузки к выходу. В результате уменьшения свободного объема витков по ходу движения материала, вследствие уменьшения шага и увеличения диаметра тела витка от начала к концу шнекового вала, материал подвергается сжатию. При этом в материале возникает давление, которое отжимает масло от мезги.

Масло проходит через зазоры в зеерном барабане и собирается в поддоне. Отжатый масличный материал (называемый жмыхом) на выходе из зеерного барабана встречается с устройством, регулирующим толщину выходной щели и, тем самым противодавление во всем шнековом тракте пресса.

После подготовительного цеха измельченное ядро-мятка поступает в прессовой цех для получения масла.

Масло в мятке находиться в связанном состоянии, и, как показывают последние исследования, эта связь масла с нежировым комплексом ядра проявляется в наличии поверхностного масла, капиллярного масла и в не разрушенных клетках.

Силы, удерживающие масло в той или иной форме связи различны, по величине, но достаточно прочно удерживают его. Это подтверждается тем, что при прессовании холодной, неподготовленной мятки в прессах получается малый выход масла. Задача подготовить мятку перед прессованием заключается в том, чтобы ослабить силы, удерживающие масло в мятке, и тем самым облегчить его выход при прессовании. Это достигается увлажнением мятки.

Однако увлажненная мятка становиться очень пластичной, и поэтому при прессовании из нее плохо отделяется масло: мятка легко "выползает" через щели. Для придания ей определенных упругих свойств из мятки удаляют влагу, достигается ее сушкой.

Таким образом, заключительным этапом процесса подготовки мятки (процесса жарения) состоит из двух этапов: увлажнения и сушки.

Жарение мезги проводиться непосредственно в жаровнях, так и последовательно, сначала в пропарочно-увлажнительный (шнеках), а затем собственно в жаровнях.

Для использования всей мощности прессов МП - 21 по производительности и по глубине отжима масла без ухудшения качества последнего необходимо:

- поддерживать непрерывное и равномерное поступление мятки в жаровню;

- обеспечивать непрерывное и равномерное поступление мезги в прессы, для чего следить за постоянным питанием и заполнением зеерных камер, руководствуясь характером и выходом отпрессованной ракушки;

- следить за тем, чтобы жмых по выходе из прессов был плотный, без жмыховой мелочи и со стороны, обращенной к прессубщему валу, имел гладкую поверхность, а со стороны зеера слегка пористую;

- следить за нормальным охлаждением зеерных цилиндров.

Вместе с маслом из пресса выходит некоторое количество твердой фазы в виде дисперсных частиц, которое называется осыпью. Это обуславливает необходимость очистки прессового масла от механических примесей.

Очистку масла проводят в 2 стадии: на первой методом отстаивания отделяют крупные частицы, для этого применяют гущеловушки, на второй стадии отделяют оставшееся частицы на фильтрах. Полученное масло выводят из цеха.

4. Технологическая часть

4.1 Характеристика сырья, готовой продукции и вспомогательных материалов

Рапс (Brassica napus olifera) отно­сится к семейству крестоцветных (Cruciferae). Растение однолет­нее, бывает озимым и яровым. Яровой рапс распространен мало, так как дает небольшие урожаи, требует тщательного ухода, пло­дородной почвы, увлажнения и дает менее ценные семена.

Семена рапса — мелкие, неправильной округлой формы, могут иметь серо-черный или черный цвет.

Физико-техническая характеристика семян озимого и ярового рапса приведена в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Физико-техническая характеристика семян озимого и ярового рапса

Средняя химическая характеристика семян рапса представлена табл.4.2.

Таблица 4.2. Средняя химическая характеристика семян рапса

Белковая часть семени имеет следующий состав аминокислот: аланин (3,2—5,0%), аргинин (4,0—6,5%), гистидин (2,6%), гликокол (4,3%), глутаминовая кислота (16,6%), изолейцин (3,7— 4,5%), лейцин (5,8—8,7%), лизин (3,5—5,8%), пролин (до 6,5%), серии (до 3,7%), тирозин (2,3—6,6%), треонин (3,3—4,8%) и др.

По ГОСТ 10583—76 семена рапса как промышленное сырье делят на два типа: тип I — семена озимого рапса; тип II — се­мена ярового рапса. Ко II типу относится также кольза — раз­новидность ярового рапса.

Заготавливаемые семена рапса в зависимости от качества подразделяются на две группы—отвечающие базисным нормам и отвечающие ограничительным нормам, которые представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3. Базисные и ограничительные нормы для семян рапса

Присутствие семян клещевины в семенах рапса недопустимо. По ГОСТу в зависимости от влажности семена рапса под­разделяют на следующие состояния: сухое — при влажности семян до 8% включительно, средней сухости — при влажности более 8 и до 10% включительно, влажное — свыше 10 и 12% включительно, сырое — свыше 12%.

Таблица 4.4. Характеристика типов рапса

В зависимости от содержания сорной и масличной примесей в семенах рапса установлены три состояния: чистое (содержа­ние сорной примеси до 1% включительно, масличной — до 3% включительно); средней чистоты (сорной примеси более 1 до 3% включительно, масличной более 3 до 5% включительно); сорное (сорной примеси более 3%, масличной более 5%).