Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Березовская Олеся Михайловна

Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению
<
Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Березовская Олеся Михайловна. Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.06 / Березовская Олеся Михайловна; [Место защиты: Кубан. гос. технол. ун-т].- Краснодар, 2008.- 139 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/609

Содержание к диссертации

Введение

1 Аналитический обзор 8

1.1 Сравнительная характеристика растительных масел 8

1.2 Анализ современных технологий получения рафинированных растительных масел 11

1.3 Теоретические представления о процессах окисления растительных масел 15

1.4 Факторы, влияющие на стабильность растительных масел при окислении 23

1.5 Возможные способы повышения стабильности растительных масел к окислению 34

2. Методическая часть 39

2.1 Методика постановки экспериментов 39

2.2 Методы исследования масел 39

2.3 Разработка методики пробной гидратации и нейтрализации растительных масел 47

3 Экспериментальная часть 51

3.1 Обоснование выбора объектов исследования 51

3.2 Изучение динамики изменения перекисного и кислотного чисел при получении и переработке рапсовых масел на Лабинском маслоэкстракционном заводе 54

3.3 Обоснование выбора гидратирующего реагента и определение эффективных режимов гидратации 59

3.4 Обоснование выбора нейтрализующего реагента и определение эффективных режимов нейтрализации 71

3.5 Исследование влияния комплексного реагента на степень выведения восковых веществ из масел 79

3.6 Исследование изменения показателей окисления рафинированных дезодорированных рапсовых масел при хранении 87

4 Разработка технологических режимов и схемы рафинации рапсовых масел 92

5 Опытно-промышленные испытания разработанной технологии 96

6 Оценка экономической эффективности разработанной технологии 101

Выводы и рекомендации 105

Список использованной литературы 107

Приложения 124

Введение к работе

Одним из наиболее важных свойств растительных масел является их устойчивость к окислению на различных стадиях переработки и хранения.

Окислению, в первую очередь, подвергаются ацилы полиненасыщенных жирных кислот, что приводит к снижению содержания эссенциальных жирных кислот и, соответственно, к снижению физиологической ценности, ухудшению органолептических и физико-химических показателей качества и сокращению сроков годности растительных масел.

Одним из возможных путей предотвращения потерь пищевых жиров за счет их окислительной порчи является применение эффективных антиоксидантов. Однако, ассортимент антиоксидантов, разрешенных к применению, чрезвычайно скуден и ограничен синтетическими продуктами.

Учитывая это, актуальными являются исследования по разработке комплексной технологии рафинации с использованием эффективных реагентов, обеспечивающих высокие уровень качества и устойчивость растительных масел к окислению.

Таким образом, целью работы является разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению.

В связи с этим основными задачами исследования являются:

анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

обоснование выбора объектов исследования и их характеристика;

обоснование выбора комплексного реагента для рафинации рапсовых масел;

- изучение влияния комплексного реагента на степень удаления
фосфолипидов из нерафинированных рапсовых масел;

изучение влияния комплексного реагента на степень удаления ионов металлов переменной валентности из нерафинированных рапсовых масел;

исследование эффективности нейтрализации рапсовых масел водным раствором гидроксида натрия низкой концентрации;

исследование эффективности применения водного раствора комплексного реагента на стадии промывки нейтрализованного масла;

- исследование влияния комплексного реагента на степень удаления
восковых веществ из рафинированных дезодорированных рапсовых масел;

исследование физико-химических показателей рафинированных дезодорированных рапсовых масел;

разработка методики пробной гидратации и нейтрализации растительных масел для определения эффективного температурного режима, количества гидратирующего реагента и минимально необходимой концентрации щелочи;

- разработка технологической схемы и технологических параметров
рафинации рапсовых масел, обеспечивающих повышение качества и
устойчивости масел к окислению;

разработка технологической инструкции на производство рафинированных дезодорированных рапсовых масел с применением предлагаемого реагента;

- оценка экономической эффективности от внедрения разработанной
технологии.

Научная новизна работы заключается в следующем.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность применения водного раствора реагента, состоящего из лимонной и молочной кислот, для комплексного выведения основных групп сопутствующих триацилглицеринам веществ и ионов металлов переменной валентности из рапсового масла.

Впервые разработана методика пробной гидратации и нейтрализации, позволяющая оперативно определить эффективный температурный режим, оптимальное количество гидратирующего реагента и необходимую концентрацию водного раствора щелочи для нейтрализации масел, обеспечивающая максимальное снижение омыления нейтрального жира.

Выявлена эффективность использования комплексного реагента для выведения восковых веществ из рафинированных дезодорированных рапсовых масел.

Установлено, что использование комплексного реагента для удаления следов мыла из нейтрализованных масел позволяет сократить количество промывного реагента, максимально удалить мыло и увеличить выход рафинированного масла.

Новизна работы защищена 3 решениями о выдаче патентов РФ на изобретения.

Практическая значимость.

Разработаны технологическая схема и режимы рафинации рапсовых масел, обеспечивающие выведение комплекса фосфолипидов, красящих и восковых веществ, а также ионов металлов переменной валентности.

Разработана усовершенствованная технология щелочной

нейтрализации рапсовых масел с применением раствора щелочи низкой концентрации, обеспечивающая увеличение выхода готового продукта за счет сокращения отходов нейтрального жира с соапстоком, а также полное удаление мыла из нейтрализованных масел при снижении кислотного числа.

Разработана технология однократной промывки нейтрализованных рапсовых масел водным раствором комплексного реагента, позволяющая полностью удалить следы мыла, а также ионы металлов переменной валентности.

Разработана технологическая инструкция на производство рафинированных дезодорированных рапсовых масел.

7 На защиту выносятся следующие основные положения диссертационной работы:

анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования;

обоснование выбора объектов исследования и их характеристика;

обоснование выбора гидратирующего реагента и определение эффективных режимов гидратации;

обоснование выбора нейтрализующего реагента и определение эффективных режимов нейтрализации;

- результаты оценки физико-химических показателей рапсовых масел
на отдельных стадиях рафинации;

результаты оценки показателей качества рафинированных дезодорированных рапсовых масел;

результаты оценки показателей окислительной порчи рапсовых масел при хранении;

разработанные технология и режимы рафинации рапсового масла;

- анализ экономической эффективности от внедрения разработанных
технологических решений.

Анализ современных технологий получения рафинированных растительных масел

Качество растительных масел и степень его окисления зависит в первую очередь от качества перерабатываемых семян. Так, посторонние примеси, такие как семена сорняков, зеленые листья, а также недозрелые семена, могут вызывать окисление масла и появление в нем пигментов, особенно хлорофилла. Содержание негидратируемых форм фосфолипидов, свободных жирных кислот, а также металлов увеличивается в ходе ферментационных и биологических процессов, которые нарушаются в результате повреждения семян, при дроблении или раскалывании или в результате самосогревания семян во время хранения [16].

Большую часть растительных масел получают прессовым способом на шнековых прессах или экспеллерах. При этом контакт кислорода воздуха с перерабатываемым сырьем исключить трудно, что влечет за собой окислительную порчу нерафинированных растительных масел. В дополнение к этому существуют и другие факторы, влияющие на степень окисленности нерафинированного масла, такие как условия хранения, условия перекачки, транспортировки и переработки [8].

Традиционный комплекс рафинации растительных масел объединяет значительное количество модулей, в том числе гидратацию, отбелку, вымораживание и щелочную нейтрализацию, предусматривающие использование различных реагентов в виде минеральных и органических кислот, их солей, отбеливающих глин минеральной и растительной природы, а также поверхностно-активных веществ. Как правило, действующие в комплексе технологии специфичны и включают смешение растительных масел с действующими реагентами, которые могут сопровождаться вовлечением кислорода воздуха, что способствует накоплению продуктов окисления.

Гидратация — процесс, направленный на удаления фосфолипидов из растительных масел. Но в растительных маслах присутствуют негидратируемые формы фосфолипидов, в результате образования устойчивых комплексов, например, с ионами металлов переменной валентности. Как известно, присутствующие ионы меди и железа интенсифицируют процессы окисления масел.

Анализируя патентную информацию и научно-техническую литературу [104 - 113], можно выделить следующие направления совершенствования технологии гидратации растительных масел, направленные не только на максимальное удаление фосфолипидов, но и на снижение уже накопившихся продуктов окисления: - химическая поляризация системы «триацилглицерины фосфолипиды»; - применение нетрадиционных физико-химических воздействий. Под химической поляризацией понимают повышение полярности поверхностно-активных веществ под воздействием на их молекулы поляризующих соединений с закреплением эффекта поляризации в результате изменения энергии межмолекулярного и межфазного взаимодействия [114].

В работах [110 — 113], учитывая особенности химической структуры и состава негидратируемых фосфолипидов подсолнечных и соевых масел, в качестве поляризующего соединения предложен водный раствор реагента рН 3 - цитратный буфер, состоящий из лимонной кислоты, хлористого натрия и однозамещенного лимоннокислого натрия.

Предполагается, что при обработке масел реагентами с рН 1-3 образуются диссоциированные формы фосфатной кислоты, которые вымываются при последующей промывке масла. Так при выведении фосфолипидов молочной кислотой, экспериментально доказана способность молочной кислоты снижать межфазное натяжение на границе раздела фаз «масло - сопутствующие вещества», что способствует выведению основных групп сопутствующих веществ, в том числе комплекса фосфолипидов и металлов. В данном случае кислотное число снизилось с 2,60 до 1,32 мг КОН/г, а перекисное число с 7,21 до 7,06 ммоль активного кислорода /кг [117].

Применение физико-химических воздействий максимально снижает содержание фосфолипидов, но не способствует существенному снижению количества продуктов окисления и не влияет на повышение окислительной стабильности масел к окислению [120 - 123]. В современных подходах к процессу отбеливания особое внимание уделяется как улучшению цветного числа масла, устранение следов мыл и металлов после щелочной нейтрализации, так и снижению содержания продуктов окисления. В порядке значимости задачи отбеливания можно расположить следующим образом: разложение пероксидов, удаление или изменение продуктов окисления, удаление следов мыл, снижение содержания металлов, обесцвечивание.

Признано, что активированные кислотой отбельные глины являются более эффективными, чем нейтральные.

Самой ранней публикацией о современной промышленной технологии адсорбционной рафинации и ее результатах стала работа Вайдермана, в которой было указано на то, что в процессе отбеливания либо удаляются, либо изменяются, либо и то, и другое, кислородосодержащие соединения в такой степени, что они не вызывают окисления при дальнейшей переработке, или преждевременного окисления готового дезодорированного масла или продуктов на его основе. Важно также отметить, что точка окончания отбеливания с нулевым пероксидным числом — удобный аналитический инструмент, показывающий, что произошла необходимая адсорбционная обработка [130].

Для получения продукта дезодорации наивысшего качества необходимо, чтобы исходное сырье тоже было наилучшего качества. Все предшествующие стадии переработки, начиная от уборки урожая до подачи на дезодорацию необходимо проводить должным образом. Неправильная или недостаточная переработка на любой стадии процесса может привести к снижению окислительной стабильности масел.

Кроме этого, известно, что любое высокотемпературное воздействие оказывает влияние на состав и свойства масел, например, образование изомеров линоленовой кислоты, как правило, транс-изомеров [77]. Таким образом, проведенный анализ применяемых методов рафинации показал необходимость применения комплекса технологических операций, направленных на последовательное выведение из масел отдельных групп сопутствующих веществ.

Недостатком существующих технологий являются высокая трудоемкость, а также проявление нежелательных побочных явлений, способствующих снижению качества масел, в том числе низкой устойчивостью к окислению.

Разработка методики пробной гидратации и нейтрализации растительных масел

Во всех технологических процессах рафинации растительных масел применяют воду или водные растворы электролитов. При удалении из масел таких групп сопутствующих веществ, как фосфолипиды, свободные жирные кислоты важными факторами технологического процесса являются расход реагентов, количество потерь масла и, соответственно, выход готового продукта.

Методами технохимического контроля предусматривается применение пробных гидратации и щелочной нейтрализации для определения необходимого количества и оптимальных температурных режимов осуществления процессов. Однако, эти методы трудоемки, длительны во времени и недостаточно точно устанавливают необходимые режимы. В промышленности выбор оптимальных режимов осуществления процессов, необходимого количества реагента, а также его концентрацию осуществляют в зависимости от вида перерабатываемого масла и его качества. Условия проведения процесса гидратации зависят от содержания фосфолипидов в маслах и от способа гидратации. Важным является определение оптимального количества добавляемого гидратирующего реагента. Необходимое количество гидратирующего реагента, X, %, рассчитывают по формуле Х = (1,7-2,0)Ф, (2.8) где Ф — количество фосфолипидов в масле. В промышленности содержание фосфолипидов определяют колориметрическим методом, который является трудоемким и длительным по времени методом. Ранее в работах кафедры показано, что массовая доля сопутствующих гидрофильных веществ, в частности, фосфолипидов, способных проявлять поверхностную активность на границе раздела фаз «масло - гидратирующий реагент» коррелирует со значением межфазного натяжения [117].

Межфазное натяжение на границе раздела фаз «масло — гидратирующий реагент» определяют сталагмометрическим методом или методом отрыва кольца или пластины, методом капиллярного поднятия, максимального давления в пузырьках и каплях и по краевому углу смачивания. Данные методы определения межфазного натяжения имеют ряд недостатков, связанных с внешним воздействием на процесс (температура, вибрация), а также с продолжительностью процесса во времени.

В работе [117] разработан экспресс-метод определения межфазного натяжения на границе раздела фаз с помощью ультразвука, позволяющий сократить время определения межфазного натяжения. При проведении гидратации важно соблюдение температуры процесса, обуславливающей необходимую вязкость масла, и, как следствие, эффективное отделение фосфолипидной эмульсии.

Для нейтрализации растительных масел используют, как правило, водные растворы щелочей. В результате образуются водные растворы мыл (соапстоки), нерастворимые в масле. Согласно рекомендуемым нормам расхода, концентрацию раствора щелочи выбирают в соответствии с видом перерабатываемого масла и способом нейтрализации. Для обеспечения эффективной нейтрализации щелочь берут с избытком по сравнению со стехиометрически необходимым количеством, т.к. при ее недостатке повышается вероятность образования труднорастворимых кислых мыл.

Для труднорафинируемых масел, таких как рапсовые, концентрация раствора щелочи находится в диапазоне 120 — 150 г/л, а ее избыток - не менее 120%. Соответственно, при соблюдении рекомендуемых режимов доля отходов и потерь масла увеличивается, что снижает выход готового продукта.

Учитывая, вышеизложенное нами была поставлена задача разработки методики пробной гидратации и нейтрализации растительных масел, учитывающей все перечисленные недостатки для определения оптимальных температурных режимов, количества гидратирующего реагента и минимально необходимой концентрации щелочи, с применением электромагнитного поля свч.

В настоящее время электромагнитное поле СВЧ представляет собой область интенсивных исследований. Микроволновая обработка материалов основана на проникновении электромагнитной энергии в материал и последующем ее поглощении. Далее поглощенная энергия преобразуется в тепловую. При этом следует отметить, что проникновение электромагнитной энергии в материал происходит мгновенно (скорость распространения энергии в материале сопоставима со скоростью света). Электромагнитная энергия поглощается составляющими материала по-разному, в зависимости от диэлектрических свойств каждой из них. Распределение тепловой энергии в материале оказывается противоположным существующему при тепловой обработке — максимум температуры находится в середине тела [150].

Влияние электромагнитных полей зависит от частоты поля, длины волны и напряженности поля. Наибольший интерес представляет электромагнитное поле сверхвысокочастотного диапазона 2,45 - 2,50 ГГц, обработка которым обеспечивает нагрев интенсивностью 0,6 - 1,0С/сек [152, 153]. Методика определения пробной гидратации и нейтрализации растительных масел с использованием электромагнитного поля СВЧ заключается в следующем: в образец масла массой ЮОг вводят гидратирующий реагент в количестве 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5% к массе масла или раствор щелочи концентрацией 60, 70, 80, 90 и 100 г/л. Полученную смесь перемешивают в течение 1—2 минут до однородного распределения реагента в объеме масла. Затем полученную систему «масло — реагент» обрабатывают в электромагнитном поле СВЧ с длиной волны 12-10"2м и частотой 2,45 ГГц до появления эффекта «закипания» системы, после чего определяют температуру системы при гидратации или время обработки масла раствором щелочи.

Для определения эффективных режимов процессов строят графические зависимости: для гидратации зависимость температуры «закипания» системы от количества гидратирующего реагента, для нейтрализации — время «закипания» системы от концентрации раствора щелочи.

Проведенные исследования показали, что разработанная методика пробной гидратации и нейтрализации рапсового масла позволяет сократить время определения эффективных режимов, необходимого количества и минимально необходимой концентрации раствора гидроксида натрия, а также уменьшить долю отходов и потерь масла, и, соответственно, увеличить выход готового продукта высокого качества.

Изучение динамики изменения перекисного и кислотного чисел при получении и переработке рапсовых масел на Лабинском маслоэкстракционном заводе

Существующие технологии получения растительных масел предусматривают применение постоянно высоких температур на протяжении всего процесса. Соответственно, полученное масло не может иметь низкие значения содержания продуктов окисления.

Изменение кислотного и перекисного чисел нерафинированного рапсового масла в процессе выработки - изменение кислотного числа в дневное время суток, мг КОН/г; Щ - изменение кислотного числа в вечернее время суток, мг КОН/г; і Д- изменение перекисного числа в дневное время суток, ммоль активного кислорода/кг; .: І -Ц - изменение перекисного числа в вечернее время суток, ммоль активного кислорода/кг. Такие изменения показателей гидролитической и окислительной порчи масел, возможно, связаны с нестабильностью качества партий перерабатываемых семян, а также за счет воздействия эффекта спектра УФ-излучения дневного света.

Согласно существующей технологии (Лабинский МЭЗ) рапсовое масло подвергают ряду последовательных обработок, выполняемых на типовом оборудовании по схеме: гидратация (обработка концентрированной фосфорной кислотой, с последующей обработкой NaOH до снижения кислотного числа на 0,5 мг КОН/г, с целью образования кислых мыл, адсорбирующих гидратированные фосфолипиды) - сепарирование - сушка - адсорбционная очистка — вымораживание — дезодорация.

Обработку нерафинированного рапсового масла концентрированной фосфорной кислотой с последующим добавлением раствора щелочи проводят с целью обеспечения максимального выведения фосфорсодержащих веществ, а также для частичного разрушения пигментов группы хлорофилла [80, 81, 128].

Данная схема рафинации позволяет получить качественные рафинированные дезодорированные рапсовые масла, но не позволяет получить рафинированные дезодорированные рапсовые масла, устойчивые к окислению при хранении, что снижает их потребительские свойства.

Приведенные данные по составу нерафинированных рапсовых масел, а также нестабильные значения кислотного и перекисного чисел масел в процессе их выработки и переработки свидетельствуют о повышенном содержании сопутствующих веществ и высоких показателях окислительной порчи. Кроме этого, исследования жирнокислотного состава подтверждают высокую подверженность масел к окислению.

Это требует разработки эффективной технологии рафинации с применением комплексного реагента с целью облагораживания масел и повышения их стабильности к окислению.

Учитывая сложный комплекс сопутствующих ТАГ веществ, на стадии гидратации нами была поставлена задача максимального удаления фосфолипидов и красящих веществ из масел с одновременным снижением содержания в них продуктов окисления, с целью обеспечения их стабильности к окислению при дальнейшей переработке.

В работе [155] показано, что для обеспечения стабильности масел к окислению необходимо снизить значение перекисного числа до 1 ммоль активного кислорода/кг. В противном случае, в маслах даже с низкими значениями перекисного числа будут накапливаться продукты окисления при переработке или хранении.

Для выбора и обоснования высокоэффективного реагента нами был проведен анализ применяемых в масложировой промышленности химических реагентов. В работах показано, что при выборе химических реагентов необходимо руководствоваться величиной константы устойчивости комплексных соединений исследуемых веществ [117, 121, 149].

Ранее в работах кафедры была показана эффективность применения в качестве гидратирующего реагента водного раствора молочной кислоты рНЗ , а также комплексных растворов, одним из компонентов которых является лимонная кислота [117, 121].

В настоящее время применение молочной кислоты осуществляется в консервной, мясоперерабатывающей, рыбной, молокоперерабатывающей, масложировой и других отраслях пищевой промышленности.

Молочная кислота характеризуется высокими диффузионными свойствами, умеренной подкисляющей способностью, способностью регулировать рН по сравнению с другими кислотами.

За счет присутствия в молекуле одновременно двух функциональных групп - карбоксильной и спиртовой, молочная кислота может образовывать комплексы со свободными жирными кислотами и фосфолипидами, проявляющие высокие поверхностно-активные свойства, а также снижать поверхностное натяжение [117].

Так, в результате применения раствора молочной кислоты степень гидратации увеличилась на 40%. Значение кислотного числа снижается в 2 раза, по сравнению с исходным значением за счет удаления фосфолипидов, в том числе фосфолипидов, проявляющих кислотные свойства и образования комплексных соединений молочной кислоты со свободными жирными кислотами.

Недостатком применения такого реагента при гидратации нерафинированных рапсовых масел является низкая степень удаления неомыляемых липидов, которые в большей степени содержат красящие вещества, являющихся инициаторами процессов окисления.

Разработка технологических режимов и схемы рафинации рапсовых масел

Разработанная схема получения высококачественных рафинированных дезодорированных рапсовых масел включает стадии глубокой гидратации с использованием комплексного реагента; удаления свободных жирных кислот методом щелочной нейтрализации с использованием низкоконцентрированных водных растворов гидроксида натрия; промывку с применением разбавленных водных растворов комплексного реагента; сушку и дезодорацию по традиционным режимам. Для получения прозрачных не мутнеющих масел на завершающем этапе предусмотрена стадия вымораживания с использованием комплексного реагента.

Для подтверждения данных, полученных при исследованиях разработанной технологии, нами были проведены опытно-промышленные испытания на Лабинском маслоэкстракционном заводе на линии Де Смет, которая может работать в режиме дистилляционной и комплексной химической рафинации. Технология рафинации рапсовых масел с применением комплексного реагента, состоящего из 0,005% лимонной кислоты в 1%-ном раствора молочной кислоты, включала следующие стадии: — подготовка масла и гидратирующего реагента; — смешивание нерафинированного масла с гидратирующим реагентом; — экспозиция; — разделение системы на гидратированное масло и фосфолипидную эмульсию методом центрифугированием; — нейтрализация гидратированного масла низкоконцентрированным раствором гидроксида натрия; — отделение соапстока методом центрифугирования; — удаление мыла из нейтрализованного масла промывкой разбавленным раствором комплексного реагента с последующим сепарированием; — вакуум-сушка масла.

Высушенное рафинированное рапсовое масло дезодорировали, а затем добавляли комплексный реагент и вымораживали. В процессе испытаний отбирали пробы, получаемых продуктов на каждой стадии процесса и проводили исследования их физико-химических показателей. Акт опытно-промышленных испытаний приведен в Приложении 1. Изменение физико-химических показателей рапсовых масел, полученных на отдельных стадиях комплексной рафинации приведены в таблице 5.1. Результаты испытаний разработанной технологии сравнивали с данными, полученными при рафинации рапсового масла по традиционной технологии (таблица 5.2). Таблица 5.1 - Изменение физико-химических показателей рафинированных рапсовых масел на отдельных стадиях рафинации

Как видно из данных таблиц 5.1 и 5.2, масла, полученные по разработанной технологии, отличаются более высокими физико-химическими показателями по сравнению с маслами, полученными по традиционной технологии.

Разработанная технология рафинации масел позволяет максимально удалить сопутствующие ТАГ вещества, в том числе веществ, проявляющих прооксидантные свойства, а также сократить отходы и потери масла за счет исключения применения отбельных глин и фильтровальных порошков на стадиях адсорбционной рафинации и вымораживания и, соответственно, увеличить выход готового продукта.

Масло, полученное по предложенной технологии, стабильно к окислению, что, связано с минимальным содержанием в его составе ионов металлов переменной валентности, вызывающих образование свободных радикалов, и отсутствием мыл, которые, как известно, являются катализаторами процессов окисления. Учитывая, что основной из задач при разработке технологии рафинации являлось повышение устойчивости масел к окислению, интерес представляют данные по изменению показателей, характеризующих степень окисления масел на каждой стадии технологического процесса (рисунок 5.1). Из представленных данных диаграммы видно, что на каждой стадии рафинации наблюдается постепенное снижение как перекисного, так и анизидинового чисел.

Внедрение комплексной технологии рафинации рапсового масла с применением в качестве гидратирующего агента и затравки для выведения восковых веществ комплексного раствора лимонной и молочной кислот, позволяет улучшить качество рафинированного дезодорированного рапсового масла.

Выполненный комплекс исследований позволил обосновать эффективные технологические режимы получения рафинированных дезодорированных рапсовых масел, устойчивых к окислению при хранении.

1. Обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность применения комплексного реагента на основных стадиях рафинации рапсовых масел в качестве универсального реагента для комплексного выведения основных групп сопутствующих ТАГ веществ — фосфолипидов, красящих и восковых веществ, а также ионов металлов переменной валентности (железа и меди).

2. Разработана методика пробной гидратации и нейтрализации растительных масел для определения эффективного температурного режима, оптимального количества гидратирующего реагента и необходимой концентрации водных растворов гидроксида натрия при щелочной нейтрализации, обеспечивающей минимальное остаточное содержание мыла в масле и снижение содержания общего жира в соапстоке с одновременным улучшением соотношения нейтрального жира к жирным кислотам.

3. Показано, что применение водного раствора комплексного реагента на стадии промывки нейтрализованных масел обеспечивает полное удаление мыла при минимальном расходе промывного реагента.

4. Установлено, что применение водного раствора комплексного реагента для обработки рафинированного дезодорированного рапсового масла позволяет максимально снизить содержание восковых веществ и ионов металлов переменной валентности.

5. Показано, что использование комплексного реагента на отдельных стадиях рафинации позволяет максимально снизить содержание металлов переменной валентности в масле, что обеспечивает их высокую устойчивость к окислению при хранении.

6. Разработана технологическая инструкция на производство рафинированного дезодорированного рапсового масла с применением раствора комплексного реагента, состоящего из молочной и лимонной кислот.

Разработанная технология рафинации рапсовых масел с применением комплексного реагента проверена в учебно-научно-производственной лаборатории кафедры технологии жиров, косметики и экспертизы товаров и в опытно-промышленных условиях Лабинского маслоэкстракционного завода.

Похожие диссертации на Разработка высокоэффективной технологии получения рафинированных растительных масел, устойчивых к окислению