способ рафинации растительного масла

Формула изобретения

Способ щелочной рафинации растительного масла, предусматривающий гидратацию масла, обработку ортофосфорной кислотой, нейтрализацию масла щелочью, отделение соапстока, фильтрацию, отличающийся тем, что при гидратации растительное масло нагревают до температуры 60°С, ортофосфорную кислоту используют в количестве 0,8 кг на 1 т растительного масла, а перед отделением соапстока в нейтрализованное масло, содержащее соапсток, добавляют 4%-ный раствор поликатионита FL 45 С в количестве 50 г на 1 т растительного масла при атмосферном давлении и перемешивании в течение 15-20 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано для очистки растительных масел и жиров.

Природные масла и жиры представляют собой сложную многокомпонентную систему, состоящую в основном из триацилглицеринов (триглицеридов) различного состава, строения и степени непредельности, из разнообразных сопутствующих веществ, молекулярно- и коллоидно- растворимых в глицеридах. Для повышения пищевого достоинства и технологических свойств масел и жиров их подвергают различной степени очистки - рафинации.

Рафинация - это ряд важнейших технологических процессов обработки жиров (масел) с целью удаления из них примесей и тех сопутствующих веществ, которые снижают качество и технологические свойства. Существуют различные способы очистки и рафинирования масла: физические (отстаивание, центрифугирование, фильтрование), химические (гидратация, щелочная рафинация и др.) и физико-химические (отбеливание, дезодорация и др.).

В настоящее время технология рафинации растительных масел в отечественной и зарубежной практике реализуется путем удаления из масел сопутствующих им веществ. При этом с целью удаления фосфолипидов применяется процесс гидратации, осуществляемый путем взаимодействия масел с водой, а процесс нейтрализации свободных жирных кислот осуществляется путем воздействия на них водного раствора едкого натра. Для удаления красящих веществ (пигментов) растительных масел применяются твердые активированные адсорбенты. Эти процессы проводятся раздельно с использованием многочисленных аппаратов, обеспечивающих указанные технологические процессы, при которых образуются большие отходы и потери растительного масла. Кроме того, отработанный адсорбент отправляется в отвал.

Известен способ дистилляционной или физической рафинации масел и жиров, включающий две основные стадии. Первая заключается в подготовке масел и жиров к дистилляционной рафинации путем максимального извлечения из них фосфолипидов, пигментов, металлов, а вторая представляет собой собственно отгонку свободных жирных кислот острым паром, совмещенную с процессом удаления одорирующих веществ в условиях глубокого вакуума и высокой температуры. Этот способ рафинации является комплексным и состоит из следующих модулей: гидратация (удаление фосфолипидов путем кислотной гидратации); адсорбционная рафинация (удаление пигментов, остатков фосфатидов, кислоты); винтеризация (удаление восковых веществ); дезодорация (удаление свободных жирных кислот, одорирующих веществ и продуктов окисления) (см. Технология переработки жиров, под ред. С.Арутюняна и др., М., Пищепромиздат, 1998, стр.123-134).

Недостатками данного способа являются многостадийность процесса, недостаточно высокое качество получаемых масел вследствие накопления значительного количества первичных продуктов окисления (перекисей) на стадии первой кислотной обработки, а также уменьшение выхода масел и увеличение их себестоимости.

Известен способ очистки жидких масел и жиров, включающий смешивание масла с водой, перемешивание его с химическими и нейтрализующими агентами и последующее отделение продуктов взаимодействия от масла, при этом при смешивании масла с водой, химическим и нейтрализующим агентами получают реакционную смесь, а в качестве химического агента используют флокулянт типа поликатионита (см. RU 2144561 С1, С 11 В 3/00, 20.01.2000).

Недостатками данного способа являются сложность процесса очистки масел и использование поликатионита в качестве флокулянта, который при взаимодействии с нейтрализующими агентами, маслом и водой образует хлопья, которые содержат в своем составе большое количество растительного масла, а также при одновременном воздействии химическим и нейтрализующим агентом на масло не происходит полная нейтрализация жирных кислот.

Наиболее близким аналогом является способ щелочной рафинации растительных масел, предусматривающий гидратацию масла, обработку фосфорной кислотой, нейтрализацию масла, отделение соапстока, водная промывка масла, фильтрацию (см. "Технология переработки жиров", под ред. АРУТЮНЯНА Н.С., М., Пищепромиздат, 1999, стр.75-77).

Недостатками наиболее близкого аналога является проведение процесса при определенных технологических условия, что приведет к удорожанию готового продукта, при этом образуются большие отходы и потери растительного масла, что ведет к увеличению себестоимости масла. А также перед фильтрацией необходимо обязательно осуществлять водную промывку масла, что увеличивает габариты установки и технологический процесс, что в свою очередь приводит к увеличению себестоимости масла.

Задачей изобретения является создание высокотехнологичного способа рафинации, который позволяет получить продукт повышенного качества, увеличить его выход и снизить себестоимость.

Поставленная задача решается тем, что способ щелочной рафинации растительного масла, предусматривающий гидратацию масла, обработку ортофосфорной кислотой, нейтрализацию масла щелочью, отделение соапстока, фильтрацию, согласно изобретению при гидратации растительное масло нагревают до температуры 60°С, ортофосфорную кислоту используют в количестве 0,8 кг на 1 тонну растительного масла, а перед отделением соапстока в нейтрализованное масло, содержащее соапсток, добавляют 4% раствор поликатионита FL 45 С в количестве 50 г на 1 тонну растительного масла при атмосферном давлении и перемешивании в течение 15-20 минут.

Техническим результатом изобретения является улучшение физико-химических показателей масла, поскольку использование поликатионита FL 45 С позволяет более полно отделять соапсток от масла, а также сокращение отходов масла в соапсток и отделение следов масла фильтрованием без использования водной промывки масла.

Использование поликатионита FL 45 С после обработки масла кислотой и щелочью позволяет не только более полно очистить масло от сопутствующих веществ присущих самому маслу, но и уменьшить содержание солей, которые образуются при взаимодействии кислоты и щелочи.

Поликатионит FL 45 С - это полидиаллилдиметиламмоний хлорид производства фирмы Floerger (Франция) (см. ГОГОЛАШВИЛИ Э.Л. и др. "Влияние органических полимерных коагулянтов на эффективность процесса водоочистки", Структура и динамика молекулярных систем, 2003, выпуск X, ч.2, стр.85-88).

Структурная формула макромолекулы

где n - степень полимеризации.

Поликатионит FL 45 С это бесцветная или желтого цвета однородная жидкость. Массовая доля основного вещества не менее 38,0%, рН раствора - 5,0-7,0, вязкость по Брукфильду (LV 3,6 об/мин) - 8000-13000 сП.

Продолжительность обработки растительного масла поликатионитом FL 45 С выбрана по следующим соображениям. При обработке масла менее 15 минут не происходит полного отделения соапстока от масла, а при увеличении времени обработки более 20 минут так же будет происходить отделение соапстока от масла, но это экономически невыгодно, так как снижается производительность технологической линии, требуется увеличение емкости аппаратов.

Применение малого количества поликатионита FL 45 С (менее 50 г на 1 тонну растительного масла) не обеспечивает полного отделения соапстока от масла. Количество поликатионита FL 45 С выше указанного предела обеспечивает полноту отделения соапстока, но вызывает перерасход реагента и приводит к дополнительной стадии, а именно к водной промывке масла от поликатионита FL 45 С.

При слабых концентрациях поликатионита FL 45 С, то есть менее 4%, в масле остается некоторое количество образовавшихся хлопьев соапстока, которые необходимо удалять с помощью водной промывки. При более высоких концентрациях поликатионита FL 45 С, выходящих за указанный параметр, хлопья соапстока удаляются. Однако нецелесообразно использовать более высокие концентрации поликатионита FL 45 С, так как это увеличивает затраты.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырое масло подают в гидрататор, в котором оно подогревается техническим паром, через змеевики, до температуры 60°С. Затем масло насосом передают в нейтрализатор. Во время перекачки в струю масла подают ортофосфорную кислоту в количестве 0,8 кг на 1 тонну растительного масла.

В нейтрализаторе масло обрабатывают щелочью. После нейтрализации и образования хлопьев соапстока в масло добавляют 4% раствор поликатионита FL 45 С в количестве 50 г на 1 тонну растительного масла при включенной мешалке. После перемешивания через 15-20 минут мешалку отключают и отстаивают масло.

Соапсток после отстоя сливают в приемники, из которых соапсток подают на последующую обработку.

Нейтрализованное масло насосом подают на рамный фильтр-пресс для фильтрации. Отфильтрованное масло направляют в емкость для фильтрованного масла, из нее насосом его подают на дальнейшую переработку.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые, однако, не охватывают, а тем более не ограничивают весь объем притязаний данного изобретения.

Пример 1.

Сырое масло подают в гидрататор, в котором оно подогревается техническим паром, через змеевики, до температуры 60°С. Затем масло насосом передают в нейтрализатор. Во время перекачки в струю масла подают ортофосфорную кислоту в количестве 0,8 кг на 1 тонну растительного масла.

В нейтрализаторе масло обрабатывают щелочью. После нейтрализации и образования хлопьев соалстока в масло добавляют 4% раствор поликатионита FL 45 С в количестве 50 г на 1 тонну растительного масла при включенной мешалке. После перемешивания через 15 минут мешалку отключают и отстаивают масло.

Соапсток после отстоя сливают в приемники, из которых соапсток подают на последующую обработку.

Нейтрализованное масло насосом подают на рамный фильтр-пресс для фильтрации. Отфильтрованное масло направляют в емкость для фильтрованного масла, из нее насосом его подают на дальнейшую переработку.

Пример 2.

Сырое масло подают в гидрататор, в котором оно подогревается техническим паром, через змеевики, до температуры 60°С. Затем масло насосом передают в нейтрализатор. Во время перекачки в струю масла подают ортофосфорную кислоту в количестве 0,8 кг на 1 тонну растительного масла.

В нейтрализаторе масло обрабатывают щелочью. После нейтрализации и образования хлопьев соапстока в масло добавляют 4% раствор поликатионита FL 45 С в количестве 50 г на 1 тонну растительного масла при включенной мешалке. После перемешивания через 20 минут мешалку отключают и отстаивают масло.

Соапсток после отстоя сливают в приемники, из которых соапсток подают на последующую обработку.

Нейтрализованное масло насосом подают на рамный фильтр-пресс для фильтрации. Отфильтрованное масло направляют в емкость для фильтрованного масла, из нее насосом его подают на дальнейшую переработку.

В таблице представлены сравнительные характеристики нерафинированного масла и рафинированного подсолнечного масла, полученного заявленным способом.

Таблица. Сравнительная характеристика нерафинированного и рафинированного подсолнечного масла.
Наименование показателей	Нерафинированное подсолнечное масло	Рафинированное подсолнечное масло
Прозрачность	Наличие "сетки", либо легкого помутнения над осадком, не является браковочным фактором	Прозрачное без осадка
Запах и вкус	Свойственные подсолнечному маслу без постороннего запаха, привкуса и горечи	Свойственные рафинированному подсолнечному маслу без постороннего запаха, привкуса и горечи
Цветное число, мг йода, не более	15	12,0
Кислотное число, мг КОН/г, не более	1,5	0,6
Массовая доля нежирных примесей, %, не более	0,5	Отсутствуют
Массовая доля фосфорсодержащих веществ, % не более: в пересчете на стеароолелецитин	0,4	Отсутствуют
Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более	0,2	0,10
Степень прозрачности, ФЕМ, не более	40	25,0
Перекисное число, 1/2 O ммоль/кг, не более	10,0	10,0

Изобретение позволяет улучшить физико-химические показатели растительного масла, поскольку использование поликатионита FL 45 С позволяет более полно отделять соапсток от масла, а также сократить отходы масла в соапсток и отделять следы масла фильтрованием без использования водной промывки масла.