«ТЕХНОЛОГІЯ ЗБЕРІГАННЯ ТА ПЕРЕРОБКИ ПРОДУКЦІЇ РОСЛИННИЦТВА»

Електронний лабораторний практикум з навчальної практики

Переробка олійних культур

Мета: поглибити знання з питань: види сировини олійного виробництва та вимоги до неї, методи виробництва олії, оцінка якості олії, скласти технологічну схему переробки насіння олійних культур.

Матеріали та обладнання: етикетки на олію, різні види олій, насіння соняшнику, терези, важки, бюкс, сито з отворами діаметром 3 мм, розбірна дошка, сушильна шафа.

Література. Л – 1 , с. 183 – 191; Л – 2, с. 59 – 67; Л – 6, с. 145 – 149, Л – 28.

Методичні вказівки.

Ознайомитися з видами сировини олійного виробництва та вимогами до неї, методами виробництва олії, скласти технологічну схему переробки насіння олійних культур, навчитися оцінювати якість олії, ознайомитися з відходами олійного виробництва.

Завдання 1. Ознайомитися з видами сировини олійного виробництва та вимогами до неї. Оцінювання якості насіння соняшнику

Кожна партія насіння олійної культури має супроводжуватись документом про якість з даними про назву селекційного сорту, клас за кислотним числом, пошкодженість хворобами. Сортове посвідчення виписують на основі актів апробації. Пошкодженість соняшнику білою і сірою гнилями встановлюють за результатами попередньої оцінки рослин у полі перед збиранням.

У процесі здавання-приймання перевіряють відповідність партії вимогам за зараженістю, показниками свіжості, вологості та засміченості. Насіння соняшнику повинно бути (с.137, табл.47) без запахів, які не можна усунути, мати вологість – близько 15 – 19 % (залежно від зони), домішки смітної – близько 10 %, олійної – близько 7%. До смітної домішки відносять насіння соняшнику поганої якості (недозріле, обрушене, морозобійне, пошкоджене хворобами), яке погіршує його збереженість та якість одержуваної олії, весь прохід крізь сито з отворами діаметром 3 мм і в залишку на ситі: мінеральні домішки (грудочки землі, гальку, шлак), органічні домішки (лузга, залишки листків, кошичків тощо), порожні насінини (без ядра), насіння всіх дикорослих і культурних рослин, а також з явно пошкодженим ядром внаслідок самозігрівання чи сушіння. До олійної (зернової) домішки відносять насінини соняшнику: шеретовані повністю – цілі і побиті ядра, частково шеретовані, пошкоджені самозігріванням, чи сушінням з сіро-жовтим і коричневим забарвленням, недозрілі, недорозвинені, пророслі, приморожені, щуплі, білясті, зі слабою лускою.

Для визначення вмісту смітної та олійної домішок із середньодобового зразка беруть наважку відповідної маси. Зважену наважку просіюють крізь сито з отворами діаметром: для насіння соняшнику, сої, рицини – 3 мм, конопель – 2, льону, гірчиці, перили, рапсу, суріпки, кунжуту – 1, рижію – 0,5 мм. У сході сита на розбірній дошці виділяють неорганічну, органічну (порожнє насіння, вільна лузга) та олійну домішки відповідно до характеристики в стандарті на ту чи іншу олійну культуру. Виділені фракції смітної та зернової домішок зважують, визначають їх відсоток у взятій наважці. Прохід крізь сито відносять до смітної домішки. Щоб визначити вміст неявно виражених смітної і зернової домішок (порожніх, пошкоджених, травмованих, підгорілих зерен), з наважки масою 100 г виділяють ці домішки, а з решти беруть наважку масою 10 г. Насіння з вологістю понад 9 % попередньо висушують у сушильній шафі за температури 105 °С упродовж 10 – 15 хв. Усі зернятка розкривають, порожні відносять до смітної, а з пошкодженими ядрами – до олійної (зернової) домішки.

Під час здавання соняшнику на приймальний пункт визначають кислотне число (с.140, абзац 8) та олійність (вміст жиру) (с.139, абзац 1). Кислотне число олії – це умовна величина, яка вимірюється кількістю міліграмів калію гідроксиду, необхідного для нейтралізації вільних жирних кислот, які містяться в 1 г олії. Насіння з кислотним числом не більше 1,3 мг відносять до вищого класу, 1 – 2,2 мг – до першого, не більше 4,0 мг – до другого, понад 4,1 мг – до некласного. Вміст жиру в насінні визначають вилученням сирого жиру розчинником з наступним видаленням розчинника, висушуванням та зважуванням отриманого жиру.

Експрес-аналізатор насіння соняшнику АМВ-1002 дає можливість одночасно визначити вологість (у межах 4 – 20 %) і олійність (у межах 35 – 65 %) насіння, дослідний зразок об'ємом (25+3) см³ аналізують упродовж 1 хв.

Записати план оцінювання якості насіння соняшнику, методики та результати досліджень.

Визначення якості насіння соняшнику

Завдання 2. Порівняти методи виробництва олії

У світовій практиці виробництва рослинної олії існує два різних методи: механічний або пресовий і розчинення олії в легколетких органічних розчинниках або метод екстракції.

Для добування олії пресовим методом раніше застосовували гідравлічні преси, великим недоліком яких була неможливість достатньо повного віджимання олії, в результаті чого в пресових шротах вміст олії складав не менше 7 – 8 %. На сучасних заводах застосовують шнекові преси, основним робочим органом яких є шнековий вал і зеєрний циліндр. За призначенням вони поділяються на преси для попереднього відокремлення олії (форпреси), преси глибокого, або кінцевого, відокремлення олії (експелери) та преси подвійної дії.

Екстракційний спосіб добування олії – вихід олії більший у порівнянні з пресовим способом. На олійних заводах для вироблення олії екстракційним способом розчинником є бензин, гексан, а в останні роки – суміш бутан-пропану, яка за нормальних умов є газоподібною. Щоб збільшити поверхню дотику між розчинником та подрібненою сировиною, останню пропускають через спарену плющильну вальцівку і дістають пластини завтовшки 0,2 – 0,4 мм. Використовують схеми настоювання і послідовного обезжирювання. Під час настоювання свіжий матеріал заливається розчинником, через деякий час олія переходить у розчинник, утворюється розчин – місцела, який потім зливається. Обезжирений матеріал знову заливається чистим розчинником, і так повторюється до тих пір, поки не буде добуто майже всю олію. Під час послідовного обезжирювання чистий розчинник безперервно надходить на максимально обезжирений матеріал. Після закінчення екстракції шрот містить близько 1 % олії і близько 40 % розчинника. Для відгонки леткого розчинника з місцели застосовують спосіб дистиляції, утворена олія охолоджується в теплообміннику і направляється на очищення.

З’ясувати переваги та недоліки кожного методу, заповнити табл. 9.1.

Таблиця 9.1

Переваги та недоліки різних методів виробництва олії

Метод	Переваги	Недоліки
Механічний (пресовий)
Екстракційний

Завдання 3. Скласти технологічну схему переробки насіння олійних культур

Рис. 9.1. Очищення насіння від домішок

Щоб забезпечити оптимальні умови переробки насіння олійних культур, його необхідно очистити від сторонніх органічних і мінеральних домішок. Для стабілізації технологічного процесу добування олії необхідне кондиціювання за вологістю. Застосовують теплове сушіння або активне вентилювання. Одним із основних процесів, які забезпечують відокремлення оболонок від ядра, є обрушування (шеретування).

Рис. 9.2. Будова насінини соняшнику

Очищення та обрушування насіння соняшнику

4.4

Рис. 9.3. Розділення рушанки

Після обрушування рушанка розділяється на фракції: ядро, оболонки, ціле насіння і недорушене. Оболонки виводяться із виробництва, ядро направляється на подрібнення, а недоруш і ціле насіння надходить на повторне обрушування. Наступним іде процес подрібнення ядра. Подрібнене на вальцівках ядро називають м’яткою.

Сепарація рушанки та одержання м’ятки

Для зменшення сил, що зв’язують олію з поверхнею м’ятки, застосовують волого-теплову обробку м’ятки, що називається піджарюванням (температура +115 – 120 ^оС, зволоження 2,0 – 1,5 %, 40 – 45 хв.). Продукт – мезга. ЇЇ пресують, тривалість пресування залежить від швидкості обертання вала, розміру вихідної щілини, фізико-механічних властивостей матеріалу.

Рис. 9.4. Подрібнення ядра, піджарювання м’ятки

Виробництво олії пресовим методом

Рис. 9.5. Відділення олії пресовим методом

Під час вироблення олії екстракційним способом розчинником є бензин, гексан чи суміш бутан-пропану. Використовують схеми настоювання і послідовного обезжирювання. Місцела, яку одержують після екстракції, складається із леткого розчинника, олії і твердих часточок. Частинки твердої фракції відокремлюються від міцели відстоюванням, центрифугуванням та фільтрацією. Для відгонки леткого розчинника з місцели застосовують спосіб дистиляції. Спочатку місцелу підігрівають у дистиляторі парою до температури 100 – 105 °С. При цьому частина бензину випаровується і концентрація олії підвищується до 75 – 85 %. Після цього місцела надходить у кінцевий дистилятор, де бензин повністю відганяється парою за температури 210 – 220 °С.

Виробництво олії екстраційним методом

Рис. 9.6. Очищення олії

Для одержання олії високої якості необхідно ретельно провести її очищення, яке умовно поділяють на первинне і більш глибоке, що називається рафінацією. Залежно від глибини очищення і цільового призначення рослинна олія поділяється на види: нерафінована – очищена від механічних домішок; гідратована – очищена від фосфатидів; рафінована – очищена від фосфатидів, вільних жирних кислот, фарбних речовин; рафінована дезодорована – рафінована олія, яка очищена від ароматичних і смакових речовин, а також пестицидів і канцерогенних речовин.

Очищення кукурудзяної олії

Завдання 4. Вивчити методику оцінювання якості олії

Властивості і якість олії визначають за такими показниками, як число омилення, йодне і кислотне числа. Якість олії характеризують її запах, колір і прозорість. Харчова олія має бути цілком прозорою, мати світло-жовтий колір та характерний запах. Однією з ознак якості олії є кількість відстою (нежирних домішок). Число омилення – кількість міліграмів КОН, необхідна для нейтралізації вільних і зв’язаних з гліцерином жирних кислот, одержаних під час омилення 1 г жиру. Кислотне число – важливий показник властивостей і стану жиру, оскільки може легко збільшуватися під час зберігання як жиру, так і багатих на жир харчових продуктів. Йодне (колірне) число – кількість грамів йоду, яка зв’язується із 100 г жиру. Воно дає змогу оцінити якість олії, придатність її для використання. Оскільки приєднання йоду відбувається у місці подвійних зв’язків у молекулах ненасичених жирних кислот, йодне число дає уявлення про вміст цих кислот у жиру. Чим вище йодне число, тим легше окислюється жир, тому він більш придатний для виготовлення лаків, фарб, оліфи і менш придатний для вживання в їжу.

Рис. 9.7. Класифікація олій за здатністю до висихання

Користуючись ДСТУ 4492:2005 «Олія соняшникова. Технічні умови», занести до табл. 9.2 органолептичні та фізико-хімічні показники олії соняшникової нерафінованої невимороженої.

Таблиця 9.2

Органолептичні та фізико-хімічні показники олії соняшникової нерафінованої не вимороженої

Показник	Характеристика показників
Показник	вищий ґатунок	першого ґатунку	другого ґатунку
Прозорість
Смак та запах
Колірне число, мг йоду, не більше
Кислотне число, мг, не більше
Пероксидне число, ммоль/кг, не більше – під час випуску – наприкінці терміну зберігання
Масова частка нежирних домішок, %, не більше
Масова частка вологи та летких речовин, %, не більше

Оцінювання якості олії

Завдання 5. З’ясувати використання відходів олійного виробництва

Макуха – залишок після вичавлення олії пресуванням з насіння олійних культур.

Шрот – знежирене насіння олійних культур, отримане після екстрагування олії розчинниками.

Макуха і шрот – це побічні продукти, які одержують після добування олії з насіння олійних культур. Вони є високобілковим концентрованим кормом для всіх видів сільськогосподарських тварин і, в основному, входять до складу комбікормів.

Зберігання макухи і шротів має свої особливості. Після одержання у виробництві вони мають низьку вологість і високу температуру (у шротів 100 – 105 °С). Шроти також містять деяку кількість розчинника.У такому вигляді вони непридатні для тривалого зберігання в зв’язку з тим, що олія швидко окислюється киснем повітря, продукт гіркне, і його кормові якості різко знижуються.

Окрім того, реакція розщеплення жиру супроводжується виділенням тепла, а також проводять відгонку розчинника. Вологість макухи і шротів знаходиться в межах 6 – 10 %. Температура повинна бути не більше 35 °С, а в літній час не перевищувати температуру навколишнього повітря більше, як на 5 °С. Вміст розчинника в шроті під час його відвантаження має бути не більшим 0,1 %. Макуху і шроти зберігають насипом або в мішках, в сухому, затемненому й охолодженому приміщенні.

Плодові і насінні оболонки (лузга) складаються переважно з целюлози, тому вони є сировиною для гідролізного виробництва, використовуються як біопаливо.

Рис. 9.8. Використання відходів олійного виробництва

Питання для самоконтролю

1. Які показники якості перевіряють під час здавання-приймання насіння олійних культур? (с.137, абзац 1)

2. Як називається продукт подрібнення ядра насіння соняшнику під час виробництва олії?

3. Які розчинники використовують під час екстракції олії?

4. Що таке рафінація олії?

5. Які відходи олійного виробництва?

Попередня тема

На початок

Наступна тема