Загальна технологічна схема одержання рослинної олії
 |
Насіннєва маса, що надходить на переробку або зберігання містить багато мільйонів одиничного насіння, властивості яких будуть впливати на хід технологічного процесу.
Очистка. Для звільнення олійного насіння від домішок проводять очистку, застосовуючи розділення насіння і домішок:
по геометричним розмірам (шляхом розсіювання через сита з отворами різного розміру і форми)
по аеродинамічним властивостям (шляхом продування насіння повітрям)
по феромагнітним властивостям(за допомогою магнітних сепараторів).
Кондиціонування по вологості.Насіння більшості культур поступає після збирання на зберігання і переробку з вологістю, що перевищує оптимальні значення. А для ефективного обрушування вологість оболонки повинна бути меншою за вологість ядра. Тому, насіння, що має більшу вологість, сушать до вологості 10...11 %.
Найбільш розповсюдженим способом сушки є термічний, при якому насіння нагрівають сушильним агентом (суміш повітря і димових газів). Після сушки застосовують охолодження.
При зберіганні насіння проводять активне вентилювання атмосферним повітрям або сумішшю повітря і димових газів.
Одержання м’ятки.Для ефективного видалення олії з сировини необхідне відділення низько олійних зовнішніх оболонок від основної олійної тканини (обрушення і сепарування), і її здрібнювання.
Обрушування насіння.Залежно від фізико-механічних властивостей оболонки і ядра олійне насіння обрушують різноманітними способами. Найважливіша вимога для обрушування насіння – руйнування оболонки не повинне супроводжуватися руйнуванням ядра. Тому перед обрушуванням прагнуть одержати у насіння піддатливу оболонку і вологе міцне ядро.
Руйнування оболонок олійного насіння здійснюють наступними способами:
в результаті тертя об шорсткувату поверхню;
внаслідок удару насіння об тверду поверхню. Однак при цьому руйнується до 25 % ядра;
внаслідок розрізування насіння органами, що ріжуть насіння. Насіння направляють у зазор між рухливими і нерухомими ножами;
роздавлюванням між поверхнями обертових валків.
Сепарування рушанки.Рушанка представляє собою суміш різноманітних по розміру часточок: великої, середньої і дрібної лузги, целяка, недорушу, цілого ядра, половинок ядра, олійного пилу.
Найбільш розповсюдженим способом відділення оболонок від ядра є поділ суміші по розмірах часток на ситах, а потім аспіраційне сортування по аеродинамічним властивостям.
Здрібнювання ядра.Здрібнювання ядра проводять з метою руйнування клітинної структури олійного матеріалу. Це полегшує відділення олії від білкової частини насіння шляхом механічного віджиму або екстракції.
Одержуваний після здрібнювання матеріал – м'ятка, має велику питому поверхню в порівнянні з вихідним насінням. Крім руйнування клітинних оболонок, інтенсивно руйнується також і частина клітки, що містить олію. Чим інтенсивніше здрібнення, тим менше залишається незруйнованих клітин, тим більше олії знаходиться у вигляді тонкої плівки на поверхні м’ятки.
Видалення олії. Для видалення олії застосовують два основних способи - пресовий і екстракційний. Існує також комбінований спосіб, що включає попереднє пресування з наступною екстракцією.
3. Схема одержання рослинної олії пресовим способом
Пресування - це механічний віджим олії за допомогою пресових шнеків. Проводять підготовку м’ятки - вологотеплову обробку (смаження). М’ятка містить велику кількість води і є дуже пластичним матеріалом. Щоб віджати олію, необхідно надати м’ятці твердість. Для цього знижують її вологість й змінюють у той же час фізико-хімічні властивості її компонентів. Досягають цього дією тепла на зволожену м’ятку. При нагріванні м’ятки знижується в'язкість олії, що полегшує її видалення із пресуємого матеріалу. Внаслідок м’ятка змінює свої властивості і перетворюється в м’язгу.
У виробничих умовах процес вологотеплової обробки (приготування мезги) складається з двох етапів. Вологість готової мезги знаходиться в межах 5...6 %, а температура 100...110°С. При переробці високо олійної сировини використовується дворазове пресування. Підготовлена мезга надходить у шнековий прес (форпресс) для попереднього віджиму олії. Мезга захоплюється витками шнекового валу і переміщається до виходу з пресу. При переміщенні по циліндру мезга стискується, і з неї виділяється олія , а тверді частинки мезги спресовуються й утворять макуху. Таким чином, відокремлюють 60...85 % олії. У форпрессовій макусі залишається до 18 % олії.
Отриману макуху піддають пропарюванню. Для цього її подрібнюють, а потім нагрівають і пропарюють у шарах мезги висотою 300...350 мм, процес продовжується 70...75 хв. Готова мезга з температурою 115... 120 °С і вологістю 2,5...3,2 % рівномірно подається в прес для остаточного віджиму олії.
Остаточне пресування здійснюють на експелерах (прес глибокого знімання). Експелерна макуха повинна містити не больше 6 % олії.
4. Схема одержання рослинної олії екстракційним способом
Процес екстракції заснований на гарній розчинності рослинних олій у неполярних органічних розчинниках, таких як бензин, гексан... з температурами кипіння 63...75 °С.
Розчинник спочатку розчиняє олію, що знаходиться на поверхні кліток, зруйнованих у процесі вальцювання, смаження, пресування. Потім, проникнувши через клітинні стінки, розчинник починає розчиняти олію, що знаходиться в незруйнованих клітках і структурах.
Застосовують два основних способи екстракції: екстракцію зануренням і екстракцію з поетапним зрошенням матеріалу, що екстрагуєють.
При екстракції зануренням олію видаляють з олійної сировини в процесі безперервного проходження через потік розчинника в умовах противотоку, при якому розчинник і матеріал, що екстрагується, безупинно переміщаються друг щодо друга.
Переваги даного способу: висока швидкість екстракції і мала тривалість процесу, простота конструкцій апаратів і їхні малі площі, високий КПД геометричного обсягу (до 98 %) апарата, що виключає можливість утворення в апаратах вибухонебезпечних сумішей повітря і розчинника.
Недоліки: низька концентрація місцели, складність системи фільтрації, великі розміри екстрактора по висоті.
При екстракції поетапним зрошенням безупинно переміщається тільки розчинник, а матеріал залишається в стані спокою. Цей спосіб забезпечує одержання міцели більш високої концентрації і більш чистої внаслідок самофільтрації її через шар матеріалу, що екстрагується.
До недоліків відносяться: велика тривалість екстракції, невисокий КПД геометричного обсягу (не більш 45 %) і можливість утворення в апаратах вибухонебезпечних сумішей повітря і розчинника, більш складна система прокачування розчинника.
При прямій екстракції проводять підготовку низькоолійної сировини -очищають, здрібнюють, проводять вологотеплову обробку зерен (вологість 15 %, температура 80...90 °С), обсмажують (знижують вологість до 8...9,5 % і температуру - до 60...70 °C). Потім плющать у пелюстки товщиною 0,3 мм. Екстракцію проводять з підтримкою наступних режимів:
при екстракції зануренням (концентрація місцели 15...20 %, тривалість 45...60 хв);
при багатоступінчастому противоточному зрошенні (концентрація місцели - 25...30 %, тривалість 140... 190 хв.).
Місцела - це розчин двох рідин - летючої (розчинника) і не летючої (олії). Чим вище концентрація місцели, тим ближче її властивості до властивостей олії.
Відгін розчинника проводять, застосовуючи гостру пару, що направляють у місцелу й у присутності якого відгін розчинника можливий без сильного перегріву олії. Основні вимоги до процесу відгону – найбільш повний відгін розчинника при мінімальних температурах і найменшій тривалості процесу. Після витягу олії у шроті – 1 % олії і 40 % розчинника.Шрот обробляють паром для випаровування розчинника, підсушують, прохолоджують і подрібнюють.