способ рафинации растительных масел

Формула изобретения

Способ рафинации растительных масел, предусматривающий выведение фосфолипидов, свободных жирных кислот, красящих веществ, восков и одорирующих веществ с помощью реагента, отличающийся тем, что в качестве растительного масла используют смесь подсолнечного, соевого, льняного, рапсового и кукурузного масел в соотношении 1:1:1:1:1, а в качестве реагента - универсальный композиционный реагент, состоящий из мочевино-формальдегидной смолы, природного бокситно-алюмосиликатного адсорбента, нитрилотриметиленфосфоновой кислоты и оксиэтиленцеллюлозы в количестве 30, 30, 30 и 10 мас.% соответственно, а перемешивание масла и реагента осуществляют при температуре 20-50°С.

Описание изобретения к патенту

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

Влияние повышенных температур и давления, а также обработка органическими растворителями приводит к тому, что вместе с маслом из клеток семян извлекают другие вещества, способные растворяться в масле. В масле всегда находятся моно - и диацилглицерины, окрашивающие вещества, а также продукты гидролиза этих веществ - свободные жирные кислоты и др.

Рафинация - процесс очистки масел от нежелательных групп липидов и примесей. 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 с 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, с. 123-134).

Недостатками данного способа является 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.

Наиболее близким аналогом является способ рафинации растительных масел, предусматривающий выведение фосфолипидов, свободных жирных кислот, красящих веществ, восков и одорирующих веществ с помощью водного раствора лимонной кислоты и водного раствора силиката натрия в постоянном магнитном поле (см. RU 2145340 С1, С 11 В 3/00, 10.02.2000).

Недостатками наиболее близкого аналога является проведение процесса при определенных технологических условия (температурный и использование магнитного поля), что приведет к удорожанию готового продукта, при этом образуются большие отходы и потери растительного масла. Кроме того, отработанный адсорбент отправляется в отвал.

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 рафинации растительных масел предусматривает выведение фосфолипидов, свободных жирных кислот, красящих веществ, восков и одорирующих веществ с помощью реагента, согласно изобретению в качестве растительного масла используют смесь подсолнечного, соевого, льняного, рапсового и кукурузного масел в соотношении 1:1:1:1:1, а в качестве реагента - универсальный композиционный реагент, состоящий из мочевино-формальдегидной смолы, природного бокситно-алюмосиликатного адсорбента, нитрилотриметиленфосфоновой кислоты и оксиэтиленцеллюлозы в количестве, мас.%: 30, 30, 30,10 соответсвтенно, а перемешивание масла и реагента осуществляют при температуре 20-50°С.

Техническим результатом изобретения является сохранение биологически активных веществ в растительном масле - витамины, токоферолы, стерины, изофлавоноиды, при совмещении технологических параметров процесса с новьм универсальным композиционным реагентом, состоящим из мочевино-формальдегидной смолы, природного бокситно-алюмосиликатного адсорбента, нитрилотриметиленфосфоновой кислоты и оксиэтиленцеллюлозы. Изобретение позволяет улучшить технико-экономические показатели, поскольку в осадке (отходах) содержание масла в два раза меньше, чем по традиционным методам. При использовании предлагаемого универсального композиционного реагента не образуются натриевые соли жирных кислот (мыло) и не требуется проведение процессов промывки с лимонной кислотой для разложения и удаления этих солей. Универсальный композиционный реагент существенно понижает жесткость воды. Исключается образование соапстока, нет процессов сушки, фильтрации, нет отработанных твердых адсорбентов.

Использование нового универсального композиционного реагента для рафинации смеси пяти видов растительных масел позволяет в одном аппарате осуществлять совмещенный технологический процесс, включающий в себя удаление свободных жирных кислот, гидратируемых и негидратируемых фосфолипидов, пигментов, восков и одорирующих веществ.

Мочевино-формальдегидная смола (МФС) - это синтетический термореактивный олигомерный продукт поликонденсации мочевины с формальдегидом, который образуется в результате поликонденсации первичных продуктов присоединения мочевины и формальдегида-метилмочевин

H₂NCONHCH₂ОH и CO(NHCH₂ ОH)₂

друг с другом, мочевиной и формальдегидом при молярном соотношении 1:1,9-2,2. Она содержит реакционно-способные амино- и ОН-группы. В качестве структурных элементов содержит метилольные и гемиформальные группы. В состав МФС входят свободная мочевина, метиленгликоль, олигомерные полиокситиленгликоли. Получают МФС в виде водных 40-70%-ных растворов и порошков белого цвета. Мочевино-формальдегидная смола используется в качестве адсорбента пигментов растительных масел.

Природный бокситно-алюмосиликатный адсорбент, получаемый обжигом железооксидных природных глинистых руд, бокситов или гидрогематитов, содержит 29-35 мас.% Fе ₂O₃, 30-40% Аl₂О₃, 25-35% - SiO₂, pH водной вытяжки 7-8, маслоемкость 10-15 г/100 г, он устойчив к действию растворов щелочей, слабых кислот и органических растворителей.

Нитрилотриметиленфосфоновая кислота N[СН₂Р(O)(ОН)₃ с молекулярной массой 299, кристаллической формы, растворима в воде, этаноле, уксусной кислоте. Она понижает жесткость воды и ингибирует коррозию оборудования, не токсична, обладает свойствами отбеливателя и комплексообразователя по отношению к сопутствующим жирамвеществам, в частности к пигментам, фосфолипидам, воскам и одорирующим веществам.

Оксиэтиленцеллюлоза С₆Н₇O₂(ОН)₃[(ОСН ₂СН₂)ОН] твердое аморфное вещество белого цвета, насыпная масса 0,550-0,750 г/см³, хорошо растворимо в воде, обладает свойствами адсорбировать красящие вещества растительного масла и воски.

Лабораторные испытания нового универсального композиционного реагента показали эффективность его применения в совмещенном технологическом процессе рафинации смеси пяти видов растительных масел. Вместо существующих в настоящее время на практике пяти отдельных технологических процессов рафинации, то есть гидратации фосфолипидов, щелочной рафинации свободных жирных кислот, адсорбционной рафинации (отбелки), винтеризации (удаление восков) и дезодорации, предложен один совмещенный технологический процесс, который реализуется для смеси пяти растительных масел: подсолнечного, соевого, льняного, рапсового и кукурузного в равном соотношении 1:1:1:1:1. При этом перемешивание смеси масла с универсальным композиционным реагентом осуществляют при температуре 20-50°С.

Средние показатели исходных образцов смесей растительных масел составили: фосфолипиды - 1,5%, кислотное число - 2,5 мг КОН, цветность - 30 мг J₂, воски - 0,15%, одорирующие вещества - 0,015%.

В результате применения нового универсального композиционного реагента в совмещенном технологическом процессе рафинации смеси пяти видов растительных масел достигается удаление фосфолипидов до 90-95%, свободных жирных кислот - до 85-95%, пигментов - до 90%, восков - до 80-90%, одорирующих веществ - до 85-95%.

Таким образом предлагаемый способ рафинации растительных масел эффективен тем, что позволяет удалить из масел 85-95% сопутствующих веществ, а при традиционном способе удаляется 50-70%.

Изобретение позволяет создать высокотехнологический способ рафинации, который позволяет получить продукт, в котором сохранены биологически активные вещества - витамины, токоферолы, стерины, изофлавоноиды, а также существенно сократить процесс рафинации.