НАЗНАЧЕНИЕ ДЕЗОДОРАЦИИ
Дезодорация (от дез... и лат. odoratio — запах), искусственное устранение или маскировка неприятно пахнущих газообразных веществ, образующихся в результате гнилостного разложения органических субстратов (выделения людей и животных, пищевые продукты, трупы и т.д.).
Наиболее ответственной и завершающей стадией рафинации любого жира является дезодорация. Дезодорация представляет собой конечную стадию процесса рафинации и имеет своей целью получение совершенно обезличенных по вкусу и запаху жиров, а также полное удаление из них пестицидов и 3,4-бензпирена. Особое значение этот процесс имеет для производства маргариновой продукции и для консервной промышленности.
Дезодорация является наиболее радикальным способом удаления из масел и жиров химикатов.
Каждому жиру присущ тот или иной характерный аромат, позволяющий отличать один вид жира от другого, например, бараний жир от говяжьего, оливковое (прованское) масло от подсолнечного. Различие сказывается именно в ароматических особенностях, воспринимаемых, как вкусовые особенности масла или жира.
Ароматизирующие вещества жира находятся в нем со времени их образования в жироносных тканях животного или растения и сохраняются в нем при извлечении из этих тканей, например, при холодном прессовании масличных семян. Кроме того, в процессе извлечения могут возникать новые ароматизирующие вещества в результате тех или иных химических превращений составных компонентов жира. Так, например, при огневой вытопке сала, при жарении мезги масличных семян, особенно в огневых жаровнях, появляется характерный аромат пригорелого сала или масла, обязанный своим происхождением продуктам разложения жира, подвергшегося локальному перегреву.
Наконец, и в процессах дальнейшей переработки жиров в них могут возникать новые ароматические особенности. Так, например, при чрезмерно длительной обработке масел отбельными землями или при обработке их слишком большим количеством земли в масле возникает, как уже отмечалось, «землистый привкус», т. е. своеобразный аромат земли.
Необходимо признать, что ароматы, присущие тому или иному жиру, могут быть приятными для одного потребителя и неприятными для другого. Так, например, соевое масло охотно потребляется в пищу китайцами и японцами, у нас же его часто не употребляют в сыром виде из-за его ароматических особенностей.
К веществам, придающим вкус и запах, относят ненасыщенные углеводороды, низкомолекулярные кислоты, альдегиды, кетоны, природные эфирные масла. Вкус и запах масел обусловлен качеством исходного масличного сырья, а также условиями извлечения масла и дальнейшей его обработки. Показано, что основные технологические схемы извлечения масла и различные вспомогательные операции оказывают значительное влияние на возникновение и развитие вкуса и запаха в маслах. В процессе добывания и переработки нативные одорирующие вещества претерпевают изменения, при этом не исключена возможность образования трудно летучих соединений, что является причиной плохой дезодорируемости жиров.
При щелочной и адсорбционной рафинации часть веществ, создающих комплексное ощущение вкуса и запаха, удаляется главным образом за счет сорбции мылом и адсорбентами, в то же время в процессе рафинации жиры иногда приобретают новые привкусы. Так, у жиров, рафинированных щелочью, при плохой отмывке мыла отмечают мыльный привкус; при отбелке жиров отбельной глиной они приобретают землистый привкус.
Специфический запах саломаса, в том числе и подсолнечного, обусловлен наличием в нем ненасыщенных углеводородов, альдегидов, образующихся из соответствующих кислот при термическом распаде в процессе гидрирования, и продуктов распада свободного и связанного глицерина.
Дезодорация представляет собой дистилляционный процесс, осуществляемый паром в условиях глубокого вакуума и высокой температуры. Удаление одорирующих веществ в этих условиях происходит за счет того, что основная масса одорирующих веществ и жирных кислот имеет упругость паров примерно в десятки тысяч раз большую, чем триглицериды, иначе говоря, эти вещества обладают большей летучестью. Совместно с одорирующими веществами удаляются некоторые вещества, не обладающие запахом, но имеющие сходную упругость паров: углеводороды, жирные кислоты, моно- и диглицериды, стерины.
На эффективность дезодорации оказывают влияние следующие факторы:
- температура;
- абсолютное давление;
- количество и качество впрыскиваемого пара и степень смешения пара и жира;
- продолжительность процесса; упругость паров отгоняемых веществ.
Все эти параметры связаны между собой, изменение одного из них вызывает изменение других. Так, количество впрыскиваемого пара неразрывно связано с величиной абсолютного давления в аппарате.
Повышение температуры до оптимальной для определенного вида жира способствует интенсификации процесса. Длительность дезодорации зависит от физических параметров процесса - температуры и вакуума, а также от конструкции аппарата. Опыт работы показал, что на первой стадии процесса дезодорации происходит интенсивная отгонка веществ, сообщающих жиру вкус и запах. Наряду с этим происходит отгонка жирных кислот, повышается стойкость жира при хранений, снижается цветность (для некоторых видов масел). Однако установлено также, что существует оптимальная продолжительность процесса дезодорации; если этот оптимум превышен, то заметно падает стойкость жира при хранении.
Осуществление процесса непрерывным способом позволяет значительно сократить длительность пребывания жира в дезодорационном аппарате, а следовательно, и длительность воздействия высоких температур на продукт. Так, если при периодической дезодорации длительность процесса обычно составляет несколько часов (в зависимости от вида и качества жира), то время нахождения жира в дезодорационной колонне непрерывного действия не превышает 25 мин (при производительности 3800 л/ч).
Соблюдение параметров процесса дезодорации является необходимым условием получения обезличенного жира, однако качество дезодората зависит также от герметичности, чистоты оборудования, качества впрыскиваемого пара и качества исходного жира.
АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ЖИРАХ И ИХ СВОЙСТВА
Качественный состав ароматических веществ каждого масла, химическая природа и количественные соотношения их смеси до сих пор еще точно не известны.
Но, какова бы ни была химическая природа этих многоразличных веществ, можно сказать определенно, что количества этих веществ очень не велики и, как правило, выражаются небольшими долями процента. Все они хорошо растворимы в маслах; возможно, что некоторые из них более или менее растворимы в воде, иные же — в воде вовсе нерастворимы: отогнанные из масла в струе водяного пара, они после конденсации собираются на поверхности водного конденсата в небольшие маслянистые капельки.
Температуры кипения ароматических веществ колеблются в довольно широких пределах. Так, например (в градусах цельсия):
Диацетил – 88 град. цельсия.
Метилнонилкетон – 225 град. цельсия.
Этиловый эфир масляной кислоты – 120 град. цельсия.
Метилундецилкетон – 263 град. цельсия.
Масляная кислота – 162 град. цельсия.
Метилгептилкетон – 193 град. цельсия.
МЕТОДЫ ПОНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР ОТГОНКИ АРОМАТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ЖИРА
Некоторые из ароматизаторов кипят при сравнительно высокой температуре, поэтому нецелесообразно вести отгонку их из перегонного куба под нормальным давлением. Масло в этих условиях должно и может подвергнуться таким превращениям, которые ухудшат его вкусовые особенности, вызовут потемнение его и, наконец, повлекут образование новых ароматических веществ, обусловливающих запах пригорелого масла.
Снижение давления перегонки (вакуум) должно вызвать понижение температуры кипения всех компонентов масла, в частности, его ароматообразователей.
Такое понижение давления, действительно, применяют в процессе дезодорации, но его одного оказывается недостаточно для получения желательного эффекта. Вторым средством, к которому приходится в таком случае прибегать, является одновременное пропускание водяного пара через дезодорируемое масло. Отгонка ароматических веществ в высоком вакууме в струе водяного пара — является основным приемом современных методов дезодорации жиров.
Каков смысл и назначение продувания масла водяным паром?
Кипящие при высоких температурах компоненты смеси ароматических веществ жира принадлежат обычно к числу таких веществ, которые сами в воде не растворяются, и в которых вода не растворяется. Другими словами, такой ароматизатор и вода могут рассматриваться, как взаимно нерастворимые жидкости.
Если имеется смесь двух или большего числа таких жидкостей, каждая из них сохраняет свои свойства; каждый компонент такой смеси ведет себя так, как он вел бы себя в чистом виде, и потому при каждой данной температуре парциальное давление паров каждого компонента смеси будет равно упругости паров его в чистом виде при той же температуре. Общее же давление паров смеси, независимо от ее состава, равно будет, по закону Дальтона, сумме упругостей - паров всех компонентов, какие каждый из них имел бы в чистом виде при той же температуре.
Отсюда очевидно, что кипение смеси взаимно нерастворимых жидкостей начнется тогда, когда сумма упругостей (парциальных давлений) паров всех компонентов станет равной давлению, под каким находится смесь в сосуде. А это обстоятельство позволяет снизить температуру кипения высококипящего вещества, если перегонять его в смеси с жидкостью, с ним несмешивающейся и кипящей при более низкой температуре.
Так, например, скипидар в чистом виде и под нормальным давлением кипит при 158 градусов цельсия; если его смешать с водой, он может перегоняться при том же давлении при 95 градусов цельсия; при этой температуре упругость паров скипидара равна 110 мм и упругость паров воды - 650 мм. Сумма парциальных давлений паров смеси обеих этих жидкостей равна атмосферному давлению, а потому при 95градусов цельсия смесь эта кипит.
При 50 градусов цельсия упругость паров скипидара равна 17 мм и водяного пара - 92 мм. Сумма парциальных давлений равна 109 мм. Стало быть, в вакууме с остаточным давлением 109 мм рт. ст. смесь скипидара с водой, независимо от состава смеси, закипит при 50 градусов цельсия, хотя без воды скипидар в таком вакууме кипит при 95 градусов цельсия.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ДЕЗОДОРИРУЕМОГО МАСЛА.
Качество дезодората определяется органолептически. Органол ептическая оценка жиров связана с рядом трудностей и является субъективной. Поиски физических и химических методов оценки вкуса и запаха, позволяющих объективно судить о качестве масел и жиров, пока не дали положительных результатов.
После хорошей дезодорации полученный жир трудно отличить по вкусу и запаху один от другого. Качество дезодората обычно оценивают по 50 – бальной шкале по следующим признакам: совершенно чистый без вкуса и запаха – 47 – 50 баллов, вкус дезодорированного жира с едва заметным отклонением – 43 – 46 баллов, вкус дезодорированного жира со слабовыраженным привкусом – 41 – 42 балла.
Хорошо дезодорированный жир обычно оценивается 44 баллами и выше. Допускается для переработки использовать также жир, получивший оценку 43 балла, с более низкой оценкой дезодорат для производства применять не рекомендуется.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КАЧЕСТВО МАСЛА ПРИ ДЕЗОДОРАЦИИ
В дезодорированных жирах иногда отмечают тенденцию к реверсии (возврату) вкуса и запаха. Причиной реверсии может быть недостаточная полнота дезодорации, а также контакт жира с кислородом воздуха. Известно, что даже такое низкое остаточное давление в дезодораторе, как 1,5 - 2 мм - рт. ст., в условиях высокой температуры не предотвращает окисления жира, если имеются подсосы воздуха через неплотности в аппаратуре. Подсос воздуха может не отразиться на глубине вакуума, поскольку вакуумное оборудование рассчитано с некоторым запасом, но он отрицательно влияет на качество жира.
Реверсия тем сильнее, чем больше контакт жира с кислородом и чем длительней проходил процесс дезодорации. По-видимому, это является результатом удаления (или разрушения) некоторой части природных антиоксидантов при сильном и длительном термическом воздействии. Установлено, что токоферолы удаляются в процессе дезодорации на 15 - 35%, стерины - на 7 - 10%, частично разрушаются витамины. Поэтому рекомендуется после охлаждения жира под вакуумом насытить его инертным газом. После тщательно проведенной дезодорации почти не наблюдается возврата вкуса и запаха. Приобретенный же в результате хранения вкус и запах дезодорированного жира не совпадает с первоначальным, характерным для исходного жира.
Для повышения устойчивости жира при дезодорации в него вводят искусственные антиокислители или синергетически действующие вещества, чаще всего лимонную кислоту. Лимонная кислота дезактивирует металлы, следы которых переходят в жир в процессе его переработки, и устраняет их вредное влияние как катализаторов окисления.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДЕЗОДОРАЦИИ
В промышленных дезодорационных установках процесс отгонки одорирующих веществ производят в объеме, пленке или предварительно в пленке, а затем в объеме.
По принципу действия дезодорация периодически, полунепрерывно или непрерывно.
В дезодораторах периодического действия высота слоя масла над паровым барботером велика, и условия эффективного контактирования пара с жиром во многом зависят от данной скорости пара или давления его на выходе в дезодоратор. Вместе с тем задаваемые скорости пара ограничены, так как при этом увеличиваются потери масла, уносимого паром из дезодоратора.
В дезодораторе непрерывного действия благодаря эффективному контактированию пара и жира в небольших слоях на различных насадках, тарелках, пластинах удается достигнуть, равновесия между паровой и жидкой фазами, а следовательно, и равномерности продувки паром. Ориентировочный расход пара на барботаж – 150 кг/т.
При периодической дезодорации температура процесса 170 – 210 градусов цельсия, при непрерывной – до 240 градусов цельсия и выше.
Остаточное давление в дезодораторах не должно превышать более 0,66 кПа (5 мм.рт.ст.).
При периодической дезодорации для создания вакуума применяют конденсаторы смешения и сухие вакуум насосы. Такая система не дает возможности иметь требуемое остаточное давление. Поэтому в настоящее время преимущественно применяют и при периодической и при непрерывной дезодорации пароэжекторные вакуум – насосы. Их достоинство – простота конструкции и эксплуатации из за отсутствия движущихся каких – либо частей и возможность создания более глубокого вакуума; недостаток – значительный расход рабочего пара (более 10 т/час при давлении 10 кгс/см.кв.) и охлаждающей воды (около 18 м.куб/т.).
Список использованной литературы:
1. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Том 2. Рафинация жиров и масел.
2. Технология переработки жиров. Б.Н. Тютюнников.
3. Технология переработки жиров. Н.С. Арутюнян.
Источник: isp-p.ru |
