Результат интеллектуальной деятельности: Способ переработки маслосодержащего сырья

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способам производства растительных масел методом экстракции органическими растворителями.

Аналогом изобретения является способ экстракции масла из маслосодержащего сырья, включающий обезжиривание материала противоточно движущимся растворителем с образованием мисцеллы, отделение от нее твердых частиц фильтрованием через слой материала и тонкослойным отстаиванием, и очистку мисцеллы с получением мисцеллового шлама, отличающийся тем, что маслосодержащий материал перед контактированием с противоточно движущимся растворителем предварительно орошают чистым растворителем и мисцелловым шламом, при этом количество растворителя, подаваемого на орошение, составляет 10-15% от общего количества растворителя, а обезжиривание материала проводят в течение 60-65 мин.

Недостатком аналога является низкий выход целевых продуктов, а также их низкие показатели качества.

Прототипом изобретения является способ экстракции масла, предусматривающий обезжиривание маслосодержащего растительного сырья противоточно движущимся растворителем, очистку образовавшейся мисцеллы с получением мисцеллового шлама и экстракта. При этом в качестве растворителя используют бензин, количество растворителя составляет 10-15% от массы сырья, а обезжиривание проводят в течение 60-65 минут (Патент РФ №2117693).

К недостаткам способа следует отнести низкий выход целевых продуктов, необходимость проведения дополнительных технологических операций по их очистке, а также ограниченность использования в пищевой промышленности.

Задачей изобретения является интенсификация процесса переработки маслосодержащего сырья, позволяющая улучшить показатели качества целевых продуктов.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода целевых продуктов, увеличение удельного содержания фосфатидилхолина в групповом составе фосфолипидов масла, повышение окислительной устойчивости масла, снижение содержания в масле восков, повышение содержания протеина в белковом продукте (шроте).

Технический результат достигается тем, что способ переработки маслосодержащего сырья включает обезжиривание маслосодержащего сырья растворителем, отделение полученной мисцеллы от обезжиренного маслосодержащего сырья, при этом в качестве маслосодержащего сырья используют экструдированное безлузговое ядро подсолнечника, обезжиривание осуществляют в три ступени путем смешивания маслосодержащего сырья и этанола при температуре 70-73°С в соотношении 1:6 и перемешивания в течение 40 минут, а отделение мисцеллы от обезжиренного маслосодержащего сырья проводят путем фильтрования суспензии обезжиренного безлузгового ядра подсолнечника на нутч-фильтре, тостирования (удаления этанола) обезжиренного безлузгового ядра подсолнечника с получением белкового продукта, дистилляцию этанольной мисцеллы с получением масла.

Этанол берут концентрацией 96-99,5%.

Использование в качестве маслосодержащего сырья экструдированного безлузгового ядра подсолнечника позволит увеличить выход целевого продукта за счет максимальной степени вскрытия (разрушения) сферосом клеток, в которых локализованы липиды ядра подсолнечника, о чем свидетельствует остаточное содержание липидов в проэкстрагированном сырье (шроте), которое составило 0,6%.

Отсутствие лузги в масличном сырье позволяет снизить содержание воскоподобных веществ в масле.

Преимущество применения этанола в способах получения липидов методом экстрагирования заключается в улучшении таких показателей качества экстракционного масла, как увеличения удельного содержания фосфотидилхолина в групповом составе фосфолипидов масла, снижение цветности масла, увеличение устойчивости масла к окислению. По данным критериям масло, полученное спиртовой экстракцией, выгодно отличается от масла, полученного с использованием углеводородных растворителей.

Увеличение удельного содержания фосфотидилхолина в групповом составе фосфолипидов масла обусловлено тем, что фосфотидилхолин хорошо растворим в этаноле и переходит в масло вместе с растворителем.

Снижение цветности масла обусловлено возможностью снижения температуры дистилляции мисцеллы при удалении этанола из масла в сравнении с углеводородными растворителями.

Повышение устойчивости масла к окислению обусловлено растворением хлорогеновой кислоты (природный антиоксидант), содержащейся в ядре подсолнечника, в этанольной мисцелле и переходом ее в масляную фазу.

Устойчивость масла к окислению характеризуется низкими значениями таких показателей, как перекисное число.

Кроме того, применение спиртового экстрагирования позволяет значительно улучшить качество полученного шрота. Шрот, полученный после спиртового экстрагирования безлузгового ядра подсолнечника, имеет более светлую окраску, обусловленную отсутствием лузги, и высокое удельное содержание белков, обусловленное также отсутствием лузги в шроте, а также меньшим содержанием липидов в шроте. В связи с этим целесообразно проводить процесс извлечения липидов этанолом.

При этом с целью увеличения содержания липидов в мисцелле этанол подогревают до температуры 70-73°С.

С целью повышения степени обезжиривания экстракцию осуществляют в три ступени.

Большая движущая сила процесса фильтрования обуславливает использование нутч-фильтра для разделения суспензии безлузгового ядра подсолнечника и этанола.

Процесс тостирования проэкстрагированного маслосодержащего сырья (шрота) позволит получить ценный белковый продукт за счет повышения его питательной ценности.

После дистилляции мисцеллы получается масло, обладающее высокими качественными показателями.

Способ реализуется следующим образом.

На первом этапе экстрагирования этанол из накопительного бака насосом подается в заданном количестве (2/3 объема реактора) в реактор.

При включенной мешалке осуществляется нагрев этанола до температуры 70-73°С путем подачи горячей воды в рубашку реактора. При достижении заданной температуры при включенной мешалке в реактор шнеком подается расчетное количество экструдированного безлузгового ядра подсолнечника в количестве, обеспечивающем соотношение суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника:этанол как 1:6. После загрузки суспензии экструдированного безлузгового ядра подсолнечника осуществляется перемешивание системы (Re 80000) в течение 40 минут. Затем при выключенной мешалке мисцеллу сливают через боковой патрубок в сборник мисцеллы. После слива мисцеллы в реактор насосом добавляют этанол из накопительного бака в количестве, равном объему слитой мисцеллы.

Включают мешалку и нагревают систему до заданной температуры. Далее осуществляют вторую и третью ступени экстрагирования аналогичным способом, описанным выше. После окончания экстрагирования систему суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника-этанол винтовым насосом перекачивают в нутч-фильтр, в котором осуществляется отделение экструдированного безлузгового ядра подсолнечника от мисцеллы. Движущая сила фильтрации обеспечивается созданием разрежения (Р_ост=0,01 МПа) в сборнике мисцеллы с помощью вакуум-насоса. Проэкстрагированное сырье (шрот) из нутч-фильтра подается для окончательного удаления растворителя на тостирование. Мисцелла из сборника мисцеллы по мере накопления откачивается насосом на дистилляцию. Этанол с участка дистилляции подается в накопительный бак.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

На первом этапе экстрагирования этанол концентрацией 96% из накопительного бака насосом подается в заданном количестве (2/3 объема реактора) в реактор. При включенной мешалке осуществляется нагрев этанола до температуры 70°С путем подачи горячей воды в рубашку реактора. При достижении заданной температуры при включенной мешалке в реактор шнеком подается расчетное количество экструдированного безлузгового ядра подсолнечника в количестве, обеспечивающем соотношение суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника:этанол как 1:6. После загрузки суспензии экструдированного безлузгового ядра подсолнечника осуществляется перемешивание системы (Re 80000) в течение 40 минут. Затем при выключенной мешалке мисцеллу сливают через боковой патрубок в сборник мисцеллы. После слива мисцеллы в реактор насосом добавляют этанол концентрацией 96% из накопительного бака в количестве, равном объему слитой мисцеллы. Включают мешалку и нагревают систему до заданной температуры. Далее осуществляют вторую и третью ступени экстрагирования аналогичным способом, описанным выше.

После окончания экстрагирования систему «суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника-этанол» винтовым насосом перекачивают в нутч-фильтр, в котором осуществляется отделение экструдированного безлузгового ядра подсолнечника от мисцеллы. Движущая сила фильтрации обеспечивается созданием разрежения (Р_ост=0,01 МПа) в сборнике мисцеллы с помощью вакуум-насоса. Проэкстрагированное сырье (шрот) из нутч-фильтра подается для окончательного удаления растворителя на тостирование. Мисцелла из сборника мисцеллы по мере накопления откачивается насосом на дистилляцию. Этанол с участка дистилляции подается в накопительный бак.

Пример 2.

На первом этапе экстрагирования этанол концентрацией 99,5% из накопительного бака насосом подается в заданном количестве (2/3 объема реактора) в реактор. При включенной мешалке осуществляется нагрев этанола до температуры 71,5°С путем подачи горячей воды в рубашку реактора. При достижении заданной температуры при включенной мешалке в реактор шнеком подается расчетное количество экструдированного безлузгового ядра подсолнечника в количестве, обеспечивающем соотношение суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника:этанол как 1:6. После загрузки экструдированного безлузгового ядра подсолнечника осуществляется перемешивание системы (Re 80000) в течение 40 минут. Затем при выключенной мешалке мисцеллу сливают через боковой патрубок в сборник мисцеллы. После слива мисцеллы в реактор насосом добавляют этанол концентрацией 99,5% из накопительного бака в количестве, равном объему слитой мисцеллы. Включают мешалку и нагревают систему до заданной температуры. Далее осуществляют вторую и третью ступени экстрагирования аналогичным способом, описанным выше. После окончания экстрагирования систему «суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника - этанол» винтовым насосом перекачивают в нутч-фильтр, в котором осуществляется отделение экструдированного безлузгового ядра подсолнечника от мисцеллы. Движущая сила фильтрации обеспечивается созданием разржения (Р_ост=0,01МПа) в сборнике мисцеллы с помощью вакуум-насоса. Проэкстрагированное сырье (шрот) из нутч-фильтра подается для окончательного удаления растворителя на тостирование. Мисцелла из сборника мисцеллы по мере накопления откачивается насосом на дистилляцию. Этанол с участка дистилляции подается в накопительный бак.

Пример 3.

На первом этапе экстрагирования этанол концентрацией 98% из накопительного бака насосом подается в заданном количестве (2/3 объема реактора) в реактор. При включенной мешалке осуществляется нагрев этанола до температуры 73°С путем подачи горячей воды в рубашку реактора. При достижении заданной температуры при включенной мешалке в реактор шнеком подается расчетное количество экструдированного безлузгового ядра подсолнечника в количестве, обеспечивающем соотношение суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника:этанол как 1:6. После загрузки экструдированного безлузгового ядра подсолнечника осуществляется перемешивание системы (Re 80000) в течение 40 минут. Затем при выключенной мешалке мисцеллу сливают через боковой патрубок в сборник мисцеллы. После слива мисцеллы в реактор насосом добавляют этанол концентрацией 98% из накопительного бака в количестве, равном объему слитой мисцеллы. Включают мешалку и нагревают систему до заданной температуры. Далее осуществляют вторую и третью ступени экстрагирования аналогичным способом, описанным выше. После окончания экстрагирования экстракции систему «суспензия экструдированного безлузгового ядра подсолнечника - этанол» винтовым насосом перекачивают в нутч-фильтр, в котором осуществляется отделение экструдированного безлузгового ядра подсолнечника от мисцеллы. Движущая сила фильтрации обеспечивается созданием разрежения (Р_ост=0,01 МПа) в сборнике мисцеллы с помощью вакуум-насоса. Проэкстрагированное сырье (шрот) из нутч-фильтра подается для окончательного удаления растворителя на тостирование. Мисцелла из сборника мисцеллы по мере накопления откачивается насосом на дистилляцию. Этанол с участка дистилляции подается в накопительный бак.

В таблице 1 приведены показатели качества масла, полученного по заявляемому способу.

В таблице 2 приведены показатели качества белкового продукта.