Вы здесь

Обґрунтування раціональних конструктивно технологічних параметрів процесів очистки соняшникової олії від фосфатидів

Автор: 
Гальцев Владислав Павлович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2008
Артикул:
3408U003698
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2
СУТЬ ПРОЦЕСУ І МОДЕЛЬ ОЧИЩЕННЯ СОНЯШНИКОВОЇ ОЛІЇ ШЛЯХОМ ГІДРАТАЦІЇ. ПРОГРАМА І МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Фосфатиди легко розчиняються в соняшникових оліях при температурах їх отримання і надалі мимоволі з них виділяються. Осади, що утворилися, швидко псуються за рахунок протікання інтенсивних окислювальних, ферментативних і гідролітичних процесів.

2.1. Методи аналітичного моделювання
Найпоширенішим методом витягу фосфатидів з соняшникової олії є гідратація. Цей процес об'єднує методи очищення соняшникової олії водою або сильно розбавленими водними розчинами лугів, солей і кислот.

2.1.1. Формування технології процесу гідратації олії, коагуляції фосфатидів.Залежно від глибини очищення і цільового призначення соняшникової олії підрозділяються на наступні види [1].
- нерафіновані - очищені від механічних зважених домішок;
- гідратовані, з яких виведені фосфатиди;
- рафіновані, з яких виведені фосфатиди, вільні жирні кислоти, фарбувальні речовини;
- рафіновані дезодоровані, з яких виведені ароматичні і смакові речовини, а також пестициди і канцерогени.
Показники олії, що визначають їх сортність, встановлюються стандартом ГОСТ 1129 - 93 "Масло подсолнечное. Технические условия."
Вміст супутніх речовин [2, 42], у тому числі і фосфатидів, в рослинних оліях коливається в значних межах і залежить від їх вигляду (див. табл. 2.1)
У технологіях очистки соняшникової олії шляхом гідратації застосовують різноманітні режими, відмінні один від одного по кількості гідратованого агента, його складу і т.д. Найчастіше для гідратації використовують очищену дистильовану воду.
У основі гідратації фосфатидів лежать складні фізико - хімічні перетворення їх під впливом води.
Механізм взаємодії фосфатидів з водою представляється схемою, зображеною на рис. 2.1 [42, 45].
Таблиця 2.1
Вміст фосфатидів в рослинних оліях
ОліяВміст фосфатидів в оліях, %форпресовомуекспеллерномуекстракційномуСоняшникова0,20 - 0,800,60 - 1,200,80 - 1,40Бавовняна0,50 - 1,601,40 - 1,902,00 - 2,50Соєва1,10 - 2,102,70 - 3,403,90 - 4,50Лляна0,19 - 0,460,64 - 0,870,80 - 1,62
Прийнявши за основу таку структуру системи " олія - фосфатиди ", можна визначити їх механізм взаємодії з водою при гідратації.
У присутності води в соняшниковій олії молекули фосфатидів, володіючи більшою гідрофільністю, ніж гліцериди, дифундують до поверхні крапель води, поступово насичуючи її. При цьому гідрофільні частини орієнтуються до води, а вуглеводневі радикали жирних кислот (гідрофобні) - до олії, утворюючи на поверхні краплі води ліпідний шар. (рис. 2.1, б). При цьому зменшується міжфазна поверхова енергія настільки, що неможливе диспергування води. Це спостерігається в тому випадку, якщо води в олії мало. У таких структурах, звичайно, беруть участь фосфатидилхоліни і інші фосфатиди з яскраво вираженою поверхневою активністю. Якщо води в олії достатня кількість, то утворюються змішані мономолекулярні шари гідратованих фосфатидів і гліцеридів. Вільна енергія в такій системі достатньо висока і досягає максимуму при співвідношенні гліцериди - фосфатиди 30 : 70 [1, 15, 18, 42]. При цьому система агрегативно нестійка. Зниження вільної енергії здійснюється за рахунок коагуляції частинок, а вся система розділяється на дві фази: олія і фосфатидна емульсія. Цей механізм не виключає і протікання хімічної реакції між водою і фосфатидами.

а б
вуглеводневий гліцериновий і
радикал аміно утримуючий залишок
Рис. 2.1. Стан фосфатидів в соняшникової олії: а - асоціація молекул фосфатидів в результаті гідрофільних взаємодій; б - асоціація молекул фосфатидів на краплі води.
Такий характер взаємодії фосфатидів з водою, перш за все, характерний для тих форм, які утворюють в соняшниковій олії асоціати за рахунок гідрофільних взаємодій. У меншій мірі це спостерігається для асоціатів, побудованих за рахунок водневих зв'язків між полярними частинами молекул фосфатидів. Таким чином, система "олія - фосфатиди" знаходиться в динамічній рівновазі до того часу, поки зовнішні чинники - дія агента гідратації, рН середовища, тепла і т.д. - не приведуть до порушення цієї рівноваги.
Кількість води, необхідної, для гідратації, залежить від природи соняшникової олії і вмісту в ній фосфатидів. У кожному окремому випадку це визначається в лабораторії методом пробної гідратації. У загальному випадку можна вважати, що кількість води на гідратацію складає від 0,5 до 6 %. Для соняшникової олії вона коливається від 0,5 до 3 % [42, 48].
При гідратації із застосуванням кухонної солі використовуються її водні розчини концентрацією від 0,5 до 1,0 % у кількості від 2 до 6 % від маси олії [1, 42, 45, 123].
Температура соняшникової олії робить істотний вплив на процес гідратації. При низькій температурі через високу в'язкість олії утруднене розділення фаз. Висока температура приводить до сповільнення процесу гідратації, пептизації дисперсної фази і повторному розчиненню її в олії. Оптимальні температурні режими для соняшникової олії складають 45 - 500 С [45].

2.1.2. Побудова моделі процесу очищення соняшникової олії.У науковому пошуку основних напрямів рішення поставлених задач сформульована робоча гіпотеза про те, що показники якості і продовольчі властивості соняшникової олії залежать від багатьох чинників у вигляді багатопараметричної системи. Передбачалося, що в цій системі вхідними чинниками служать різні технологічні прийоми, конструктивні особливості і режими роботи апаратів, виробничі умови гідратації соняшнико