Главная
Блог
Охлаждение растительного масла

Охлаждение растительного масла

30 сентября 2025 г. Пищевая промышленность

Введение

Маслоэкстракционные заводы производят растительное масло из семян (подсолнечник, рапс, соя и т.д.) методом экстракции с использованием растворителей (чаще всего гексана). Охлаждение масла — критически важный этап на нескольких стадиях этого процесса.

Процесс изготовления масла

Его можно разделить на два основных типа и три ключевых этапа:

По типу извлечения:
- Прямой отжим (холодный и горячий) – механическое выдавливание масла под прессом.
- Экстракция – извлечение масла с помощью химических растворителей.
- Комбинированный метод (предварительный отжим + экстракция) – самый распространенный и эффективный метод в промышленности.
По этапам:
- Подготовительный этап (подготовка сырья к извлечению масла).
- Основной этап (непосредственное извлечение масла).
- Заключительный этап (очистка и рафинация масла).

Описание этапов

Подготовительный этап (Подготовка масличного материала)

Это самый важный этап, от которого зависит выход и качество конечного продукта.

Очистка и сортировка: Сырье (подсолнечник, рапс, соя, лен и т.д.) поступает на завод и проходит через серию сепараторов, сит и аспирационных колонок для удаления примесей: пыли, камней, стеблей, металлических предметов и поврежденных семян.
Сушка: Если влажность семян высокая, их сушат до оптимального уровня (обычно 6-8%). Это критически важно для последующих этапов и предотвращения порчи.
Обрушивание (шелушение) и разделение: Семена пропускают через обрушивающие машины (декортикторы), которые разрушают твердую оболочку (лузгу). Затем ядро отделяют от лузги на воздушных сепараторах. Лузга либо используется как топливо для котлов, либо идет на производство кормовых добавок.
Измельчение: Очищенные ядра пропускают через вальцовые станки или молотковые дробилки, превращая их в мятку (гранулы размером 0.3-0.5 мм). Это увеличивает площадь поверхности для лучшего отжима или экстракции.
Влаго-тепловая обработка (ВТО) или "жаровка": Мятку пропаривают и прогревают в специальных аппаратах – жаровнях. Это ключевой этап:
Денатурирует белки, что облегчает выделение масла.
Убивает микроорганизмы.
Снижает вязкость масла.
Придает маслу и шроту определенные органолептические свойства (например, знакомый запах жареных семечек у подсолнечного масла).

После ВТО получается готовый для отжима продукт – мезга.

Основной этап (Извлечение масла)

А. Прямой отжим (Прессование)

Мезгу подают в шнековые прессы (похожие на большую мясорубку). Под высоким давлением и при нагревании масло выделяется через щели в корпусе пресса, а оставшаяся масса – жмых – спрессовывается в твердые лепешки.

Холодный отжим: Происходит без сильного нагрева (температура не выше 40-45°C). Выход масла меньше, но оно сохраняет больше полезных веществ, вкус и аромат. Это более дорогой метод.
Горячий отжим: Мезгу предварительно сильно нагревают, что увеличивает выход масла. Масло получается более ароматным, но менее полезным, так как часть витаминов разрушается.

После прессования получается сырое нерафинированное масло и жмых. В жмыхе еще остается 8-20% масла, поэтому для его полного извлечения часто используют экстракцию.

Б. Экстракция

Это самый эффективный метод с точки зрения выхода масла (остаток менее 1%).

Жмых (или мятку, если экстракция прямая) загружают в многотонный аппарат – экстрактор.
В качестве растворителя используется экстракционный бензин (химический растворитель гексан, который позже полностью удаляется).
Растворитель многократно промывает сырье, растворяя и вымывая из него масло. В результате получается:
Мисцелла – раствор масла в растворителе.
Обезжиренный шрот – твердый остаток, насыщенный растворителем.

Далее следует дистилляция:

Мисцеллу и шрот направляют в дистилляционные колонны, где при остром паре и в вакууме растворитель полностью отгоняют и улавливают для повторного использования.
После дистилляции получают сырое масло и шрот – ценный высокобелковый кормовой продукт.

В. Комбинированный метод (Предварительный отжим + Экстракция)

Это самый распространенный промышленный метод.

Сначала мезгу пропускают через прессы, извлекая 60-80% масла и получая жмых.
Затем этот жмых отправляют на экстракцию, где извлекают оставшееся масло.

Этот метод экономически выгоден: прессование удаляет основную часть масла, а экстракция "добирает" остатки, минимизируя потери.

Заключительный этап (Очистка и рафинация масла)

Сырое масло, полученное любым способом, содержит множество примесей: взвешенные частицы, фосфолипиды, свободные жирные кислоты, пигменты, воски, вещества, влияющие на вкус и запах. Процесс их удаления называется рафинацией.

Она состоит из нескольких последовательных ступеней (масло может проходить не все, в зависимости от требуемого качества):

Фильтрация (отстаивание): Удаление механических примесей.
Гидратация (нейтрализация): Удаление фосфолипидов ("гидратация") и свободных жирных кислот ("нейтрализация"). Масло обрабатывают горячей водой или щелочью. Фосфолипиды выпадают в осадок (этот побочный продукт – фосфатидный концентрат, используется в пищевой промышленности), а жирные кислоты, реагируя со щелочью, образуют мыло, которое отделяют.
Адсорбционная очистка (отбеливание): Масло пропускают через адсорбенты (чаще всего специальные отбельные глины). Они поглощают пигменты (хлорофилл, каротиноиды), остатки мыла и фосфолипидов. Масло становится светлым.
Дезодорация: Масло обрабатывают горячим сухим паром под вакуумом. Это удаляет все летучие соединения, отвечающие за вкус и запах. На выходе получается обезличенное рафинированное дезодорированное масло – без цвета, вкуса и запаха.
Вымораживание (Винтеризация): Применяется в основном для подсолнечного и некоторых других масел. Масло медленно охлаждают, чтобы содержащиеся в нем воски выпали в осадок, после чего их отфильтровывают. Это предотвращает помутнение масла при хранении в холодильнике.

Зачем охлаждать масло на маслоэкстракционном заводе

Охлаждение необходимо по следующим ключевым причинам:

Сохранение качества масла (самая важная причина):
- Предотвращение окисления: Высокая температура ускоряет реакцию масла с кислородом воздуха, что приводит к прогорканию, потере вкуса, цвета и полезных свойств (разрушаются витамины и антиоксиданты).
- Снижение цветности: Перегретое масло темнеет. Охлаждение помогает получить продукт со стандартными, светлыми органолептическими показателями.
- Минимизация образования вредных веществ: При длительном нагреве могут образовываться потенциально вредные соединения.
Подготовка к хранению и транспортировке:
- Горячее масло нельзя отправлять в хранилища (емкости, цистерны), так как это приведет к термическому стрессу и быстрой порче всей партии. Масло охлаждают до безопасной температуры (обычно 35-50°C, иногда ниже).
Технологические требования следующих стадий:
- Перед фильтрацией или гидратацией (очисткой) масло необходимо охладить до определенной температуры для эффективного протекания процессов.
Энергосбережение:
- Современные теплообменники часто работают в режиме рекуперации тепла. Горячее масло отдает тепло холодному маслу, которое, например, подается на выпарку. Это позволяет экономить энергию на нагрев и охлаждение.

Где именно применяются теплообменники для охлаждения масла

После вакуум-сушилки (дезодоратора).
- Это ключевая точка применения. Дезодорация — это заключительная стадия рафинации, где масло нагревается до высоких температур (до 240-260°C) под вакуумом для удаления летучих примесей и запахов.
- На выходе из дезодоратора масло имеет температуру ~240°C. Его необходимо быстро охладить до 40-50°C, чтобы предотвратить термическую деградацию. Этот процесс часто многоступенчатый.
После физического рафинирования (отбелки).
- После контактных аппаратов, где масло очищается от примесей адсорбентами, его также нужно охладить перед подачей на следующую стадию или в промежуточную емкость.
Промежуточное охлаждение между стадиями рафинации.
- Между этапами гидратации, нейтрализации и отбелки может требоваться коррекция температуры.
Охлаждение технического масла.
- Побочные продукты (фузы, соапсток) также охлаждаются перед дальнейшей утилизацией или хранением.

Типы теплообменников, применяемых для охлаждения масла

Для каждой задачи выбирается оптимальный тип теплообменника. Наиболее распространены:

1. Пластинчатые теплообменники (Plate Heat Exchanger - PHE)

Принцип действия: Набор тонких гофрированных пластин, стянутых в пакет. Каналы между пластинами чередуются: по одним течет горячее масло, по другим — холодный теплоноситель (вода) или другое масло (в случае рекуперации).

Преимущества:

Высокая эффективность и компактность благодаря большой площади теплообмена на единицу объема.
Легкость в обслуживании и очистке (можно разобрать и промыть каналы).
Гибкость (можно легко добавлять или убирать пластины для изменения мощности).

Недостатки:

Чувствительность к загрязнениям (при наличии механических примесей каналы могут забиваться).
Ограничения по температуре и давлению по сравнению с кожухотрубными.

Применение: Идеальны для охлаждения чистых сред, например, рафинированного масла после фильтров.

2. Кожухотрубные теплообменники (Shell and Tube Heat Exchanger - STHE)

Принцип действия: Пучок трубок, заключенный в большой корпус (кожух). Одна среда течет по трубкам, другая — в пространстве между трубками и кожухом.