ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ

Жиры - органические соединения сложного химического состава, добываемые из животных тканей животных (жиры животные) или из масличных растений (жиры или масла растительные). Все жиры состоят из глицерина и разнообразных жирных кислот. В зависимости от состава и свойств жирных кислот жиры могут быть твердыми или жидкими при комнатной температуре.

К основному сырью в производстве пищевых животных топленых жиров относятся жировая ткань, кости скелета. По виду сырья, из которого получена жировая ткань, жир-сырец делят на говяжий, бараний, свиной. С учетом особенностей переработки, жирнокислотного состава и места расположения в туше животного жир- сырец делят на 1 -ю и 2 -ю группы. Жир-сырец с патологическими изменениями, неудовлетворительными органолептическими показателями, а также мездровой жир со шкур хряков не допускаются для переработки на пищевые цели.

Важным источником сырья для получения топленых жиров являются кости убойных животных, выход которых составляет 9— 45% массы туши животного. Сырая кость скелета относится к 1 -й категории, а обезжиренная кость — ко 2 -й. На производство пищевого топленого жира используют кость 1 -й категории.

Качество жира-сырца существенно влияет на качество готового продукта. Жир от пастбищного скота отличается желтым цветом из-за повышенного содержания каротина и каротиноидов в липохромах. Интенсивную - желтую окраску имеет жир от крупного рогатого скота тощей упитанности.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВЫТОПКИ ЖИРА • Подготовка жира-сырца к вытопке • Вытопка жира по установленному режиму • Отделение жировой суспензии от шквары • Очистка жира от нежелательных примесей • Охлаждение • Упаковка • Хранение жира

Операции по подготовке жира -сырца • Сортировка и оборка • Предварительное измельчение и промывка • Охлаждение • Окончательное измельчение

Методы извлечения жира из жиросырья • Вытопка • Экстракция • Гидромеханический метод • Электроимпульсный метод • Вибрационный метод

Вытопка жира Наибольшее распространение получил тепловой метод извлечения жира — вытопка, которая осуществляется мокрым и сухим способами. В зависимости от технического решения технологического оборудования процесс вытопки ведут в аппаратах непрерывного и периодического действия при атмосферном давлении, избыточном давлении и под вакуумом.

Мокрый способ Жир-сырец находится в непосредственном контакте с водой или острым паром. В результате нагрева белки жировой ткани денатурируют, коллаген сваривается, подвергается гидролитической дезагрегации и гидролизу, образуя глютин. Это приводит к разрыву оболочек жировых клеток, и жир в расплавленном состоянии мигрирует из разрушенных клеток;

Под действием глютина выделившийся в расплавленном состоянии жир способен эмульгироваться, подвергаться гидролизу с образованием свободных жирных кислот, что нежелательно. В результате такой обработки получают трехфазную систему, включающую жир, бульон и шквару.

Сухой способ Кондуктивный нагрев жира-сырца за счет контакта с греющей поверхностью. Влага, содержащаяся в жире -сырце, испаряется. Белки жировой ткани дегидратируют, оболочки жировых клеток становятся хрупкими и разрушаются. Жир расплавляется, выделяется из клеток и частично задерживается за счет адсорбции на сухих поверхностях белковых частиц. В этом случае образуется двухфазная система, состоящая из шквары и жира. Окончательное отделение жира от шквары осуществляется физическими методами: прессованием или центрифугированием.

Экстракция — выделение жира из жиросырья летучими: растворителями. При использовании этого метода достигается практически полное извлечение жира из сырья. Однако его применение требует сложной аппаратуры, использования дорогостоящих и взрывоопасных растворителей. Кроме того, извлеченный жир и обезжиренное сырье нуждаются в тщательной очистке от остатков растворителя. В мясной промышленности этот метод применяют для обезжиривания кости на клеевых и желатиновых предприятиях.

Гидромеханический метод Гидромеханический (и м п у л ь с н ы й) метод извлечения жира основан на использовании кавитационных импульсов и мощных гидравлических ударов, возникающих при движении рабочего органа машины и обрабатываемого сырья в воде или другой жидкой среде. Под действием высокоскоростных импульсов и давления воды разрушаются связи, удерживающие жировые клетки в составе тканей, и сами жировые клетки с выделением жира в водную среду. Применение импульсного метода наиболее целесообразно для извлечения жира из кости при дальнейшем ее использовании в производстве желатина и клея, так как белковые вещества в обезжиренной кости сохраняют свои первоначальные свойства.

Электроимпульсный метод Электроимпульсный метод обезжиривания кости заключается в воздействии на сырье гидравлических импульсов, образующихся при электрических разрядах конденсаторов. В установке для электроимпульсного обезжиривания кости ток низкого напряжения (127— 220 В) преобразуется в ток высокого напряжения (50— 90 к. В и более), который накапливается в конденсаторах и мгновенно отдается в виде разряда. При этом электрическая энергия переходит в энергию взрыва и в результате возникающих в жидкости импульсов из кости извлекается жир. Соотношение кости и воды l : (2: 4). Полученный костный жир отличается высокими качественными характеристиками.

Вибрационный метод извлечения жира из кости, разработанный ВНИКИМПом, заключается в одновременном воздействии на кость механического перемешивания и вибрации в присутствии горячей воды температурой 80— 85 °С (соотношение кости и воды 1 : I). Этот способ позволяет интенсифицировать процесс обезжиривания кости и получить высокое качество жира.

Производство жиров на поточно – механизированных линиях На предприятиях нашей страны работают как отечественные, так и импортные линий по производству пищевых топленых жиров: поточно- механизированная линия РЗ-ФВТ-1, установка «Центрифлоу» , «Центрифлоу-Майнор» (Швеция), «Титан» (Дания), «Шарплес» (Англия) и др.

Независимо от способа вытопки (сухой или мокрый) линии для получения жира состоят из приемного бункера, волчка, плавильного котла, дезинтегратора для тонкого измельчения жировой массы, отстойной центрифуги, системы сепараторов (очистительные и осветлительные); охладителей, сборника или накопителя для шквары и жира.

1 —извлечение и вытопка жира на центробежной машине АВЖ 245; 2 — подача жиромассы в напорный бак; 3 — разделение жиромассы на горизонтальной центрифуге НОГШ 325; 4 — прием водно жнровой эмульсии; 5, 8 — дополнительное измельчение кусочков шквары водно жнровой эмульсин на центробежной машине АВЖ 130 и подача ее на очистку; 6 — дозирование жира в напорном бачке с поплавковым указателем уровня; 7 — очистка жира на сепараторах: 9 — прием жира в накопителе: 10—охлаждение жи ра в охладителе

На центробежной установке РЗ ФВТ 1 (АВЖ) пе рерабатывают все виды жира сырца (за исключением свиной мездры) в парном и охлажденном состоянии с получением только высшего сорта жира Основным аппаратом установки является центробежная машина АВЖ 245, в которой совмещаются процессы измельчения сырья и вытопки жира. Рабочая часть машины состоит из вращающегося перфорированного барабана (диаметр отверстий 6 мм), в центре дна которого укреплен подвижный нож, предназначенный для первичного измельчения сырья. На кожухе, в который заключен перфорированный барабан, установлены два неподвижных ножа, служащие для подрезания вдавленных в отверстия барабана частичек жира сырца. Барабан приводится во вращение от электродвигателя. . Жиросырье из бункера центробежной машины поступает во вращающийся перфорированный барабан, . Подрезанные неподвижными ножами частицы сырья попадают в кольцевое пространство между стенкой корпуса и внешней стенкой перфорированного барабана, куда подается острый пар под давлением 0, 15— 0, 2 МПа. Расплавленную массу температурой 85— 95°С под давлением 0, 03 МПа подают в непрерывно действующую отстойную центрифугу НОГШ 325 для отделения шквары от жировой эмульсии. Из центрифуги водно жировая эмульсия поступает в центробежную машину (АВЖ 130), где кусочки шквары дополнительно измельчаются, а жидкая фракция подогревается до 95°С и подается насосом на первый сепаратор для грубой очистки. Для окончательной очистки жир поступает на второй и третий сепараторы . Очищенный жир после охлаждения разливают в тару и передают на хранение. Обезжиренную и частично обезвоженную на центрифуге шквару направляют в цех кормовых и технических продуктов. Продолжительность цикла переработки жира сырца 6— 7 мин, выход жира 98— 98, 7% содержания его в сырье.

Машина для вытопки жира Р 3 - АВЖ-245

Машина для измельчения и вытопки жира марки Р 3 -АВЖ-245 предназначена для измельчения жиросырья, подогрева, вытопки и выдачи жиромассы для дальнейшей переработки. Входит в комплект оборудования линии Р 3 -ФВТ-1 по производству пищевых жиров, эксплуатируемой на предприятиях мясной промышленности.

1— измельчение сырья на волчке; 2 — предварительный подогрев сырья в трубчатом подогревателе; 3 — плавление жирового сырья в плавителе; 4 — подача жиромассы на сосом; 5 — тонкое измельчение жировой массы в дезинтеграторе; 6 — разделение жиро массы на центрифуге; 7 — подача водно жировой эмульсии насосом; 8 — подогрев водно жировой эмульсии в подогревателе: 9 — удаление пахучих веществ в деаэраторе; 10 — очистка жира в сепараторе; 11, 14 — подача очищенного жира насосами; 12 — охлажде ние жира в пластинчатом охладителе: 13 — прием охлажденного жира в сборник; 15 — щит управления; 16 — переохлаждение жира в трехсекционном переохладителе; 17 — упаковка жира на машине

На установке «Д е - Л а в а л ь - Ц е н т р и ф л о у» перерабатывают все виды жира-сырца в парном, остывшем, охлажденном или замороженном состоянии. Поступающее жиросырье измельчают на волчке с диаметром отверстий решетки 8— 14 мм с одновременным подогревом глухим и острым паром в цилиндре волчка до 60 °С. Затем сырье самотеком поступает в плавитель, где оно нагревается до 75— 80 °С. Расплавленную жиромассу перекачивают в щеточный дезинтегратор, в котором происходит окончательное разрушение жировых клеток и дополнительное выделение из них жира с помощью острого пара при температуре 80— 90 °С. Из дезинтегратора жировая смесь самотеком направляется в горизонтальную отстойную центрифугу непрерывного действия для разделения на водно-жировую эмульсию и шквару. Эмульсия после подогрева до 90— 100 "С поступает в дезодоратор для удаления пахучих веществ, а затем на двукратную очистку в сепараторы. После окончательной очистки от белковых частиц жир охлаждают до заданной температуры (30— 35°С) и направляют на упаковывание. Продолжительность производственного цикла около 10 мин. Выход жира от содержания его в сырье 96— 98%.

1 — измельчение сырья на волчке; 2 предварительный нагрев сырья и трубчатом плавителе; 3 — плавление жира п котле с мешалкой; 4 — подача жиромассы питающим насосом , 5 — перекачи вание жира насосом в подогреватель; 6— прием жира в резервуар: 7 очистка жира в сепараторе; 8 — разделение жиромассы на центрифуге; 9, 13 подогрев жира в подогревателе; 10 — удаление воздуха и газов в деаэраторе; 11—подогрев воды в баке; 12 — охлаж дение жира в пластинчатом охладителе

Установка «Ц е н т р и ф л о у - М а й о н о р» фирмы «Де-Лаваль» предназначена для выработки топленого жира из жира-сырца всех видов. В отличие от установки «Центрифлоу» в этой установке жировая масса из плавильного чана не подвергается тонкому измельчению на дезинтеграторе. Жировое сырье с мест сбора передается сжатым воздухом из передувочных баков в бункер волчка с диаметром отверстий 8 и 3 мм, где измельчается. В камеру измельчения волчка через сопло подают пар для нагревания сырья до 50 °С. Измельченное сырье поступает в трубчатый плавитель, где плавится острым паром. Из плавителя жировую массу температурой 55— 60 °С направляют в промежуточный котел с мешалкой для окончательного плавления при 65 °С. Расплавленную жиромассу подают в горизонтальную отстойную центрифугу для отделения жира от шквары. Последняя направляется на сушку, а водно-жировую эмульсию через подогреватель и деаэратор насосом перекачивают в сепаратор. Очищенный жир охлаждают, подают на упаковывание или розлив в бочки. Свиной жир, направляемый на фасование, охлаждают до 15°С. Продолжительность цикла 7 -8 мин. Выход жира 99, 5% содержание его в сырье.

1 измельчение сырья на волчке; 2 — регулирование температуры терморегулятором; 3— нагрев жиромассы в котле; 4 — топкое измельчение жиромассы в дезинтеграторе; 5~ подача жиромассы насосом; 6 —разделение жиромассы в отстоиной центрифуге; 7 — охлаждение шквары в охладителе; 8 -- нагрев жиромассы в теплообменнике; 9 — нагрев водно жировой эмульсии в теплообменнике; 10 — регулирование уровня жира поплавковым регулятором; // — очистка жира на сепараторе; 12 — уравнивание давления клапа ном: 1 — прием очищенного жира и шлама из сепаратора 3

Установка «Шарплес» является универсальной, так как обеспечивает переработку сухим способом всех видов жира-сырца, в том числе и свиной мездры, по двум режимам: при температуре 42— 45 °С получают шквару с высокой степенью сохранения исходных свойств белков, используемую при выработке колбасных изделий, а при температуре 50— 55°С получают шквару, направляемую на производство кормовой муки. Кишечный жир-сырец и мездровый жир перерабатывают при высокотемпературном режиме. Жир-сырец, измельченный на волчке, поступает в котел-плавитель с паровой рубашкой для подогрева жиромассы паром давлением 0, 125 МПа до 40— 45 °С. Полученную массу вторично, измельчают в дезинтеграторе, а затем насосом подают в отстойную центрифугу (в случае получения белковой массы в некоагулированном состоянии) или перекачивают в теплообменник, где она подогревается до 65— 70 °С и поступает в центрифугу для удаления из жира основной массы шквары (до 90%). Выделенную шквару сырую или вареную подают в охладитель и используют в зависимости от температуры вытопки на пищевые цели или на выработку животных кормов. Водо-жировую эмульсию подогревают в теплообменнике до 90°С и насосом подают на охладитель и далее на упаковывание.

В зависимости от технологической линии вытопку проводят при нескольких температурных режимах: одностадийное извлечение острым паром температурой 90— 95 °С, двустадийное извлечение острым паром при температуре 70— 76 и 80— 90 "С, одностадийная сухая вытопка при температуре 45 и 65— 70 "С.

Периодические способы производства Вытопка жира, при атмосферном давлении — наиболее простой метод, так как вытопка осуществляется в открытых котлах. Нагрев сырья производится кондуктивным способом через стенку котла, снабженную снаружи, паровой рубашкой. В открытых котлах жир вытапливают в две фазы.

• В первой фазе, которая длится 50— 60 мин, жир- сырец нагревают до 65 °С. Жир сравнительно быстро удаляется из разрушенных клеток, его капли сливаются в более крупные и образуется однородная жировая фаза. • Во второй фазе, продолжительность которой 20 мин, температуру жировой массы повышают до 80— 90 °С. При этом происходят коагуляция альбумина и глобулина и денатурация коллагена, шквара осаждается, и жир становится еще более прозрачным.

Затем производят отсолку жира поваренной солью, которая является электролитом и способствует десорбции влаги и твердых частиц, при добавлении соли повышается плотность клеевой воды и шквары, что облегчает их разделение на фракции. Соль добавляют в количестве 1— 3% массы жира-сырца. Отсолку ведут одновременно с отстаиванием в том же котле в течение 3 ч. Для вытопки жира используют варочные котлы различных конструкций (К 7 -ФВА, КВ-600 и др. ).

Котел варочный опрокидной К 7 -ФВА.

Вытопку жира при избыточном давлении применяют для переработки неизмельченного малоценного жира- сырца и шквары после вытопки в открытых котлах. Неизмельченный жир-сырец вытапливают при 115— 120 °С. При этом происходит интенсивный гидролиз денатурированных белков, в основном коллагена, с образованием глютина. Остальные белки гидролизуются с образованием аминокислот и пептидов. Причем некоторые продукты обладают неприятным запахом. Для вытопки жира этим способом применяют двустенные автоклавы и вакуум- котлы.

Двустенный автоклав К 7 -ФА 2 -Ж

Вытопка жира в двустенном автоклаве К 7 -ФА 2 -Ж состоит из следующих операций: подготовки автоклава; нагрева (при вытопке жира из шквары заливают воду); загрузки сырья; герметизации автоклава и его подогрева; вытопки жира (первая фаза — давление пара в рубашке автоклава 0, 12— 0, 30 м. Па, температура смеси 65— 120 °С, в течение 70 -180 мин в зависимости от вида сырья; вторая фаза — температура смеси 80— 90 °С, в течение 20 мин); удаления пара в конденсатор; разгерметизации автоклава; отсолки и отстаивания жира в котле; слива жира в отстойник; выгрузки шквары.

Вакуумной котел КВМ-4, 6 М

Вытопка жира осуществляется в вакуумном котле КВМ-4, 6 М, представляющем собой комплекс аппаратов (вакуумный котел с мешалкой, барометрический конденсатор, бак конденсатора для теплой воды, вакуумный насос). Проводят следующие операции: подогрев котла и загрузка сырья; предварительное обезвоживание сырья под давлением в котле 0, 03— 0, 07 м. Па при температуре 70— 90 °С в течение 45 мин; разварка сырья под давлением 0, 17— 0, 20 м. Па при температуре 120 °С в течение 90 мин; выпуск пара; сушка жира и шквары под давлением 0, 07— 0, 08 м. Па, при температуре 65— 70 "С, в течение 35 -140 мин; отстаивание и слив жира в отстойник; выгрузка шквары в отцеживатель.

Извлечение жира из кости Переработке пищевой кости уделяется большое внимание во всех странах. Известно большое количество линий переработки кости, используемых как в России, так и за рубежом. Они предложены для получения не только пищевого жира, но и костной муки, шрота, концентрированного бульона. Это линии комплексной переработки кости «Спомаш» (Польша), «Лильдаль» (Дания), линия фирмы «Berlin Consalt» (Германия), «Wartex» (Бельгия), линия фирмы FMC (США), установка «Центрифлоу» (Швеция) и др.

1— измельчение кости в силовом измельчители; 2 — подача кости в спуск 3 — транспортирование кости скребковымтранспортером 4 — обезжиривание кости в шнековом аппарате; 5 — измельчение кости на волчке дробилке; 6 — подача кости скребковым элеватором; 7 — прием кости в бункер; 8 — обезжиривание кости в центрифуге; 9 — сушка кости в трехсекционной сушилке; 10 – отсасывание соковых паров вентилятором в атмосферу по воздуховоду; 11—калибровка кости на вибросите; 12 — измельчение мелкой фракций кости на молотковой дробилке; 13 — упаковывание костной муки; 14 — упаковывание костного шрота; 15 — прием жира в сборник; 16 — перекачивание жира насосом; 17 — отстаивание жира в отстойниках; 18 очистка жира на сепараторе; 19 — упаковывание костного жира в тару.

Комплексная установка КПК 250 позволяет из кости сухим способом получить высококачественный пищевой жир, обезжиренную сухую кость (шрот) и кормовую муку с высоким содержанием белка (до 40%). Кость после грубого измельчения в силовом измельчителе до 40— 50 мм подают в шнековый аппарат непрерывного действия, где она в течение 11 мин при 80— 85°С непрерывно отводится из аппарата через решетку в приемник. Частично обезжиренную кость повторно измельчают на волчке дробилке на куски размером 12— 30 мм. После этого кость поступает в бункер накопитель, а из него — в перфорированную корзину (ротор) центрифуги с нижней выгрузкой продукта, где дополнительно обезжиривается в течение 4 мин при 85— 90°С (вторая стадия). Жир из шнекового аппарата и фугат из центрифуги поступают в сборник отстойник, а из него в сепаратор для окончательной очистки. Готовый жир после охлаждения сливают в бочки. Обезжиренную кость подают в трехсекционную сушилку непрерывного действия, где она в течение 35 мин высушивается глухим паром при 90— 100°С до влажности 10%. Высушенную кость калибруют на вибросите с диаметром отверстий 12 мм, упаковывают в мешки и направляют на производство желатина. Мелкую фракцию кости измельчают на дробилке и полученную муку используют на кормовые цели.

Линии комплексной переработки кости

Сущность извлечения жира из кости мокрым способом состоит в следующем. Сырье контактирует с водой, в которую барботируется пар, одновременно воздействуют вибрационные колебания, происходит постоянное перемешивание, в результате жир выделяется из кости и костного остатка. Отечественная линия Я 8 -ФОБ состоит из измельчителя кости, элеватора, виброэкстрактора, центробежного разделителя-промывателя, отстойной центрифуги и сепаратора.

Линия Я 8 -ФОБ

Для извлечения жира из кости сухим способом используют линии Я 8 -ФЛК, Я 8 -ФЛК-2 -К, установки фирмы «Атлас» (Дания), способ «элькрак» (Германия), сущность которого заключается в воздействии низкочастотных импульсов высокого напряжения на измельченное сырье с одновременным умеренным нагревом.

Линия Я 8 -ФЛК

В состав линии Я 8 -ФЛК входят: измельчитель кости, открытый элеватор, жироотделитель, волчок, два закрытых элеватора, бункер-накопитель, центрифуга, два сборника жиромассы, два отстойника жира, сепаратор, сушильный агрегат, дробильная установка. На этой линии отделение жира происходит в два этапа: первоначальное отделение жира из измельченного сырья — в жироотделителе с паровой рубашкой при температуре 85— 95 "С в течение 10— 15 мин; окончательное отделение жира — в центрифуге по методу центробежного отжима. Полученная жиромасса разделяется в сепараторах на три фракции: жир, вода, кость.

Рафинация топленых жиров Сырые топленые жиры, так же как и растительные масла, содержат разнообразные примеси, находящиеся , во взвешенном, эмульгированном или растворенном состоянии. К механическим примесям относятся частицы шквары, вода, минеральные соли. В растворенном состоянии находятся свободные жирные кислоты, пигменты, фосфатиды, витамины, стерины, ферменты.

Основными операциями рафинации топленых жиров являются отстаивание, включающее отсолку, фильтрация, сепарирование, нейтрализация, отбелка и дезодорирование. Рафинация топленых жиров преследует ту же цель, что и рафинация растительных масел. После рафинации жир направляют на охлаждение.

Сепаратор для топленого жира

Охлаждение жира Этот процесс преследует две цели: предотвращение развития окислительных процессов и формирование необходимых структурных и пластических свойств. Глицериды, являясь полиморфными веществами, при быстром охлаждении образуют мелкие кристаллы, а жир приобретает однородную консистенцию и пластические свойства. При небольшой скорости теплоотвода образуются крупные кристаллы, что приводит к расслоению кристаллизующейся твердой и остающейся жидкой фракции.

В зависимости от вида жира, его назначения и вида тары животные жиры подвергают одно- или двустадийному охлаждению. При фасовании в крупную тару (бочки) жиры проходят одну стадию охлаждения, при использовании потребительской тары жиры охлаждают в две стадии, причем вторую стадию называют переохлаждением.

Для охлаждения жиров применяют охладители непрерывного действия, в которых жир не имеет контакта с воздухом (Д 5 -ФОП, «Титан» ) и охлаждается в среднем до 38 °С. Для переохлаждения жира используют охладитель «Астра» (Германия), «Вотатор» (Англия), ледогенераторы. При этом жиры имеют температуру ниже, чем после охлаждения в среднем до 27 °С.

Охладитель непрерывного действия Д 5 -ФОП

После охлаждения и переохлаждения жир направляют на фасование и упаковку. Хранят жиры при температуре не выше 25 "С. Наиболее приемлемой является температура от — 5 до — 8 °С. При этом говяжий, бараний, свиной, конский и костный жиры в ящиках или бочках хранятся 6 мес, металлических банках — 24 мес; сборный в бочках — 4 мес, в потребительской таре — 2 мес. Жиры с антиокислителями в ящиках и бочках хранят 24 мес, в потребительской таре — 3 мес.