ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА
І ОБРОБКИ МАСЛА З ВИНОГРАДНОГО НАСІННЯ
О.Д. ШАНІН — старший викладач,
Г. В. АНДРУШКЕВИЧ — студент Херсонський НТУ
Постановка
проблеми. У виноробній
промисловості, при первинній переробці винограду відходи складають до 20 %
(вичавки, гребені, дріжджові осади). Більшість закордонних виноробних
підприємств переробляють вичавки на спирт (50 — 80 %) [1], й іншу продукцію.
На жаль, на даний момент підприємства нашого регіону приділяють недостатню
увагу цьому питанню. Виноградні вичавки використовуються як добриво, або
направляються на корм худобі. З виноградних вичавків при порівняно невеликих
витратах можна одержувати виноградну олію, спирт для кріплення вин, виноградний
барвник, кормове борошно, та ін.
Одним з найбільш багатообіцяючих напрямків є роботи з виробництву рослинної
олії з виноградного насіння. Олія, одержувана з насіння винограду, знайшла
широке застосування не тільки в текстильному виробництві і парфумерній
промисловості, але і як коштовний фармацевтичний препарат. На Україні
фітопрепарати займають ведучі позиції в багатьох фармакотерапевтичних
групах, що істотно відрізняє вітчизняний фармацевтичний ринок [2] від ринків
інших країн світу, де переважають синтетичні препарати. Препарати рослинного
походження роблять мінімальний негативний вплив на організм, широко
застосовуються як засоби
лікувально-профілактичної дії і для поліпшення якості життя, і в ряді випадків
не мають аналогів серед синтетичних лікарських засобів.
Стан
вивчення проблеми. Відома у промисловому виробництві технологія
отримання олії з виноградного насіння включає наступні технологічні прийоми:
відділення насіння від виноградної вичавки; підготовка насіння до пресування;
пресування і фільтрація отриманої олії; нейтралізація; відбілювання.
Відділення насіння від виноградної вичавки виробляється вручну на ситах або
за допомогою гідроциклона [3]. Використання
традиційних конструкцій гідроциклонів дає невисоку
ступінь відділення насіння.
Відділене від вичавки насіння піддають сушінню, і подрібнюють до розмірів
часточок, що відповідають технологічному режиму пресування. Витяг олії
здійснюється механічним шляхом методом "холодного пресування" [1].
Віджата олія піддається фільтрації на рамному фільтр-пресі.
Отримана олія, як правило має підвищену кислотність і темно-зелений колір.
Підвищена кислотність олії зв'язана з присутністю вільних жирних кислот,
кількість яких, в основному залежить від якості вихідної сировини й умов
збереження олії. Недоспіле насіння є причиною вироблення висококислотних
олій. Несприятливі умови збереження олій чи жирів, особливо в присутності
вологи, також ведуть до підвищення змісту вільних жирних кислот. Для олій,
використовуваних у харчових цілях чи для промислової переробки, кислотне число
повинне бути не вище 1 мг KOH, що диктує необхідність організації спеціальної
технологічної обробки.
Найбільш ефективним і широко розповсюдженим способом видалення вільних
жирних кислот є обробка олії розчином лугу. У результаті такої обробки
утворяться водяні розчини мил (соапстоки), що не
розчиняються в олії.
Після відділення соапстоку і висушування під
вакуумом, олію піддають відбілюванню шляхом обробки адсорбентами.
Обробка високодисперсними адсорбентами є необхідною стадією очищення
рослинних олій від барвних речовин, солей жирних кислот з лужними й іншими
металами, деяких продуктів окислювання й ін.
Як адсорбенти застосовують природні не активовані глини, синтетичні
силікати й алюмосилікати, активоване вугілля. Однак найбільш широке і
різнобічне застосування знайшли бентонітові глини, активовані обробкою
мінеральними кислотами (сірчана, соляна).
Завдання і
методика досліджень. В основу
досліджень поставлено завдання розробити нову технологію виробництва
високоякісної виноградної олії, придатної для використання у фармацевтичній і
харчовій промисловості.
Дослідження проводились співробітниками кафедри
технічної хімії і харчових виробництв у 2005—2007 рр. при розробці нових
технологій комплексної переробки відходів виноробства [4, 5].
Для відділення виноградного насіння від вичавки було
запропоновано використання гідроциклону вдосконаленої
конструкції, з можливістю регулювання вихідного отвору [3].
Виноградну олію отримували методом "холодного пресування". Для зниження
кислотного числа олії, замість розчину лугу було запропоновано використання
розчинів, що мають лужну реакцію, і містять високодисперсні сполуки кремнію.
Масову долю вологи і летких речовин визначали згідно з ГОСТ 11812 шляхом
висушування олії при температурі 100—105°С до постійної маси.
Кислотне число олії визначали по ГОСТ 5476 шляхом титрування розчином лугу,
в присутності індикатора фенолфталеїну.
Визначення колірного числа олії проводили колориметричним методом, згідно з
ГОСТ 5477.
Результати досліджень.
Відділення виноградного насіння від вичавки проводили згідно зі схемою,
представленою на рис. 1.
Лінія складається з резервуара з мішалкою 2, поршневого насоса 3, гідроциклона
вдосконаленої конструкції, з можливістю регулювання вихідного отвору 4,
резервуара з перфорованою перегородкою 5, над якою встановлений транспортер 6
для видалення насіння.
Працює лінія в такий спосіб. Вичавка подається в
резервуар 2 шнековим транспортером 1, установленим під кутом 30°. У резервуар
подається вода, суміш перемішується мішалкою. Суміш води з вичавкою
насосом 3 подається в гідроциклон 4 під тиском
0,1—0,2 МПа. В гідроциклоні
відбувається відділення насіння, що має більш високу щільність, ніж часточки
вичавки і недозрілого насіння. Відпрацьована вичавка
віддаляється на утилізацію. Насіння виводиться з гідроциклона
через нижній патрубок у ємність і віддаляються транспортером 6 на сушіння.
Результати досліджень по відділенню насіння від вичавки представлені в
таблиці 1.
Таблиця 1 — Ефект
розділення суспензій з використанням гідроциклону.
|
Час
обробки, хв. |
Тип гідроциклону |
Ефект
розділення, % |
Кількість
води з осадом, % |
Кількість
повторностей |
|
15 |
Без спеціальних пристроїв |
80 |
15 |
5 |
|
15 |
Без активатора з голкою, що
обертається |
93 |
6,5 |
5 |
|
15 |
З активатором і з голкою, що
обертається |
97 |
5,0 |
5 |
Як видно з даних таблиці 1, за рахунок поліпшення розподілу потоку при
вході в гідроциклон, підвищення швидкості обертання
потоку обертовою голкою й активатором ефект поділу суспензії збільшується на
15—20 %.
Зниження кислотного числа олії з виноградного насіння проводили згідно зі
схемою, представленою на рис. 2.
Працює лінія в такий спосіб. Насосом 1 олія подається у рамний фільтр-прес 2. Відфільтрована олія нагрівається в
теплообміннику 3 до температури 60—70°С и подається в змішувач 4. Необхідну для
нейтралізації кількість лугу або препарату, що містить сполуки кремнію, з
апарата 5 задають в ємність 4. Олію декантують із соапстока, що утворився при нейтралізації і насосом 6
подають у сепаратор 7. Олія, відділена від соапстока
надходить у ємність з мішалкою 8. В олію додається гаряча вода й інтенсивно
перемішується, промивна вода відокремлюється на сепараторі. Нейтралізована і
промита олія згодом висушується у вакуум-сушильному апараті 9 при температурі
105°С. Висушену олію фільтрують у фільтр-пресі 10.
При використанні для нейтралізації розчину лугу, олію після сушки направляють
на відбілювання бентонітовими глинами.
Результати досліджень обробки олії приведені в таблиці 2.
Таблиця 2 —
Фізико-хімічні показники олії з виноградного насіння
|
Показники |
Необроблене |
Значення
при обробці: |
||
|
NaOH, з відбілюванням бентонітом |
NaOH без відбілювання |
Лужний
розчин, що містить сполуки кремнію |
||
|
Масова
частка вологи и летучих речовин, % |
0,07 |
0,072 |
0,063 |
0,075 |
|
Кислотне
число, мг KOH |
10,2 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
|
Колірне
число, мг йоду |
135 |
70 |
115 |
85 |
Дані таблиці показують, що використання лужного розчину, що містить сполуки
кремнію, дозволяє не тільки знизити кислотне число олії, а також знизити
колірне число олії нижче показників, що вимагаються стандартом (згідно ГСТУ
18.26-98 колірне число не повинно бути більше 100 мг йоду). Такий відбілюючий ефект, використовуваного препарату пояснюється
високою адсорбційною здатністю сполук кремнію.
Використання вказаного препарату, замість розчину лугу, дозволяє поєднати
процес нейтралізації і відбілювання олії, що приведе до зниження
матеріалоємності лінії, а також до зменшення втрат продукту.
Крім того, невисока вартість лужного розчину сполук кремнію, що
використовувався для нейтралізації і відбілювання олії дозволяє значно знизити
витрати на допоміжні матеріали.
Висновки і пропозиції. Запропоновані схеми відділення виноградного насіння
і обробки олії, отриманої з насіння відрізняються високою ефективністю і
низькою матеріалоємністю у порівнянні з відомими технологіями. Реалізація
виноробними підприємствами запропонованих технологій, завдяки використанню
нескладного устаткування, дозволять без значних видатків знизити кількість
відходів і збільшити асортимент продукції.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ
ЛІТЕРАТУРИ:
1.
Разуваев Н. И. Комплексная переработка
вторичных продуктов виноделия. — М.: Пищевая промышленность, 1975, 121с.
2.
Фитохимия в
Украине - итоги и перспективы // B. П. Георгиевский, C. И. Дихтярев,
Ю. И. Губин и др. / Фармаком.-
1999.- № 3-4.- C. 39.
3.
Ковалевский К. А. и
др. Гидроциклон. Авт. Свид. СССР № 380357, 29.07.70.
4.
Ковалевський К. А., Шанін
О. Д., Стоянова О. В., Широкий Є. І. Технологія
виробництва виноградного барвника. Таврійський науковий вісник. 2004 р. Випуск
30. С. 111—117.
5.
Ковалевський К. А., Шанін
О. Д. Технологія переробки винних дріжджів. Таврійський науковий вісник. 2005
р. Випуск 38. С. 122—130.