SK277771B6 - Method of refining of vegetable oils for food purpose - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu rafinácie rastlinných olejov pre potravinárske použitie, získaných lisovaním a/alebo extrakciou, ktorý je založený na fyzikálnych princípoch pri zachovaní maximálneho obsahu prítomných biologicky a fyziologicky účinných látok.

Doterajší stav techniky

Na rafináciu rastlinných olejov existuje rad technologických postupov, ktoré v rôznych obmenách využívajú štyri základné operácie: odslizenie resp. hydratáciu oleja s cieľom izolovať živičné látky a koagulovateľné zložky ako fosfolipidy, ďalej neutralizáciu s cieľom odstrániť voľné mastné kyseliny, potom bielenie oleja s cieľom znížiť jeho farebnosť a konečne deodoráciu na odstránenie látok, ktoré negatívne ovplyvňujú chuť a vôňu oleja. Nevýhody týchto postupov súvisia najmä s krokom neutralizácie, kde pri pôsobení vodného roztoku alkalického lúhu na olej dochádza k pomerne hlbokému zásahu do oleja. Reakciou lúhu s voľnými mastnými kyselinami dochádza k vzniku mydiel, ktoré pôsobia emulgačne a zvyšujú straty oleja. Lúh spôsobuje čiastočnú hydrolýzu oleja, čo prispieva k ďalším stratám. Pri zvýšenej teplote v alkalickom prostred! dochádza k začatiu a rozvoju nežiaducich oxidačných pochodov na dvojných väzbách acylov triacylglycerolov, čo negatívne ovplyvňuje ich stabilitu. Táto operácia je časovo náročná, značne závislá na ľudskom faktore, najmä na skúsenostiach obsluhy, a produkujú sa odpadové vody. Ďalšie nevýhody súvisia aj s krokom deodorácie, založenej na vákuovej destilácii vodnou parou, čo je proces energeticky náročný. Je známy tiež postup fyzikálnej rafinácie rastlinných olejov podľa U. S. 2 991 298; 2 980 717 a 3 206 487 s vynechaním stupňa neutralizácie a s odstraňovaním voľných mastných kyselín vákuovou destiláciou vodnou parou pri tlaku 300 až 800 Pa. Jeho nevýhodou sú vysoké investičné náklady a prevádzkové náklady na výrobu pary a vákua v prostredí vodných pár.

Podstata vynálezu

Podstata vynálezu spočíva v tom, že bielenie oleja sa uskutočňuje pridaním adsorbenta priamo k východiskovému rastlinnému oleju, vyhriatemu na 70 až 95°C, a odkyslenie a deodorácia sa uskutočňuje destiláciou v tenkom stieranom filme pri tlaku 1 až 200 Pa a teplote 130 až 180 °C, pričom bielenie oleja sa môže vykonať aj pridaním adsorbenta k vyhriatemu rastlinnému oleju po jeho hydratácii bez oddelenia vylúčenej zrazeniny.

Postup podľa vynálezu má niekoľko výhod. Predovšetkým vylúčením chemického kroku neutralizácie oleja roztokom alkalického lúhu sa z rafinačného procesu eliminuje operácia, s ktorou súvisia značné straty na oleji. Odkyslenie a deodorácia oleja v tenkom stieranom filme vákuovej odparky prebieha za šetrných podmienok vo vákuu pri nízkej pracovnej teplote a krátkej dobe expozície termolabilných látok účinku tepla pri vylúčení kyslíka. Nedochádza tak k chemickým zmenám na dvojných väzbách acylov nenasýtených mastných kyselín olejovej, linolovej a linolénovej, na ktorých pri neutralizácii v alkalickom prostredí a zvýšených teplotách za začínajú neželané oxidačné procesy. V rafináte ostávajú zachované cenné biologicky a fyziologicky účinné látky ako to koferoly, prírodné antioxidanty, fytosteroly, vitamíny a iné. S tým súvisí aj zvýšená oxidačná a senzorická stabilita rafinovaného oleja. Dosahuje sa úspora na chemikáliách, nevznikajú emulzie, straty na oleji a pracie vody. Nevznikajú soapstocky, ktoré vyžadujú chemické spracovanie a zvyšujú dopravné náklady. Pri deodorácii a odkyslení vákuovou destiláciou postupom podľa vynálezu sa nepoužíva vodná para, podiel odpareného destilátu obvykle neprevyšuje 1 až 2 %, čo výrazne znižuje energetickú náročnosť procesu. Rovnako na čerpaciu rýchlosť vákuových zdrojov nie sú kladené vysoké požiadavky, pretože v odparke sa nepohybujú veľké objemy pár. Pri destilácii v tenkom stieranom filme vákuovej odparky sú vytvorené výhodné pomery pre prestup tepla a látky, čim sa dosiahne účinné oddelenie prchavých zložiek, nepriaznivo ovplyvňujúcich vôňu a chuť oleja. Vylúčením neutralizácie, náročnej na skúsenosti obsluhy, a destilácie vodnou parou stáva sa rafinácia olejov jednoduchým procesom, ekonomicky zaujímavým aj pre malokapacitné jednotky. Postup podľa vynálezu je zvlášť výhodný pre rafináciu rastlinných olejov, získaných nízkoteplotným lisovaním, avšak aj pri extrahovaných olejoch produkuje rafináty dobrej kvality.

Rastlinný olej s číslom kyslosti (ČK) 0,4 až 6,0 mg KOH/g, získaný lisovaním, alebo kombinovaným postupom predlisovania a extrakcie repkového, slnečnicového, sójového a pod. semena, sa podrobí odslizeniu zvyčajne hydratáciou tak, že sa vyhreje na teplotu 70 až 95°C a za miešania sa k nemu pridá po častiach voda v množstve 0,7 až 2 % hmotn. z hmotnosti východiskového oleja podľa obsahu koagulovateľných látok. Po 15 až 45 min. miešania sa vločkový koagulát prírodných živíc, fosfolipidov a iných látok z oleja odstráni filtráciu alebo odstredením. V prípade lisovaných olejov, napríklad slnečnicového oleja, je možné hydratáciou z rafinačného procesu vynechať, pričom prítomné zvyškové množstvá koagulovateľných látok sa oddelia od oleja pri bielení na bieliacich hlinkách. Ak lisovaný olej má predsa zvýšený obsah fosfolipidov, napríklad lisovaný repkový olej s obsahom fosfolipidov 0,5 až 0,8 % hmotn. je možné a výhodné koagulát po hydratácii z oleja neodstraňovať a prikročiť hneď k ďalšej operácii - k bieleniu. Ušetrí sa tým filtrácia alebo odstreďovanie oleja; množstvo koagulátu je pomerne malé a z oleja sa oddelí spolu s adsorbentom. Do oleja po hydratácii sa potom pri miešaní pri teplote 70 až 95°C pridá po častiach adsorbent v množstve 1 až 4 % hmotn., ktorý sa z oleja po 15 až 30 min. oddelí filtráciou alebo odstredením. Ako adsorbent sa použije aktivovaná bieliaca hlinka samotná, alebo s výhodou v kombinácii s aktívnym uhlím v hmotnostnom pomere 5 : 1 až 10 : 1. Farba oleja po adsorpcii sa výrazne zlepší a dosahuje hodnoty 7 až 10 podľa farbomemej stupnice podľa ČSN 58 0101, číslo kyslosti ostáva rovnaké ako u východiskového oleja, alebo sa zvýši o hodnotu 0,1 až 0,3 mg KOH/g. Vybielený olej potom postupuje do vákuovej odparky so stieraným filmom, s výhodou krátkocestnej (molekulovej), v ktorej vzdialenosť odpaľovač - kondenzátor sa pohybuje medzi hodnotami 20 až 60 mm. Tu sa pri tlaku 1 až 200 Pa vyhreje na teplotu 130 až 180°C, pričom sa získa destilátová frakcia v množstve 0,3 až 4 % hmotn. zo vstupujúceho oleja do odparky. V destilátovej frakcii sa zahustia voľné mastné kyseliny a prchavé látky, ktoré negatívne ovplyvňovali chuť a vôňu oleja. Destilačný zvyšok z vákuovej odparky je rafinovaný olej na potravinárske účely, má číslo kyslosti 0,05 až 0,15 mg KOH/g, je číry, svetložltej až svetložltozelenej farby s farebnosťou 7 až 11 podľa farbomemej stupnice podľa ČSN 58 0101, má príjemnú alebo neutrálnu chuť a je bez vône.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

500 g východiskového repkového oleja, získaného lisovaním, s číslom kyslosti 0,63 mg KOH/g sa pri teplote 85°C zmiešalo s 4 g vody, čo predstavuje 0,8 % hmotn. voči oleju. Miešanie sa po 20 min. odstavilo a vylúčený vločkovitý koagulát sa odfiltroval. Olej po hydratácii bol vyhriaty na 85°C a za miešania bolo pridané 10 g zmesného adsorbenta, obsahujúceho 9 g aktivovanej bieliacej hlinky a 1 g aktívneho uhlia. Zmes po 15 min. miešania bola filtrovaná. Farebnosť filtrátu je 8 podľa ČSN 58 0101, číslo kyslosti 0,78 mg KOH/g. Prefiltrovaný olej bol destilovaný na molekulovej odparke so stieraným filmom pri teplote 165°C a tlaku 3 až 5 Pa, pričom sa získala destilátová frakcia asi 1 % z nástreku. Destilačný zvyšok je rafinovaný olej s číslom kyslosti 0,08 mg KOH/g, farebnosť 8, má neutrálnu chuť a je bez vône. Príklad 2

500 g východiskového lisovaného repkového oleja s ČK 0,63 mg KOH/g sa pri teplote 85°C zmiešalo s 5 g vody a zmes bola miešaná 20 min.. Potom bez oddelenia koagulátu bezprostredne sa pridalo pri teplote 85°C 10 g zmesného adsorbenta, obsahujúceho 9 g aktivovanej bieliacej hlinky a 1 g aktívneho uhlia. Zmes po 15 min. miešania bola filtrovaná a destilovaná na molekulovej odparke pri teplote 170°C a tlaku 3 až 5 Pa s destilátovou frakciou asi 1 % z nástreku. Rafinovaný repkový olej ako destilačný zvyšok mal ČK 0,09 mg KOH/g, farebnosť 9, neutrálnu chuť a bol bez vône.

Príklad 3

500 g východiskového lisovaného repkového oleja s ČK 0,63 mg KOH/g bolo pri teplote 85°C zmiešané s 5 g vody a miešané 20 min.. Potom bez oddelenia koagulátu sa k oleju pridalo 15 g aktivovanej bieliacej hlinky a zmes bola miešaná pri teplote 85°C 15 min., potom filtrovaná a filtrát destilovaný na molekulovej odparke pri teplote 170°C. Vlastnosti destilačného zvyšku, ktorý predstavuje rafinovaný repkový olej, sú nasledovné: ČK 0,08 mg KOH/g, farebnosť 9, vôňa a chuť neutrálna. Príklad 4

500 g slnečnicového oleja, získaného predlisovaním a extrakciou, s ČK 1,93 mg KOH/g sa zmiešalo s 10 g vody pri teplote 80°C a po miešaní počas 15 min. sa koagulát odfiltroval. Filtrovaný olej sa potom vyhrial na 88 °C s 12,5 g aktivovanej bieliacej hlinky a po 20 min. opäť prefiltroval. Olejová fáza bola destilovaná na molekulovej odparke pri teplote 160°C a tlaku 3 až 5 Pa. Rafinovaný slnečnicový olej ako destilačný zvyšok mal ČK 0,10 mg KOH/g, farebnosť 8, vôňu a chuť miernu po východiskovom oleji.

Príklad 5

500g východiskového lisovaného repkového oleja s ČK 0,63 mg KOH/g bolo pri 85°C zmiešané s 10 g zmesného adsorbentu, tvoreného 9 g aktivovanej bieliacej hlinky a 1 g aktívneho uhlia. Zmes po 20 min. miešania pri 85 až 88°C bola po schladení filtrovaná a destilovaná na molekulovej odparke pri teplote 170°C pri tlaku 2 až 4 Pa, destilátová frakcia tvorila asi 1 % z nás treku. Räfínát ako destilačný zvyšok mal ČK 0,10 mg KOH/g, farebnosť 8,5; neutrálnu chuť a vôňu.

Priemyselná využiteľnosť

Postup rafinácie rastlinnných olejov na fyzikálnych princípoch podľa vynálezu je využiteľný vo výrobe jedlých olejov. Rastlinné oleje, najmä repkový, slnečnicový, sójový a iné, si pri tomto postupe zachovávajú maximálny obsah prítomných biologicky a fyziologicky účinných látok. Pri postupe podľa vynálezu sa nepoužívajú chemikálie, neprodukujú sa odpady zaťažujúce životné prostredie a nevznikajú odpadové vody. Koagulát po hydratácii a opotrebovanú bieliacu hlinku je možné využiť na kŕmne účely. Spôsob rafinácie podľa vynálezu je výhodný najmä pre rastlinné oleje, získané lisovaním, avšak aj v prípade extrahovaných rastlinných olejov poskytuje kvalitné jedlé oleje.

Claims (2)

1. Spôsob rafinácie rastlinných olejov na potravinárske účely jeho hydratáciou bielením, odkyslenim a deodoráciou, vyznačujúci sa tým, že bielenie oleja sa uskutočňuje pridaním adsorbenta priamo k východiskovému rastlinnému oleju, vyhriatemu na 70 až 95°C, a odkyslenie a deodorácia sa uskutočňuje destiláciou z tenkého stieraného filmu pri tlaku 1 až 200 Pa a teplote 130 až 180°C.

2. Spôsob podľa bodu 1, vyznačujúci sa t ý m , že bielenie oleja sa uskutočňuje pridaním adsorbenta k vyhriatemu rastlinnému oleju po jeho hydratácii bez oddelenia vylúčenej zrazeniny.