Установка и сравнительные технологии переэтерификиции смесей масел и жиров

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены сравнительные технологии переэтерификации на лабораторной установке, где были использованы 3 разных способа. Установлено, что при атмосферном давлении после переэтерификации конечный продукт имеет завышенные кислотное и перекисное числа, когда процесс проводили под инертным газом и вакуумом, эти показатели изменялись мало.

ABSTRACT

Comparative technologies for interesterification in a laboratory setup are shown, where 3 different methods were used. It was found that at atmospheric pressure after interesterification, the final product has an overestimated acid and peroxide numbers, when the process was carried out under an inert gas and vacuum, these indicators changed little.

Ключевые слова: переэтерификация, хлопковый пальмитин, соевое масло, топленый жир, лабораторная установка.

Keywords: interesterification, cottonseed palmitic, soybean oil, rendered fat, laboratory setup.

Известно, что процесс переэтерификации смесей растительных масел и жиров протекает в присутствии гомогенного катализатора, который наряду с перегруппировкой жирных кислот в триалилглицеридах ускоряет процесс их окисления, полимеризации и т.п. Поэтому на практике данный процесс стараются осуществлять без присутствия активного кислорода, путем использования инертных газов, вакуума и т.п. Защита ненасыщенных жирных кислот, особенно линоленовой и линолевой групп, позволяет сохранить исходное перекисное и кислотное числа [1; 5].

Исходя из этого, для осуществления лабораторных исследований по переэтерификации смесей растительных масел и жиров нами была смонтирована специальная установка, позволяющая проводить множество опытов по оценке влияния условий проведения процесса, температуры, количества катализатора, перемешивания мешалки и других технологических факторов, влияющих на эффективность осуществления данного процесса и на качества получаемых переэтерификатов. Полную статистическую и частичную переэтерификацию смесей растительных масел и жиров проводили в лабораторной установке, представленной на рис. 1.

Для сравнения различных (обычный (контроль), под инертным газом и вакуумом) способов все выше названные методы защиты жирных кислот от окисления смонтировались в одной установке (рис. 1). Преимущество такой установки состоит в том, что большинство технологических параметров процесса переэтерификации смесей масел и жиров осуществляется в идентичных условиях, что не позволяет сомневаться в результатах исследования.

Основные физико-химические показатели продуктов до и после переэтерификации определяли по следующим критериям:

• температуру плавления и твердость определяли по ГОСТ 976-81 [4];
• кислотное число определяли по ГОСТ 5476-80 [3];
• перекисное число определяли по ГОСТ 26593-85 [2].

Опыты на данной установке осуществляются следующим образом: в реактор-переэтерификатор (1) согласно исследуемой рецептуре из емкостей (7, 8 и 9) поступают жировые компоненты. Для проведения процесса переэтерификации из емкости (13) катализатор этилата натрия подается в реактор (1). Термостатом (2) реакционная система подогревается в пределах 5–10 °С выше температуры плавления переэтерифициреумой смеси и поддерживается с помощью реостата (11). Перемешивание производится лопастной мешалкой, соединенной с электродвигателем (6), и обороты мешалки регулируются ЛАТРом (12) в пределах 100 об/мин. После завершения процесса переэтерификации из емкости (10) подается определенное количество воды для дезактивации (разрушения) катализатора, перемешивается в течение 5 минут. Затем переэтерифицированный жир из реактора-переэтерификатора (1) переносится в делительную воронку, где промывается до нейтральной реакции. Высушенный и дезодорированный переэтерификат подвергают дальнейшему физико-химическому анализу. Для проведения процесса в инертной среде инертный газ из баллона (3) через манометр (4) и газосчетчик (5) подается в реактор-переэтерификатор (1). Для проведения в вакуумной системе вакуум-насос соединяется с холодильником (14), где погоны улавливаются и накапливаются в колбе (15).

Рисунок 1. Лабораторная установка для переэтерификации:

1 – реактор-переэтерификатор; 2 – термостат; 3 – баллон для углекислого газа; 4 – манометр; 5 – газосчетчик; 6 – электродвигатель; 7 – емкость для хлопкового пальмитина; 8 – емкость для топленного жира; 9 – емкость для соевого масла; 10 – емкость для дистиллированной воды; 11 – реостат; 12 – лабораторный автотрансформатор; 13 – емкость для катализатора; 14 – холодильник для вакуума; 15 – колба для погонов

Для сравнительной оценки предлагаемых способов переэтерификации смесей масел и жиров под атмосферным давлением (контроль), инертным газом и вакуумом нами проведена серия опытов, результаты которых представлены в табл. 1. При этом в качестве модельной смеси использовали следующий состав: соевое масло, хлопковый пальмитин и топленый жир (говяжий) при соотношении 33:33:34 %, а расход катализатора составлял 0,04 % от массы смеси жиров.

Таблица 1.

Физико-химические показатели переэтерификатов, полученных различными способами

Из табл. 1 видно, что из рассмотренных способов переэтерификации смеси масел и жиров менее окисленный переэтерификат получается при перераспределении жирных кислот в триацилглицеридах под вакуумом, где кислотное число по сравнению с контрольным снижается от 0,59 до 0,4 мг КОН/г, а перекисное число – от 6,3 до 3,9 ммоль акт. О/кг. Промежуточное положение занимает способ получения переэтерификатов под давлением инертного газа (азота), где кислотное число по сравнению с контрольным снижается до 0,53 мг КОН/г и перекисное число – до 4,4 ммоль акт. О/кг.

Таким образом, проведенные сравнительные исследования процесса переэтерификации смесей масел и жиров в присутствии этилата натрия показали преимущества осуществления перегруппировки жирных кислот в триацилглицеридах под вакуумом, где получаемый переэтерификат имеет наименьшие кислотное и перекисное числа.

Список литературы:

1. Вопросы технического регулирования в области производства ЗМЖ / И.В. Павлова, Н.В. Долганова, Е.В. Кравченко, Е.В. Доценко [и др.] // Молочная промышленность. – 2013. – № 8. – С. 10–11.
2. ГОСТ 26593-85. Масла растительные. Метод измерения перекисного числа.
3. ГОСТ 5476-80. Масла растительные. Методы определения кислотного числа.
4. ГОСТ 976-81. Маргарин, жиры для кулинарии, кондитерской и хлебопекарной промышленности. Правила приемки и методы испытаний.
5. Степанова Л.И. Заменители молочного жира SDS и СОЮЗ – гарантия качества вашей продукции // Молочная промышленность. – 2010. – № 10. – С. 48–49.