Ключевые слова: масло, отработанное растительное масло, отработанный фильтровальный порошок, кислота, едкий натр.
Растительное масло — продукт, состоящий из триглицеридов жирных кислот и их производных таких, как фосфолипидов, свободных жирных кислот, воска, и придающих окраску веществ. Масла классифицируют по: происхождению, консистенции, способности образовывать пленки при высыхании, содержанию определенных жирных кислот. Бывают базовые (жирные масла), и эфирные (эфиры или экстракты масел). Нас интересуют жирные базовые масла, которые бывают в зависимости от очистки:
– рафинированные, то есть с использованием дополнительных технологических степеней очистки
– нерафинированные или масла первого отжима, то есть проходит только первичную механическую очистку.
Нерафинированные масла имеют более приближенные к первоисточнику вид, так как насыщенные и жирные по своему составу, имеет естественный запах, часто присутствует свой характерный цвет. Однако если говорить про срок хранения, то нерафинированное конечно же меньше храниться, чем рафинированное. Рафинированные масла, после дополнительных обработок, имеет более мягкий и легкий характер, не имеет запаха, отсутствует цвет или желтый оттенок. Также в зависимости от способа очистки растительных масел могут быть гидративными (обработка распыленной горячей водой) и дезодорированными (обработка сухим горячим паром в вакууме). Гидративные масла в отличие от нерафинированного имеет менее выраженные вкус и запах, менее интенсивную окраску, без помутнения и отстоя. Дезодорированные масла прозрачные, без осадка, окраска слабой интенсивности, слабо выраженный вкус и запах.
В настоящее время в огромном количестве на пищевых предприятиях используется рафинированное растительное масло. Это масло содержит свободные жирные кислоты, а также продукты окисления и полимеризации. Накапливающиеся в нем свободные жирные кислоты оказывают токсическое действие на организм человека, поэтому очень важно своевременно выявлять их и удалять из масла. Для удаления свободных жирных кислот из масел применяют различную очистку.
Говоря об утилизации отработанного растительного масла, предприятия пищевой промышленности сталкиваются с большой проблемой в виде загрязнения окружающей среды, так как сливая его в канализацию, нарушается работа очистительных машин. В связи с этим, в последнее время большое внимание уделяется утилизации отработанного растительного масла:
- Отработанные растительные масла можно использовать для получения биодизеля. Для этого в масло добавляют небольшое количество биоэтанола, полученного при переработке сахарного тростника или кукурузы, и получают биодизель. Этот способ позволяет утилизировать до 90 % отработанного растительного жира.
- Отработанное растительное масло может использоваться для производства пищевых жиров (маргарин, биотопливо).
- Отработанное масло можно перерабатывать в биодизели и биоэтанол. В настоящее время в мире существует несколько заводов по переработке отработанного масла в биотопливо, в частности, такие заводы есть в США, Японии, Италии, Бельгии, Франции, Мексике.
Для получения масла с хорошим товарным видом, удаления опасных веществ, увеличения срока годности, масла подвергают очистке с помощью целого комплекса методов — рафинации. Обычно рафинация проводится путем отстаивания и фильтрации. Но бывают и другие способы, например, с применением химических реактивов (щелочей или кислот).
– Самый распространенный — прессование. Прессование масел — это метод, при котором примеси отделяются от масла в результате воздействия сил тяжести и трения. Масло, прошедшее очистку прессованием, считается более чистым, чем масло, прошедшее только механическую очистку. Однако наиболее эффективной считается термическая обработка. Она позволяет очистить масло от тяжелых примесей и растворить в нем нежелательные вещества. В результате масло становится более мягким и вкусным, приобретает прозрачный вид, характерный для масла первого сорта. При этом не происходит потери ценных веществ, а в процессе обработки масло не образует осадка и не теряет своих полезных свойств.
– Щелочной метод очистки включает в себя нейтрализация жира щелочью (гидроксид натрия, едкий натр и др.). В этом случае в качестве щелочи используют едкий натр (NaOH), который при взаимодействии с жиром образует нерастворимые нитраты, которые затем осаждают известковым молоком. При этом методе очистки получают масло с высоким содержанием жирных кислот, а щелочь уничтожает болезнетворные бактерии, которые содержатся в растительных маслах.
– Кислотную очистку применяют для удаления кислот, жиров и других веществ. Ее применяют в последнее время все чаще. Она позволяет удалять из масла белки, жиры и другие вещества, и при этом масло сохраняет свою структуру.
Хотя рафинация продлевает срок годности масла, она имеет ряд недостатков. Одним из основных недостатков является потеря веществ, ответственных за полезные для здоровья, фармацевтические свойства и технологический интерес к маслам, таких как токоферолы, фосфолипиды, сквален, полифенолы и фитостеролы. Другим заметным недостатком рафинирования является образование нежелательных соединений, таких как глицидиловый эфир, вредные трансжирные кислоты и полимерные триацилглицеролы. Они могут напрямую влиять на уровень безопасности рафинированных масел.
В ходе научной работы были изучены такие публикации, как 859431, где подробно описывалась методика с применением смеси карбоната натрия и гидроксида натрия, газообразного аммиака. Аммиак является растворителем, поэтому если его не использовать, то можно получить большое количество примесей, которые могут привести к ухудшению качества продукта. Однако он имеет низкую температуру кипения, его сложно удалить из раствора. При этом обработка предлагаемым способом позволяет практически полностью удалить из масла продукты окисления и полимеризации, выход масла 86–91 %. Минусы способа заключается в долгой продолжительность и использовании токсичного вещества — NH 3 .
В патенте SU 1822864 представлен способ очистки растительных масел от восковых веществ, включающий введение в масло инициатора кристаллизации и отделение выкристаллизовавшихся примесей путем использования восковых веществ растительных масел, причем в качестве источника восковых веществ используют отработанный фильтровальный порошок, получаемый при вымораживании растительных масел. К недостаткам известного способа относится следующее: в вымораживаемое масло вносится вместе с отработанным фильтровальным порошком значительное количество продуктов окисления в виде перекисных, анизидиновых, диеновых и триеновых соединений масла, которые локализованы порах и капиллярах отработанного фильтровального порошка, что приводит к ухудшению качества масла. Также невозможно отработанный фильтровальный порошок использовать многократно из-за образования как на поверхности его частиц, так и в порах и капиллярных каналах продуктов полимеризации в виде диеновых и триеновых соединений масла, затрудняющих фильтрацию вымороженного масла. В патенте говорится о том, что степень очистки масла определяют по остаточному содержанию восковых веществ в очищенном масле. Исходя из этого, выход продукта — содержание восковых веществ — 0.006 %, что свидетельствует о чистоте продукта от воска на 94.5 %. Все вышеизложенные факты позволяют сделать вывод о высокой эффективности применения предлагаемого изобретения.
В нашем исследовании мы провели обработку отработанного растительного масла раствором гидрооксида натрия (NaOH) в присутствии раствора карбоната натрия (Na 2 CO 3 ), и выдержили в течение 24 часов. После мы разделили на фракции с помощью делительной воронки. В прозрачной фракции, после разделения, самопроизвольно выпали кристаллы. В сооствествии с результатами было принято решение провести перекристаллизацию, с использованием изопропилового спирта. Образец, представляющий собой кристаллы белого цвета исследовали методом масс-спектрометрии на приборе японской фирмы Shimadzu. В результате анализа образца были онаружены следующие вещества: триглецериды кислот и смесь натриевых солей высших кислот пальмитиновой, лионолевой, линолевой, а также сквален. Масс — спектр представлен на рисунке 1.
Рис. 1.
Литература:
1. Таран А. А., Лисицкий В. В., Бурцев В. А., Криулин В. П. Способ рафинации сырых и регенерации отработанных растительных масел// Патент SU 859431 A1/ 1981.
2. Эфендиев А. А., Белобородов В.В, Рафальсон А. Б., Смирнов Г. Я., Бурнашев В. Р., Способ очистки растительных масел от восковых веществ// Патент SU 1 822 864 A1/ 1993.
