خط تولید روغن هسته انگور به چه صورت است؟ دانه های روغنی از هنگام برداشت تا بدست آمدن محصول نهایی (روغن) مراحل مختلفی را پشت سر می گذارند. در این پست از علم فود قصد داریم در مورد خط تولید روغن هسته انگور (مراحل تولید روغن هسته انگور) و تجهیزات موزد نیاز برای تولید روغن هسته انگور صحبت کنیم. با علم فود همراه باشید.
حداقل تجهیزات مورد نیاز خط تولید روغن هسته انگور
مخازن نگهداری روغن خام و نیمه تصفیه از جنس کربن استیل می باشد.
مرحله صمغ گیری و خنثی سازی روغن خام:
۱-مرحله اسید زنی به روغن خام
2- مخلوط کن
۳- مرحله خنثی سازی
4- جداکننده جهت جداسازی روغن و خلط صابونی
۵- میکسر (آب گرم بدون سختی حدود ۹۰ درجه سانتی گراد)
۶- مبدل حرارتی(جهت جبران افت حرارتی روغن)
۷- جداکننده شستشوی اولیه
۸- خشک کن تحت خلاء
مرحله رنگ بری:
۱- مخزن روغن خنثی شده
2- تجهیزات سیستم تزریق جانب رنگ پر(خاک تونسیل، کربن فعال)
۳- پمپ
۴- مخزن مخصوص رنگ بری روغن خنثی شده
۵- فیلتر پرس
6- سیستم خلا
مرحله بی بو کردن :
۱- مخزن روغن فراوری شده مراحل قبل
۲- مبدل حرارتی
۳- برج بی بو کردن روغن فراوری شده ( سیستم بالانس تانک، سیستم هواگیری، تزریق بخار)
۴- مبدل حرارتی (سیستم خنک کننده روغن که میتواند در داخل برج باشد)
۵- پمپ
۶- فیلتر
7- مخزن ذخیره روغن بو گیری شده
8- سیستم افزایش افزودنی‌های مجاز
مرحله پر کردن و بسته بندی:
1. دستگاه پر کن
۲.دستگاه دربند
۳. دستگاه برچسب زنی
۴. دستگاه شیرینگ یا کارتن گذاری
خط تولید روغن هسته انگور
مراحل اولیه خط تولید روغن هسته انگور شامل جداسازی دانه از اضافات، پاک کردن دانه و آماده سازی دانه برای روغن کشی است که پس از این مراحل، روغن کشی از دانه انجام می شود. پس از طی این مراحل بر روی روغن خام بدست آمده مراحل مختلف تصفیه انجام می شود.
در بخش تصفیه مواد مختلفی از روغن حذف می گردد و در این مرحله بعضی از مواد مفید نیز به مقدار کم خارج می گردند این مراحل شامل خنثی سازی، بوزدائی، رنگ زدائی، هیدروژناسیون و فرآیندهای تکمیلی است.
۱- جداسازی هسته انگور از ضایعات کارخانه آب انگور گیری
هسته انگور از ضایعات کارخانجات آب انگور بدست می آید و به لحاظ چسبندگی که بین تفاله و دانه وجود دارد، جداسازی مشکل است و روشهای مختلفی پیشنهاد می شود:
روش مورد استفاده در مقیاس آزمایشگاهی
از بستر سیال برای جداسازی استفاده می شود. با اسید کلریدریک رقیق تفاله شویی انجام می شود تا چسبندگی شدید هسته و تقاله کاهش یابد. مخلوط شسته می شود و سپس در بستر سیال قرار می گیرد تا هسته ها جدا شوند. در صورتی که غلظت اسید زیاد باشد به علت تخریب و تجزیه مواد آلی مخلوط تفاله وهسته به شکل خمیری در می آید.
استفاده از تفاله مرطوب
تفاله مرطوب از یک خلال کن معمولی عبور می کند سپس از دستگاه رنده سیب عبور داده می شود تا تفاله به اجزاء ریزتر تقسیم شده و هسته بیشتری آزاد می شود. بعد از طی این مراحل تفاله وارد سینی لرزان مجهز به دمنده می شود.
براساس تفاله خشک
تفاله توسط خشک کن خشک می شود سپس وارد خرد کن غلطکی می شود و به قطعات ریزی تبدیل می شود . مخلوط تقاله و هسته به سمت سینی لرزان ارسال شده و باعث جداسازی جزئی می شود و جداسازی نهایی به کمک دمنده انجام می گیرد.
انتخاب خشک کن
برای خشک کردن تفاله ها از روش مداوم استفاده می شود زیرا :
- دستگاه کوچکتر است.
- رطوبت محصول از یکنواختی بیشتری برخوردار است
- هزینه خشک کردن بر واحد محصول کم است
- از بین خشک کن های مداوم، خشک کن دوار غیر مستقیم را انتخاب می کنیم که جریان همسو با ناهمسو باشد
با توجه به اینکه تقاله به مصرف خوراک دام یا طیور می رسد و حفظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن ضروری است لذا جریان همسو برای عملیات خشک کردن در خط تولید روغن هسته انگور انتخاب می شود.
۲- آماده سازی دانه های روغنی
این قسمت از خط تولید روغن هسته انگور شامل قسمتهای توزین، تمیز کردن، خرد کردن و واجد شرایط کردن دانه ها برای روغن کشی (پختن) و پرک کردن (فیلک کردن است. اعمال خشک کردن و پوست گیری نیز می تواند بر حسب فرآیند و دانه ای که روغن کشی می شود به این مراحل اضافه می شود
تمیز کردن:
چون هسته انگور از ضایعات کارخانجات آب انگور گیری بدست می آید نیازی به این مرحله ( جداکردن خار وخاشاک و …) نیست
خرد کردن هسته:
پس از جداسازی هسته مرحله بعدی در خط تولید روغن هسته انگور خرد کردن است. بهترین راندمان و کیفیت روغن کشی زمانی بدست می آید که از دانه بندی با مش ۲۰ انجام شود. آزمایشات روغن کشی با استفاده از دستگاه سوکسله و حلال ۴۰۶-AW بر اساس AoAc10 . 167 صورت گیرد.
عمل پختن:
این مرحله از خط تولید روغن هسته انگور پختن دانه های روغنی است. برای سهولت در آزاد شدن چربی در فرایند پرس مکانیکی عمل حرارت دادن بکار برده می شود. رطوبت نقش مهمی در واکنش پختن دارد و بدون رطوبت کافی عمل پختن بخوبی انجام نمی شود. آب یا بخار یا هر دو معمولا برای افزودن رطوبت مصرف می شود.
دستگاههای معمول برای پختن دانه های روغنی ، دیگهای پخت استوانه ای عمودی یا افقی است. فرایند پختن شامل دو مرحله پختن مرطوب و سپس خشک کردن (تا حد رطوبت ۳ درصد) است. در دستگاههای عمودی (دودکش مانند دانه ها در یک مخزن پخته و خشک می شوند. دستگاههای افقی برای پختن بوده و خشک کردن فقط در تانک افقی جداگانه انجام می شود.
مزیت دستگاههای افقی پخت بر دستگاه عمودی این است که در دیگهای افقی ماده خام به سرعت به درجه حرارت مورد نظر می رسد در حالی که در دیگهای دودکشی زمان بیشتری لازم است. آنزیم ها مدتی فعالیت داشته و این امر سبب افت کیفیت روغن و کاهش ارزش غذایی کنجاله می شود یا موادی ازاد کند که کاتالیست هیدروژناسیون را غیر فعال کند.
اگر آنزیم ها در ماده وجود داشته و یا به دلایلی دستیابی به زمان کافی برای نگهداری در دستگاه پخت میسر نباشد، استفاده از دو دیگ افقی که بطور ردیفی قبل از خشک کن قرار گرفته اند، می تواند مفید باشد. در دیگهای افقی امکان اینکه قدری از ماده خام بتواند به سرعت به سمت انتهای تخلیه دستگاه حرکت کرده و قبل از پختن کامل از دستگاه خارج شود، وجود دارد.
استخراج روغن
استخراج روغن به سه طریق زیر در صنایع متداول است:
فشردن یا پرس کردن:
به دو روش سرد یا گرم یا ترکیبی از این دو استفاده می شود. در روش پرس به دلیل دمای بالای عملیات، روغن تا حدی می سوزد و همین امر باعث ضربه زدن به کیفیت روغن گردیده و رنگ روغن کدر می شود. به همین دلیل روش حلال به روش پرس ترجیح داده می شود.
در خط تولید روغن هسته انگور برای استخراج روغن هسته انگور روش پرس کاربرد دارد. چربی مایع با روغن خارج شده از پرس دارای ۱۵-۲% ماده جامد غیر چرب است که معمولا در دو مرحله از روغن خارج می شود، ابتدا در تانک ته نشینی مواد جامد ته نشین شده و جدا می شوند و سپس روغن از یک فیلتر پرس قاب-صفحه عبور کرده و صاف می شود.
استخراج با حلال:
به دلیل پایین بودن درجه حرارت هنگام استخراج با حلال روغن حاصله بهتر از روغن استخراج شده توسط اسکروپرس است که عمل استخراج در درجه حرارت بالاتری انجام می شود. حلال مقداری از ناخالصی‌ها را که در هنگام پرس کردن با روغن خارج نمی شود، در خود حل می کند. بنابراین روغن استخراج شده با حلال دارای مقدار بیشتری ناخالصی در مقایسه با روغن استخراج شده با اسکروپرس است
استخراج بوسیله پیش پرس و سپس توسط حلال:
در یک کارخانه استخراج روغن، هدف کاهش روغن باقیمانده در ماده جامد تا حداقل ممکن است. این مقدار کمتر از یک درصد و مقدار مطلوب نیم درصد است. در واقع آخرین قسمت روغن قابل استخراج از مواد جامد اصولا روغن نبوده بلکه فسفاتیدها و ترکیبات غیر گلیسریدی است.
مکانیزم استخراج با حلال
ابتدا حلال گرم شده و روی دانه های خرد شده حرکت کرده و روغن را از این دانه ها جدا می کند. سپس بوسیله عملیات تقطیر مکرر از یکدیگر جدا می گردند. سپس روغن با بخار آب تماس گرفته تا مقدار حلال باقیمانده در آن نیز خارج گردد با این روش از هسته انگور ۱۱ تا۱۲ درصد می توان روغن کشی کرد
روغن استخراج شده به روش حلال دارای اسیدیته پایین و رنگ روشن تری نسبت به روغن استخراجی به روش فشاری است عملیات روغن کشی به روش حلال به دو صورت پیوسته و ناپیوسته صورت می گیرد.
در روش پیوسته ، سبدی است که حلال در حالیکه سبدهای حاوی دانه های روغنی در حال چرخش متوالی هستند از بالا بر روی آن ریخته شده و روغن استخراج می شود و بعد از این که حلال بازیابی شد دوباره وارد استخراج کننده می شود.
در روش ناپیوسته چند تانک که بصورت افقی یا عمودی قرار گرفته اند. در نوع عمودی اختلاط روغن با حلال توسط بهم زدن و در نوع افقی در اثر حرکت دورانی روغن با حلال مخلوط می شود و سپس روغن و حلال که میسلا نامیده می شود از صافی عبور داده شده و بعد از عبور از سانتریفوژ برای جدا کردن ذرات جامد، میسلا وارد دستگاه تقطیر شده تا حلال از روغن جدا گردد
حلال مناسب حلالی است که فقط حلال روغن و چربی باشد و سبب انحلال مواد دیگر و تغییرات نامطلوب در کیفیت روغن نشود. در خط تولید روغن هسته انگور در صورت استخراج با الکل اتیلیک عدد اسیدی از ۳.۵ به ۴.۵ می رسد.
تتراکلرید کربن در خط تولید روغن هسته انگور بعنوان حلال استفاده می شود. یکی از مسائل مهم در استخراج با حلال، بازیابی حلال از مخلوط روغن و حلال می باشد که بایست حلال به ساده ترین و اقتصادی ترین روش بازیابی شود.
در استخراج روغن هسته انگور در خط تولید روغن هسته انگور با پرکلرواتیلن از روغن از تقطیر با بخار آب که در واقع یک تقطیر آزوتروپی است استفاده می شود. ولی بازیابی حلال از آب بخاطر مساله ایجاد آزوتروپ بسیار پر هزینه است. استخراج بیشتر روغن در خلا صورت می گیرد لذا دستگاه استخراج کوماگاوا به دستگاه سوکسله ترجیح داده می شود.
در مقالات زیادی در خط تولید روغن هسته انگور برای استخراج روغن هسته انگور به حلال ET20 اشاره شده است. این حلال قادر به استخراج روغن است ولی برای خارج ساختن ET20 باقیمانده در روغن پس از تبخیر حلال احتیاج به سولفات سدیم می باشد تا بتوان روغن را از ET20 به طور کامل جدا کرد. دو حلال دیگر فورفورال و استن می باشد که سبب پایین آوردن اسیدیته روغن و رنگ بری از آن می شود. بدلیل سادگی استفاده در عملیات و سادگی بازیابی استفاده از این حلال اقتصادی است
اکثر کارخانجات روغن در ایران به دلیل کمبود و مواد اولیه با ظرفیت تمام خود کار نمی کنند بنابراین هر کارخانه روغن می تواند از هسته انگور در کنار سایر دانه های روغنی، روغن استخراج نماید. برای روغن کشی از هسته انگور باید تجهیزاتی په کارخانجات روغن موجود در ایران که بیشتر از دانه های روغنی سویا و پنبه دانه روغن می گیرند اضافه شوند. این تجهیزات شامل دستگاههایی برای جداسازی هسته انگور می باشد. سالن جداسازی، سیلوی ذخیره تفاله، خشک کن از نوع دوار، خرد کن از نوع غلتکی، سینی لرزان، دمنده، سیلکون و سیلوی ذخیره دانه.
استخراج بوسیله پیش پرس توسط حلال :
بسیاری از دانه های روغنی که روغن زیاد دارد هنگام استخراج مستقیم با حلال بطور نا مطلوبی خرد می شوند و باید قسمتی از روغن موجود در این دانه ها توسط پرس کردن مقدماتی در اسکروپرس ها خارج و سپس باقیمانده روغن را توسط استخراج با حلال خارج کرد.
اگر در خط تولید روغن هسته انگور از این روش استفاده شود، هسته را کاملا خرد می کنند و به شکل پودر در می آورند و سپس عمل استخراج با حلال را انجام می دهند. پس از جداسازی هسته از تفاله و پس از خشک کردن آن را به شکل ریز در آورده و با ۱۰ – ۱۲% آب مخلوط می گردد و همزمان گرم می شود و سپس فشاردهی انجام می شود.
تصفیه روغن
چربی ها و روغنهای خام حاوی ترکیبات و مواد طبیعی هستند که بر روی مشخصات ظاهری، طعم، بو، و بخصوص پایداری و ماندگاری روغن تأثیر منفی دارند. لذا ضروری است روغنها قبل از مصرف تحت فرایند پالایش و تصفیه قرار گیرند تا کلیه ناخالصییی‌ها و ترکیبات مضر از آنها جدا شوند.
در طی مراحل تصفیه روغن مواد ناخالصی از جمله اسید های چرب آزاد، مواد رنگی، مواد پروتئینی، هیدراتهای کربن و مواد صمغی حذف می گردند. فرایند تصفیه روغن شامل مراحل صمغ گیری، خنثی سازی، بی رنگ کردن و بی بو کردن است.
صمغ گیری
هدف از عملیات صمغ گیری جداسازی تقریبا کامل فسفاتیدها و سایر صمغ ها از روغن خام است. صمغ ها در حالت خشک (بدون آب) در روغن خام محلول هستند اما بر اثر هیدراته شدن و جذب آن به صورت رسوباتی نامحلول در روغن ته نشین می شوند.
فرایند صمغ گیری با اضافه کردن مواد شیمیایی نظیر اسید فسفریک تسریع می شود. اسید فسفریک سرعت هیدراته شدن صمغ ها را افزایش می دهد و زمان ته نشینی وجداشتن آنها را کوتاه تر می کند. در طی عملیات صمغ گیری باید به کمک میکسرهای مناسب زمان و فرصت کافی برای اختلاط آب، اسید فسفریک و روغن فراهم می شود و سپس فسفاتیدهای هیدراته که سنگین تر از فاز روغنی هستند را توسط جداکننده هایی که با مکانیسم نیروی گریز از مرکز کار می کنند می توان جداسازی نمود
خنثی سازی
در طی دوران نگه داری دانه ها و میوه های روغنی از زمان برداشت تا زمان استحصال روغن بر اثر فعالیت آنزیمها همچنین برخی میکرو ارگانیسمها، چربی موجود در دانه با میوه هیدرولیز شده و به اسید چرب آزاد و گلیسرول تبدیل می شود.
این اسیدهای چرب آزاد در طی فرایند استخراج روغن به همراه روغن خام استحصال می شوند. در طی فرایند تصفیه لازم است که اسیدهای چرب آزاد از روغن خام جدا شوند که این فرایند که به خنثی سازی معروف است به دو صورت شیمیایی و فیزیکی قابل انجام است که نوع شیمیایی آن بیشتر متداول است
فرایند خنثی سازی شیمیایی شامل سه بخش است
۱- اضافه کردن یک ترکیب قلیایی همچون سود به روغن به منظور خنثی کردن اسیدهای چرب آزاد
۲- شستشوی روغن خنثی شده به منظور حذف بقایای صابون موجود در آن
۳- خشک کردن روغن خنثی شده به منظور حذف بقایای رطوبت موجود در آن
مخلوط کردن روغن با محلول قلیایی سود باعث تبدیل شدن اسیدهای چرب به نمک سدیم اسیدهای چرب که صابون نام دارد می شود. محلول صابون در آب از روغن سنگین تر است و لذا بوسیله جداکنندههای با مکانیسم گریز از مرکز از روغن جدا می شود. غلظت و میزان سود مصرفی در این مرحله بر روی کاهش رنگ روغن نیز مؤثر است و کمکی به فرایند بعدی تصفیه، یعنی بی رنگ کردن می باشد.
محصول جانبی این قسمت صابون خام یا خلط صابون می شود در بخش دیگر از عملیات به منظور حذف باقیمانده صابون موجود در روغن لازم است آن را با آب گرم شستشو دهیم. در این بخش به کمک میکسرهای مناسب روغن با آب گرم مجاور می شود و بقایای صابون به فاز آبی منتقل می شود و به کمک جداکننده های مخصوص صابون محلول در آب از روغن جدا می شود در بخش نهایی باقیمانده رطوبت موجود در روغن که ناشی از عملیات صمغ گیری، خنثی
بی رنگ کردن
در این مرحله ترکیبات عامل رنگی به همراه برخی از ناخالصیهای دیگر از روغن جدا می شوند. این فرایند اساسا یک عمل جذب فیزیکی است که رنگدانه ها از طریق جذب در یک جاذب که معمولا خاک رنگ بری است از روغن جدا می شوند. عملیات رنگ بری به دو صورت مداوم و غیر مداوم است. معمولا این عملیات در مخازن تحت خلاء مجهز به همزن انجام می پذیرد. در پایان این عملیات مخلوط روغن و خاک رنگ بر، به وسیله سیستم های فیلتر پرس صاف شده و خاک رنگبر از روغن جدا می شود
مراحل فرایند رنگ پری
- گرم کردن روغن خنثی شده تحت خلا
- تهیه سوسپانسیون خاک رنگبر و روغن خنثی شده
- پمپ کردن سوسپانسیون خاک رنگبر و روغن خنثی شده به داخل مخزن رنگی
- عملیات رنگبری در درجه حرارت بالا و تحت خلا
- خنک کردن
- فیلتر پرس
بی بو کردن
روغن ها و چربی‌های خام دارای بو و طعم نامطلوبی است که بر اثر عوامل مختلفی از جمله فعالیت آنزیمهای موجود در دانه و میوه های روغنی ایجاد شده اند. عمده این ترکیبات عبارتند از اسید های چرب آزاد، لاکتون ها و ترکیبات حاصل از اکسیداسیون. این ترکیبات اکثرأ قرار هستند و در طی این عملیات به کمک تزریق حباب های بخار زنده به داخل روغن از آن جدا می شود.
عملیات بی بو کردن معمولا تحت خلاء شدید انجام می شوند تا هم باعث جداسازی ترکیبات فرار شود و هم از اکسیداسیون و هیدرولیز روغن در دما بالا جلوگیری شود. در واقع به کمک سه عامل خلاء، دمای بالا و تزریق مستقیم بخار، ترکیبات فرار عامل بو و طعم نامطلوب از روغن جدا شده و روغن بی بر می شود.
مراحل فرایند بی بو کردن:
- ورود روغن بی رنگ
- گرم کردن تحت خلاء
- تزریق بخار
- افزودن افزودنی های مجاز
