مراحل خط تولید روغن سویا چیست؟ فرایند تولید روغن سویا به چه صورت است؟ برای آشنایی با مراحل تولید روغن سویا با علم فود همراه باشید.
تولید روغن سویا
دانه های سویا با وجود روغن کم آن (18 تا 22 درصد) دومین محصول مهم روغنی جهان پس از روغن پالم است. در سال 2010، تولید روغن سویا نماینده 27.3٪ از تولید روغن های خوراکی گیاهی در سراسر جهان بود، در مقایسه با 33.7٪ روغن نخل (پالپ و بادام) ، 15.6٪ روغن کلزا و 8.7٪ روغن آفتابگردان که مجموع این روغن ها 85.3٪ از روغن های گیاهی را در سطح جهان بودند.
پروتئین زیاد (37٪ تا 40٪) سویا، اصلی ترین ماده اولیه تولید خوراک برای حیوانات اهلی است. تقریبا 70٪ پروتئین وعده غذایی که غذای حیوانات را تشکیل می دهد از سویا می آید.تقاضا برای روغن های گیاهی عمدتا با افزایش مصرف سرانه در کشورهای تازه توسعه یافته رشد خواهد کرد. میانگین مصرف سالانه روغن خوراکی یک شهروند یک کشور توسعه یافته حدود 50 لیتر است، در حالی که میانگین جهانی حدود 20 لیتر در سال است.
یکی دیگر از عواملی که به این افزایش کمک خواهد کرد، استفاده از سوخت های زیستی (بیودیزل و H-Bio) است که یکی از موارد جدید مصرف روغن نباتی است. به گزارش Oilworld ، روغن سویا در حال حاضر رتبه دوم را در عرضه روغن و چربی در جهان دارد.
تولیدکنندگان روغن سویا
- ایالت متحده آمریکا
- برزیل
- آرژانتین
- چین
- هند
- پاراگوئه
- کانادا
- روسیه
- اوکراین
- اوروگوئه
تولید روغن گیاهی
به طورکلی دو فرایند برای تولید روغن و چربی وجود دارد. برای مواد با محتوای روغن بالا (بیش از 30٪) از فرآیند پرس استفاده می کند. برای مواد اولیه با سطح روغن پایین تر از استخراج با حلال استفاده می شود. در استخراج با فشار دادن مقدار روغن باقیمانده ماده اولیه حدود 10٪ است ، در حالی که در این استخراج میزان حلال می تواند به کمتر از 1٪ کاهش یابد.
در فرآیندهای صنعتی، به طور معمول مواد اولیه غنی از روغن تا جایی که 20٪ روغن باقی بماند روغن فشرده می شود و روغن باقیمانده توسط حلال استخراج می گردد. بنابراین، برای تولید روغن سویا ( 20٪ روغن) معمولاً فقط با حلال استخراج می شود.
روغن به دست آمده در این فرآیندها، که به عنوان روغن خام شناخته می شود، عموماً قبل از مصرف به عنوان مواد غذایی، فرآیند تصفیه (پالایش) بر روی آنها انجام می دهند. تنها استثنا در تولید روغن گیاهی، روغن زیتون در مقیاس تجاری (روغن زیتون) است که بدون فرایند تصفیه (روغن “بکر”) مصرف می شود ، اگرچه روغن های دیگری مانند کنجد، آفتابگردان، روغن بادام زمینی نیز می توانند به صورت خام مصرف شوند. اما روغن سویا، پنبه و کلزا فقط بعد از تصفیه مصرف می شود.
خط تولید روغن سویا در یک نگاه
در تولید روغن سویا فرایند استخراج روغن را می توان به سه مرحله تقسیم کرد:
- اولین مورد شامل تمیز کردن، خشک کردن و ذخیره محصول برای فرایند است.
- مرحله دوم انجام عملیاتی مانند حرارت دادن دانه های روغنی به منظور تسهیل عمل استخراج و تولید روغن سویا است.
- مرحله سوم از تولید روغن گیاهی استخراج روغن است که با فشار دادن یا با استفاده از حلال انجام میشود.
در ادامه به ترتیب به توضیح کامل هر کدام از مراحل تولید روغن سویا می پردازیم.
مراحل خط تولید روغن سویا
تمیز کردن دانه ها
اولین مرحله تولید روغن سویا، تمیز کردن دانه از مواد خارجی است. بهتر است این عمل قبل از انبار کردن انجام شود. اما به دلیل گران بودن تجهیزات تمیز کردن، عموما این عمل در هنگام انتقال دانه ها برای روغن کشی انجام میشود. در این مرحله از غربال های لرزان همراه با مکش هوا و نیز سیستم های مغناطیسی برای جدا کردن فلزات استفاده میشود.
جدا کردن پوسته
دومین مرحله برای تولید روغن سویا پوست گیری است. در گذشته سویا را پوست گیری نمی کردند اما امروزه جدا کردن پوست و مغز دانه متداول است و این عمل توسط غلطک های شکننده و سپس جداسازی غربالی و هوایی انجام میشود.
خرد کردن دانه های روغنی
مرحله سوم از تولید روغن سویا استخراج روغن از دانه های روغنی چه با پرس مکانیکی و چه با حلال در صورتی که دانه ها خرد شده و به شکل قطعات کوچک در آمده باشند آسان صورت می گیرد، زیرا درباره سلول های روغنی در اثر فشار پاره شده و روغن آزاد می شود. عملاً دانه‌های روغنی را با عبور از غلتک های مخصوص به صورت پولک درمی‌آورند.
هدف دیگر این مرحله کاهش اندازه دانه ها و اطمینان از پخت یکنواخت می باشد همچنین با کاهش اندازه دانه ها توان مورد نیاز در مراحل بعدی فرآوری کاهش می یابد. به طور کلی هرچه ضخامت دانه کمتر باشد استخراج راحت تر و سریع تر انجام می شود.
برای پر کردن سویا یا سایر دانه هایی که توسط حلال روغن کشی می شوند تنها از یک جفت غلتک که به صورت موازی قرار دارند استفاده میشود و دانه ها فقط یکبار از بین این غلتکها عبور می کنند.
استخراج روغن سویا با حلال
این روش کارآمد ترین روش استخراج روغن از مواد حاوی روغن می باشد. ولی بالاترین مزیت آن در مورد روغن کشی از دانه ها و یا مواد کم روغن است . برای مواد کم روغن در مقایسه با مواد پر روغن کارایی سیستم حلال بسیار بیشتر است .
هرچه میزان روغن ماده اولیه بیشتر باشد در صورت استخراج با حلال، آن ماده هنگام روغن‌کشی بیشتر متلاشی می شود. ذرات حاصل از متلاشی شدن را نرم می نامند و به طور کلی مطلوب است که نرمه کمتری در طول استخراج روغن ایجاد شود از میان تمام دانه های روغنی ، برای تولید روغن سویا بیشتر از همه از روش استخراج با حلال استفاده می شود. در طول فرایند تولید روغن سویا با استفاده از استخراج با حلال نرمه کمی تولید میشود.
اما در مورد روغن های گیاهی مثل آفتابگردان، کلزا، ذرت، روغن پنبه دانه و بادام زمینی ابتدا توسط پرس و فرایند فشردن استخراج روغن صورت می‌گیرد و پس از کاهش درصد روغن آن ها، باقی مانده روغن توسط حلال استخراج می شود.
به طور خلاصه می توان گفت که راندمان استخراج با حلال ۱۰ تا ۱۲ درصد بیشتر از روش پرس می باشد . اما معایب روش استخراج با حلال به شرح زیر است:
- تجهیزات مورد استفاده در این روش نسبتاً گران است
- مشکلات آتش سوزی به وسیله حلال وجود دارد
- به دلیل عدم استفاده از حرارت، ترکیبات ضد تغذیه دانه‌های روغنی موجود در کنجاله از بین نمی رود
ویژگی حلال مناسب برای استخراج روغن
- سمی نبوده و عاری از ازت و گوگرد باشد
- ارزان باشد
- چربی را در خود حل کند و ترجیحا آن هم به صورت انتخابی فقط تری گلیسیرید را در خود حل کند
- با چربی واکنش شیمیایی ندهد
- منفجر و محترق نشود یعنی نقطه اشتعال آن تا حد امکان بالا و نقطه جوش آن کمتر از ۱۰۰ درجه سلسیوس باشد
- باید دارای حلالیت بالا در درجه حرارت کم باشد
- ویسکوزیته حلال بایدکم باشد تا سریعتر در داخل دانه نفوذ کند
- با حداقل مصرف انرژی از کنجاله جدا شود
در بین حلال های مختلف هگزان بیشترین کاربرد را در صنعت روغن دارد. برای تولید روغن سویا هم از حلال هگزان استفاده میشود.
انواع دستگاه های استخراج کننده:
استخراج کننده های صنعت روغن به سه روش غیر مداوم، نیمه مداوم و مداوم می باشند.
یه طورکلی اکستوراکتورها در صنعت روغن بر دو مبنا کار می کنند:
- اکستراکتورهای تراوشی یا نفوذی
- سیستم سبدی
- سیستم روتوسل
- سیستم داسمیت
- اکستراکتورهای غوطه وری یا غرقابی
- سیستم بوناتو
- سیستم کندی
- سیستم هیلد برانت
از بین اکسترکتورهای نام برده شده از سیستم هیلد برانت به صورت یک سیستم اختصاصی در آمریکا برای تولید روغن سویا به کار برده میشود. سیستم هیلد برانت بهترین نوع اکستراکتور غرقابی است.
این سیستم دارای شکل U می باشد. در واقع دو لوله عمودی است که به وسیله یک لوله افقی در قسمت تحتانی به یکدیگر متصل می شوند. هرسه لوله با حلال پر شده و نقاله دارای حرکت مارپیچی مواد جامد را از بالای یک لوله عمودی به پایین و سپس در طول لوله افقی و آنگاه از پایین لوله عمودی دیگر به طرف بالای آن حرکت می‌دهند و کنجاله از آنجا خارج می شود.
حرکت دانه در جهت مخالف جریان حلال است یعنی حلال از سمتی که کنجاله خارج می شود وارد دستگاه شده و میسلای قوی نیز از سمتی که دانه وارد می شود، خارج می گردد. به همین ترتیب روغن سویا استخراج میشود. بعد از استخراج و تولید روغن سویا، روغن خام سویا به کارخانجات تصفیه روغن می رود و در آنجا تصفیه میشود تا برای مصارف خوراکی مناسب گردد.
تصفیه روغن خوراکی
تصفیه فرایندی است برای جداسازی ناخالصی های نامناسب موجود در روغن به نحوی که کمترین خسارت به گلیسیریدها، استرول ها و توکوفرول ها وارد آمده و افت روغن حداقل می باشد. وجود ناخالصی های نامطلوب در روغن سبب تیرگی، کف کردن یا دود کردن و تشکیل رسوب در هنگام حرارت دادن روغن داری، کاهش پایداری در مقابل اکسیداسیون و … می باشد این ناخالصی ها شامل اسیدهای چرب آزاد، فسفاتید ها و سایر مواد صمغی، موم ها، رنگدانه ها، مواد معطر و … میباشند.
تصفیه روغن خوراکی شامل چهار مرحله اصلی می باشد که عبارتند از:
- صمغ گیری
- خنثی سازی
- رنگبری
- بی بو کردن
مرحله صمغ گیری روغن
اولین مرحله تصفیه روغن خوراکی از جمله تصفیه روغن سویا، صمغ گیری است. صمغگیری فرآیندی است که موجب حذف فسفاتید ها، کربوهیدرات ها و مشتقات آن ها، پروتئین ها و ترکیبات ناشی از تجزیه در روغن خام میشود.
سویا بیش ترین ترکیب صمغی را دارد. صمغ ها اگر در روغن بمانند در اثر ته نشین شدن در تانک های نگهداری و همچنین موجب بالا رفتن میزان افت در مراحل تصفیه می شوند. از طرفی در مواقعی این صمغ ها محصولات فرعی با ارزشی بوده و به طور مثال لستین به عنوان یک محصول جانبی تصفیه روغن خوراکی سویا، ماده‌ای با ارزش و بسیار پر کاربرد می باشد. سایر صمغ ها نیز می توانند با کنجاله مخلوط شده وبه خوراک دام برسند.
مرحله خنثی سازی روغن
مرحله دوم از تصفیه روغن خوراکی، خنثی سازی می باشد. این مرحله از تصفیه روغن خوراکی که معمول ترین روش تصفیه روغن است، که طی آن روغن با قلیا مخلوط شده و اسیدهای چرب آزاد به صابون های نامحلول در روغن تبدیل میشوند. سایر مواد اسیدی نیز با قلیانترکیب شده و مقداری از ناخالصی ها نیز از طریق جذب بر روی صابون تشکیل شده خارج می شوند.
مرحله رنگبری روغن
مرحله سوم تصفیه روغن خوراکی، رنگبری روغن است. این فرآیند اساساً یک عمل فیزیکی است که رنگ و بسیاری از ناخالصی های رنگی، در یک جاذب مانند خاک رنگبر از روغن جدا میشود در این عمل علاوه بر رنگ، ناخالصی هایی مانند فلزات کمیاب و محصولات اکسیداسیون از روغن خارج شده و سبب مراحل هیدروژناسیون و بی بو کردن می شود. همچنین در کیفیت محصول و پایداری محصول نهایی موثر است.
انواع خاک رنگبر:
- خاک رنگبر طبیعی
- خاک فعال شده با اسید
- زغال اکتیو (کربن فعال)
قبل از اینکه مرحله چهارم از تصفیه روغن خوراکی را توضیح دهم باید به دو مرحله هیدروزناسیون و رنگبری مجدد اشاره کنم که از مراحل تصفیه روغن خوراکی نیستند اما بعد از مرحله رنگبری، انجام میشوند.
هیدروژناسیون
ااین فرایند جزء مراحل تصفیه روغن خوراکی نمی باشد اما کاملا هدفمند در صنعت انجام میشود. هیدروژناسیون عبارت است از افزودن مستقیم هیدروژن در محل باندهای دوگانه با استفاده از کاتالیزور.
این فرایند برخلاف سایر مراحل فرآوری روغن ها که اساسا به منظور خالص سازی انجام می گیرند، تنها موردی است که در ساختمان مولکولی روغن ها کاملاً تاثیر می گذارد. از طریق هیدروژناسیون می توان ویژگی های فیزیکی و شیمیایی روغن ها را تغییر داده و روغن های مایع را به روغن های نیمه جامد و جامد تبدیل کرد و محدوده کاربرد و نگهداری آنها را در صنایع غذایی گسترش داد.
طور مثال توسط هیدروژناسیون می توان روغن‌های جامد هیدروژنه مثل شورتنینگ ها برای تولید محصولاتی مانند مارگارین و مصارف نانوایی و قنادی تولید کرد. همچنین از طریق هیدروژنه کردن روغن ها و کاهش باند های دوگانه میتوان ماندگاری و مقاومت در برابر اکسیداسیون را تا حدود زیادی افزایش داد.
رنگبری مجدد
این مرحله نیز جزء مراحل تصفیه روغن خوراکی نیست . توجه کنید که مرحله رنگبری مجدد برای حذف رنگ از روغن نیست بلکه به منظور جدا کردن ذرات نیکل بعد از هیدروژناسیون صورت می گیرد. فرایند در دمای ۸۲ درجه سلسیوس انجام میشود و بدین منظور 0.1 تا 0.2 درصد خاک رنگبر فعال اضافه میشود و بعضی اوقات در این مرحله برای حذف فلزات از اسید سیتریک یا اسید فسفریک به عنوان مواد چلاته کننده استفاده می شود.
بی بوکردن روغن
بسته بندی روغن سویا
دوره آموزشی متخصص آزمایشگاه مواد غذایی
مجموعه علم فود با همکاری یکی از آزمایشگاه های همکار غذا و دارو و سازمان دامپزشکی، دوره آزمایشگاه میکروبی مواد غذایی و آزمایشگاه شیمی مواد غذایی را به صورت کاملا عملی و تحلیلی تهیه کرده است. در این دوره آزمایش های مهم شیمی مواد غذایی از جمله جدول تغذیه ای مواد غذایی که جزء آزمایشات مهم هستند به صورت کاملا عملی آموزش داده شده است. از مواردی که در دوره عملی آزمایشگاه شیمی آموزش داده شده میتوان به اندازه گیری پروتئین، چربی، قند، نمک، اسیدیته، خاکستر، دانسیته، رطوبت و آزمایشات مهم دیگر مانند اندازه گیری نشاسته در فراورده های گوشتی و اندازه گیری اسیدیته، پراکسید استخراجی روغن و اندازه گیری فیبر خام در مواد غذایی و غیره اشاره کرد.
همچنین در دوره آزمایشگاه میکروبیولوژی مواد غذایی سعی شده چالش های احتمالی در آزمایشگاه میکروبی مواد غذایی بررسی و راه حل هایی برای آن ارائه گردد. نحوه رقت سازی، ساخت محیط کشت، بررسی استاندارد، نحوه افزودن مکمل ها و نحوه کشت و شمارش میکروارگانیسم های مهم و مشترک بین مواد غذایی در این دوره آموزش داده شده است. برای آشنایی با این دوره ها بر روی ثبت نام و شروع یادگیری دوره های شیمی و میکروب کلیک کنید (با امکان دریافت گواهینامه از آزمایشگاه همکار غذا و دارو و سازمان دامپزشکی).
دوره های تخصصی آزمایشگاه مواد غذایی
دوره آزمایشگاه شیمی مواد غذایی
آموزش صفر تا صد آزمایشگاه شیمی مواد غذایی به صورت عملی در سایت علم فود به همراه گواهینامه معتبر آموزشی
دوره آزمایشگاه میکروبی مواد غذایی
دوره تخصصی آزمایشگاه میکروبیولوژی مواد غذایی به همراه آموزش اصول تخصصی کار در آزمایشگاه مواد غذایی
دوست عزیز علم فودی اگر می خوای از دوره های تخصصی که علم فود برگزار میکنه باخبر بشی و کلی مطلب علمی در زمینه صنایع غذایی یاد بگیری علم فود رو در اینستاگرام هم دنبال کن (کافیه روی عکس زیر کلیک کنی تا وارد پیج علم فود بشی):
Facilities for Obtaining Soybean Oil in Small Plants
کتاب تکنولوژی روغن دکتر هماپور
