Технология переработки животных жиров
Животный жир является важнейшим товаром в пищевой и непищевой промышленности. В пищевой промышленности животный жир используется для улучшения вкуса, текстуры и придания аромата различным переработанным продуктам. В непищевой промышленности животный жир используется в качестве сырья для производства мыла, свечей, смазочных материалов и даже биодизеля. Поскольку он подвержен прогорканию из-за окисления и может содержать загрязняющие вещества, для обеспечения безопасности, стабильности и качества, соответствующих промышленным требованиям, необходима соответствующая технология переработки животного жира. В данной статье рассматриваются концепции, этапы процесса и ключевые технологии переработки животного жира.
Характеристики и источники животных жиров
В целом, животные жиры получают из жировой ткани и богатых липидами частей животных, таких как кожа, некоторые органы и отходы скотобоен. Примерами являются говяжий жир (сало), свиной жир (сало), куриный жир и рыбий жир. Состав жирных кислот варьируется в зависимости от источника; говяжий жир, как правило, богаче насыщенными жирными кислотами и, следовательно, более твердый при комнатной температуре, в то время как рыбий жир богаче ненасыщенными жирными кислотами (включая омега-3) и, следовательно, более подвержен окислению.
Важные свойства животных жиров, которые необходимо учитывать в процессе переработки, включают температуру плавления, йодное число (показатель ненасыщенности), содержание свободных жирных кислот (СЖК), содержание воды и примеси, такие как белки, фосфолипиды и пигменты. Эти параметры определяют необходимые методы очистки и стабилизации.
Цель технологии обработки
Технология переработки животных жиров направлена на достижение нескольких основных целей: (1) отделение жира от тканей и воды, (2) снижение количества примесей и загрязнений, (3) повышение устойчивости к окислению и гидролизу, (4) удаление нежелательных запахов и цветов, и (5) корректировка физических свойств жира в соответствии с конкретными областями применения, такими как маргарин, кулинарный жир или олеохимическое сырье.
Этап предварительной обработки: Обработка сырья
Качество жира в значительной степени зависит от обработки сырья . Жир, оставленный при высоких температурах или слишком долгое время перед переработкой, подвергается образованию свободных жирных кислот (СЖК) под действием липазы и микроорганизмов, а также окислению, что приводит к появлению прогорклого запаха. Поэтому передовые методы включают охлаждение сырья, очистку оборудования, отделение чрезмерно загрязненных частей и максимально быструю переработку. На скотобойнях остатки жира и тканей обычно собираются отдельно, а затем доставляются в цех переработки.
Переработка: основной процесс извлечения жира.
Переработка жира — это процесс нагревания для отделения жира от тканей. Технически, переработка жира делится на два основных подхода:
1. Сухая штукатурка
При сухом перетапливании сырье нагревается без добавления воды в котел или поддержания непрерывной системы нагрева. Нагрев приводит к разрыву жировых клеток и высвобождению жира, в то время как белки и нежировые ткани высыхают, образуя «шкварки» или остаточные твердые вещества. Затем жидкий жир отделяется фильтрацией или прессованием. Этот метод позволяет получить жир с низким содержанием влаги, но сопряжен с более высоким риском потемнения и сильным запахом, если температура слишком высока.
2. Влажная штукатурка
Влажная переработка использует воду или пар для облегчения отделения жира. Этот процесс, как правило, более щадящий, снижающий термическую деградацию, но в результате образуется жироводная эмульсия, требующая дальнейшего разделения, такого как декантация и центрифугирование. В промышленных масштабах влажная переработка часто интегрируется с системами парового отопления и эффективным механическим разделением.
Выбор метода переработки зависит от типа сырья, производственной мощности, целевых показателей качества и энергетических потребностей. В современных отраслях промышленности часто используются непрерывные системы с контролируемой температурой и временем выдержки для обеспечения стабильного качества.
Разделение и осветление
После переработки жир все еще содержит мелкие твердые частицы, воду и растворенные примеси. Этап осветления направлен на получение прозрачного и стабильного жира. К распространенным технологиям относятся:
– Фильтрация: использование тканевого фильтра, фильтр-пресса или фильтра со специальным наполнителем для удержания мелких частиц.
– Центрифугирование: разделяет жировую фазу от воды и твердых частиц на основе разницы в плотности. Для повышения эффективности часто используются дисковые центрифуги.
– Декантация: гравитационное разделение, обычно используемое в качестве начального этапа перед центрифугированием для снижения нагрузки на оборудование.
Контроль содержания воды очень важен, поскольку вода ускоряет гидролиз триглицеридов до свободных жирных кислот и стимулирует рост микроорганизмов на остатках.
Очистка: удаление камеди, нейтрализация, отбеливание, дезодорация.
Для использования в пищевой промышленности или в областях, требующих высокого качества, животные жиры часто проходят процесс рафинирования, аналогичный процессу рафинирования растительных масел, с некоторыми корректировками:
1. Обезжиривание: уменьшает количество фосфолипидов и эмульгирующих компонентов, которые могут вызывать помутнение.
2. Нейтрализация: снижение содержания свободных жирных кислот путем добавления основания (например, NaOH) для образования мыльного осадка, который затем отделяется. В некоторых случаях для уменьшения потерь нейтрального масла также используются методы физической очистки.
3. Отбеливание: использование адсорбентов, таких как отбеливающая глина или активированный уголь, для удаления пигментов, продуктов окисления и следов металлов.
4. Дезодорация: паровая дистилляция при низком давлении для удаления летучих соединений, вызывающих неприятный запах. Этот этап имеет решающее значение для жиров с сильным запахом или рыбьего жира, имеющего характерные летучие компоненты.
При переработке жиров необходимо учитывать баланс между улучшением качества и риском термической деградации, особенно в случае жиров, богатых ненасыщенными жирными кислотами.
Фракционирование и модификация жиров
Помимо рафинирования, промышленность часто изменяет физические свойства жиров в соответствии с их применением:
– Фракционирование: отделение твердой фракции (стеарина) от жидкой фракции (олеина) путем контролируемого охлаждения и фильтрации. Этот метод полезен для производства жиров с определенной температурой плавления, например, для кулинарного жира или хлебобулочных изделий.
– Интерэтерификация: перегруппировка жирных кислот в глицерине, изменяющая профиль плавления и пластичность без образования трансжиров. Этот метод является альтернативным. по сравнению с частичным гидрированием.
– Гидрогенизация: добавление водорода к двойным связям для повышения стабильности и температуры плавления. Однако частичная гидрогенизация может приводить к образованию трансжиров, поэтому ее использование в пищевых продуктах в настоящее время все больше ограничивается и заменяется переэтерификацией или отбором натуральных фракций.
Контроль качества и безопасность
Обработка животных жиров должна соответствовать стандартам качества и безопасности. К числу контролируемых параметров относятся содержание влаги, свободные жирные кислоты (СЖК), перекисное число (индикатор раннего окисления), анизидин (индикатор позднего окисления), цвет и запах. Для пищевой промышленности также учитываются микробиологические аспекты и потенциальные химические загрязнители, включая остатки металлов, полиароматические соединения, образующиеся при перегреве, или загрязняющие вещества, поступающие из сырья.
Системы управления качеством, такие как GMP и HACCP, помогают выявлять критически важные моменты, такие как температура переработки, чистота трубопроводов, хранение готовой продукции и контроль содержания кислорода. Жиры следует хранить в закрытых резервуарах, с минимальным воздействием воздуха и света, и при температурах, снижающих скорость окисления. Добавление разрешенных антиоксидантов (таких как токоферолы или некоторые пищевые антиоксиданты) может продлить срок хранения.
Использование побочных продуктов и устойчивое развитие
Современные технологии переработки также уделяют особое внимание устойчивому развитию. Остаточные твердые отходы переработки могут быть переработаны в корма (при соблюдении определенных стандартов) или другое промышленное сырье. Технологическая вода должна очищаться на очистных сооружениях для снижения органической нагрузки. С другой стороны, использование животного жира в качестве сырья для производства биодизеля является привлекательным вариантом для повышения добавленной стоимости и сокращения отходов, хотя при высоком содержании свободных жирных кислот требуется предварительная обработка.
обложка
Технология переработки животного жира включает в себя ряд процессов, начиная от обработки сырья, переработки, разделения, очистки и модификации физических свойств. Выбор технологии зависит от типа жира, его предполагаемого использования и требуемых стандартов качества. При надлежащем контроле процесса, включая температуру, время, содержание влаги и воздействие кислорода, животный жир может быть переработан в безопасные, стабильные и экономически ценные продукты, что способствует более эффективным и устойчивым производственным практикам.
