Підвищення ефективності технології переетерифікації жирів - Автореферат

Придатність спеціальних жирів до використання у кондитерській, харчоконцентратній, фармацевтичній, маргариновій та молочній промисловості визначається такими характеристиками як температура плавлення, твердість, кількість твердих триацилгліцеролів при різних температурах, до того ж вузьким діапазоном цих показників. Використання такої сировини для переетерифікації призводить до втрат дорогого каталізатору, матеріалів та жиру. Світовий досвід проведення технологічних процесів у технології переробки жирів доводить необхідність ретельного очищення сировини з метою максимального зменшення побічних процесів та стабілізації технологічних режимів і якості продукції. Здобувач проводив дослідження при виконанні науково-дослідних госпдоговорів: “Розробити технологію нейтралізаційного очищення пальмової олії з використанням нового лужного агенту” (Харківський жиркомбінат) та договору ”Розроблення технології очищення олій та модифікації жирів за допомогою ферментативних препаратів(Міністерство аграрної політики України, Український НДІ олій і жирів). жир олія переетерифікований силікат У звязку з цим ставилося декілька задач: - систематизувати теоретичні та прикладні аспекти залежності властивостей переетерифікованих жирів (твердість та температура плавлення, кількість твердих триацилгліцеролів при різних температурах) від їх жирнокислотного складу;Удосконалено методику вимірювання температури плавлення олій капілярним методом, яка адаптована для олій, що мають рідку консистенцію при температурі нижче за 273К. У третьому розділі “Підготовка сировини до переетерифікації” виконані експерименти з метою визначення шляхів зменшення вмісту вільних жирних кислот та пероксидних сполук у жирах, що поступають на переетерификацію. Жир, що подається на переетерифікацію, повинен мати низьке кислотне та пероксидне числа, тому що вільні жирні кислоти та пероксидні сполуки дезактивують каталізатор (метилат натрію). Для нейтралізації вільних жирних кислот в олії як нейтралізуючий агент було вибрано силікат натрію, тому що він під час процесу нейтралізації практично не омилює жир, за рахунок чого зменшуються втрати жиру у цьому процесі. У звязку з тим, що кількість вільних жирних кислот у жировій сировини для переетерифікації, як правило, не більше 0,5%, після нейтралізації утворюється невелика кількість мила, тому запропоновано видаляти його не сепаруванням та промиванням олії, а тільки висушуванням та фільтрацією.Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі удосконалення технології переетерифікації жирів, що дає змогу отримати жири з заданими температурою плавлення та твердістю згідно з Камінським. Систематизовано теоретичні та прикладні аспекти залежності властивостей переетерифікованих жирів (твердість та температура плавлення, кількість твердих триацилгліцеролів при різних температурах) від їх жирнокислотного складу, що дозволило сформулювати основні вимоги до виду моделі. Для цього процесу визначено математичні моделі залежності втрат олії та залишкового кислотного числа від параметрів процесу (температури, тривалості, кількості силікату натрію). Отримано математичні описи залежностей температури плавлення та твердості згідно з Камінським, кількості твердих триацилгліцеринів при різних температурах від жирнокислотного складу жирових компонентів, що дозволило розробити методику пошуку рецептур переетерифікованого жиру із заданими переліченими властивостями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі удосконалення технології переетерифікації жирів, що дає змогу отримати жири з заданими температурою плавлення та твердістю згідно з Камінським.

По результатам досліджень зроблені наступні висновки.

1. Систематизовано теоретичні та прикладні аспекти залежності властивостей переетерифікованих жирів (твердість та температура плавлення, кількість твердих триацилгліцеролів при різних температурах) від їх жирнокислотного складу, що дозволило сформулювати основні вимоги до виду моделі.

2. Знайдено раціональні умови “сухої” нейтралізації олій (без сепарування та промивання олії) з використанням силікату натрію. Для цього процесу визначено математичні моделі залежності втрат олії та залишкового кислотного числа від параметрів процесу (температури, тривалості, кількості силікату натрію).

3. Розроблено та впроваджено на АТЗТ “Харківській жиркомбінат” та Запорозький оліяжиркомбінат енергозаощаджуючу технологію нейтралізації олій з низьким вмістом вільних жирних кислот із застосуванням силікату натрію. Використання цієї технології дозволило уникнути утворення рідких стоків та знизити втрати під час процесу нейтралізації на 40-50%.

4. Запропонована технологія одержання переетерифікованого жиру з заданою твердістю з використанням залежностей між твердістю переетерифікованого жиру та жирнокислотним складом сировинної суміші.

5. Запропонована технологія одержання переетерифікованого жиру з заданою температурою плавлення з використанням залежностей між температурою плавлення переетерифікованого жиру та жирнокислотним складом сировинної суміші.

6. Отримано математичні описи залежностей температури плавлення та твердості згідно з Камінським, кількості твердих триацилгліцеринів при різних температурах від жирнокислотного складу жирових компонентів, що дозволило розробити методику пошуку рецептур переетерифікованого жиру із заданими переліченими властивостями.

7. Запропоновано технологічну схему процесу переетерифікації і підготовки сировини для цього процесу, яка дозволяє мінімізувати втрати сировини та готової продукції і одержати переетерифіковані жири з заданими температурою плавлення та твердістю згідно з Камінським з наявної сировини.

8. Одержано математичну модель, що дозволяє визначити температуру плавлення індивідуальних триацигліцеролів, які не наведені у довідковій літературі.

9. Удосконалено методику вимірювання температури плавлення капілярним способом (використав для аналізу замість води розчин хлориду магнію), що дозволило отримати температуру плавлення переетерифікованих соняшникової та лляної олій, та їх сумішей.

1 Криволапов А.Н. Демидов В.И. Применение методов регрессионного анализа и кластеризации для прогнозирования свойств переэтерифицированных жиров // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2003.- №11, ч.2. - С. 44-47.

Здобувачем сформульовано мету дослідження, визначено задачі для вирішення проблеми прогнозування властивостей жирів, проведено експериментальну роботу по визначенню температури плавлення перетерифікованого жиру.

2 Криволапов А.Н. Измерение температуры плавления масел, имеющих жидкую консистенцию при 273К // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут ”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2004.- №14, ч.2. - С. 97-100.

Здобувачем проведено аналіз існуючих методів визначення температури плавлення жирів та запропоновано удосконалену методику, яка дозволяє отримувати дані стосовно температури плавлення олій, які зберігають рідку консистенцію за температури 273 К.

3 Криволапов А.Н., Демидов В.И. Использование новых принципов кластеризации для построения модели “состав-свойство” для переэтерифицированных жиров // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут ”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2005.- №25. - С. 155-158.

Здобувачем проведено аналіз методів прогнозування властивостей жирів, проведено експериментальне дослідження та обрано метод побудови моделі “склад - властивість”.

4 Криволапов О.М., Демидов І.М. Побудова моделі “склад-властивість” для переетерифікованих жирів з використанням симплекс-гратчастих планів Шефе // Вісник Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут ”. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2006.- №10. - С. 150-153.

Здобувачем за допомогою програмного середовища MATHLAB були отримані моделі залежностей температури плавлення переетерифікованого жиру від складу сировинної суміші та перевірено їх адекватність.

5 Криволапов А.Н., Демидов В.И., Демидов И.Н. Использование математического моделирования при получении жиров с заданными свойствами. // Олійно-жировий комплекс. - Дніпропетровськ. -2004. - №2(5) - С. 65-66.

Здобувачем проведено аналіз методів прогнозування властивостей жирів, виконано дослідження та обрано метод розрахунку розробленої математичної моделі.