Ef þú hefur einhvern tíma horft á olíu koma úr skrúfupressu - dökk, skýjuð, lyktandi af fræinu sem hún kom úr -, myndirðu aldrei giska á að þetta væri sama efnið sem endar sem glæra, hlutlausa-flaskan sem bragðast á hillu stórmarkaðar. Sú umbreyting er vinnan við olíuhreinsun, fjölþrepa ferli sem fjarlægir óhreinindi sem eru náttúrulega í hrári jurtaolíu á sama tíma og þríglýseríðin sem gera olíuna verðmæta varðveita. Þetta snýst ekki bara um að láta olíu líta hreina út - hvert skref miðar að sérstökum efnasamböndum sem hafa áhrif á bragð, stöðugleika, geymsluþol og jafnvel öryggi.
Það sem hráolía inniheldur í raun og veru
Hráolía - olían beint frá pressun eða útdrætti úr leysi, áður en hreinsun - er að mestu leyti þríglýseríð (hlutlausa olían sem við viljum), en hún ber einnig kokteil af óæskilegum efnasamböndum. Fosfólípíð (gummi) gera olíuna skýjaða og valda froðumyndun þegar hún er hituð. Frjálsar fitusýrur (FFA) gefa olíunni skarpt, harðskeytt bragð og draga úr reykmagni hennar. Litarefni eins og klórófyll og karótenóíð gefa olíunni dökkan lit og geta stuðlað að oxun. Snefilmálmar, skordýraeitur og umhverfismengun geta einnig verið til staðar, allt eftir gæðum fræs og útdráttaraðferð. Og rokgjörn efnasambönd - aldehýð, ketón og oxunarefni - eru það sem gefur hráolíu sterka, oft óþægilega lykt.
Markmiðið með hreinsun er að fjarlægja þessi óhreinindi með eins litlu tapi af hlutlausri olíu og mögulegt er. Vel-hreinsunarstöð gæti tapað 3–8% af þyngd hráolíu sem aukaafurðir og vinnslutap, allt eftir olíugæðum og hreinsunaraðferð. Illa rekinn rekstur getur tapað umtalsvert meira sem kemur beint niður á arðsemi.
Skref eitt: Degumming
Degumming er fyrsta hreinsunarskrefið og hlutverk þess er að fjarlægja fosfólípíð - gúmmíefnasamböndin sem gera hráolíu skýjaða og óstöðuga. Fosfólípíð eru verðmæt í sjálfu sér (þau eru uppspretta lesitíns í atvinnuskyni), en skilin eftir í olíunni valda þau vandamálum: þau freyða við steikingu, brotna niður við háan hita og trufla niðurstreymishreinsunarskref.
Algengasta aðferðin er vatnshreinsun: heitu vatni (um 80–85 gráður) er blandað saman við hráolíuna, sem veldur því að fosfólípíð vökva - þau gleypa vatn, bólgna og verða óleysanleg í olíunni. Vökvaða gúmmíið myndar sérstakan þungan fasa sem er fjarlægður með skilvindu. Aðskilið gúmmí má þurrka og selja sem hrátt lesitín, nota í dýrafóður eða vinna frekar í matvæla-lesitín.
Fyrir olíur með mikið magn af ó-vökvahæfum fosfólípíðum (sem bregðast ekki við vatni einu saman) er sýruhreinsun notuð. Lítið magn af fosfórsýru eða sítrónusýru er bætt á undan vatninu, sem breytir ó-vökvahæfu fosfólípíðunum í vatnshæft form sem síðan er hægt að fjarlægja með vatni og skilvindu. Ensímhreinsun, nýrri aðferð, notar fosfólípasa ensím til að brjóta niður fosfólípíðbyggingar og ná enn lægri fosfórgildum með minna olíutapi. Nútíma samfellt degumming kerfi geta fjarlægt yfir 95% af fosfólípíðunum, sem tryggir að olían haldist tær jafnvel í kæli.
Skref tvö: Afsýring (hlutleysing)
Afsýring fjarlægir fríar fitusýrur, sem eru helsta orsök þrösks bragðs og skerts geymsluþols. Það eru tvær í grundvallaratriðum ólíkar aðferðir: efnahreinsun og eðlishreinsun.
Efnahreinsun (einnig kölluð alkalíhreinsun eða hlutleysing) er hefðbundin aðferð. Þynntri lausn af natríumhýdroxíði (ætandi gosi) er blandað saman við afhreinsuðu olíuna. NaOH hvarfast við frjálsu fitusýrurnar og myndar sápu (natríumsölt fitusýra), sem er óleysanleg í olíu og aðskilur sem þungur fasi sem kallast sápustokkur. Sápustokkurinn er fjarlægður með skilvindu og olían er síðan þvegin með heitu vatni til að fjarlægja sápuleifar, síðan þurrkuð undir lofttæmi. Efnahreinsun er áhrifarík fyrir hvaða FFA stig sem er og framleiðir mjög hreina olíu, en það hefur galla: sápustokkurinn ber 1–3% af hlutlausri olíu með sér (efnahagslegt tap) og ferlið myndar frárennslisvatn sem þarfnast meðhöndlunar.
Líkamleg hreinsun (einnig kölluð gufuhreinsun eða eimingarafsýring) er nútímalegri nálgun og hefur orðið ríkjandi aðferð fyrir flestar jurtaolíur. Í stað þess að hvarfast efnafræðilega við FFA, fjarlægir líkamleg hreinsun þau með eimingu: olían er hituð í 240–260 gráður undir djúpu lofttæmi (venjulega undir 3 mbar, eða 600 Pa), og lifandi gufu er sprautað í gegnum hana. Frjálsu fitusýrurnar hafa mun lægri suðumark en þríglýseríð, svo þær gufa upp og berast með gufunni, síðan þéttar og safnað saman sem aukaafurð sem kallast fitusýrueiming (sem hægt er að selja til notkunar í sápugerð, dýrafóður eða lífdísil). Líkamleg hreinsun sameinar afsýringu og lyktareyðingu í einu skrefi, notar engin kemísk efni, myndar engin sápustokk eða afrennsli og missir minna af hlutlausri olíu. Helsta takmörkunin er sú að það virkar best fyrir olíur með lágt til í meðallagi FFA innihald (undir 3–5%) og krefst mjög árangursríkrar deguhreinsunar fyrst, vegna þess að fosfólípíðleifar brotna niður og dökkna olíuna við háan hita sem notuð er.
Valið á milli efna- og eðlishreinsunar fer eftir olíutegundinni, FFA-stigi og viðkomandi vöru. Pálmaolía, pálmakjarnaolía, kókosolía og flestar háar-FFA olíur eru venjulega líkamlega hreinsaðar. Sojaolía, repjuolía og sólblómaolía geta farið á hvorn veginn sem er, þó að líkamleg hreinsun sé æ æskilegri. Bómullarfræolía og sumar sérolíur kunna enn að nota efnahreinsun vegna sérstakra óhreinindasniða.
Þriðja skref: Bleiking
Bleiking fjarlægir litarefni - fyrst og fremst blaðgrænu (grænt) og karótenóíð (gult, appelsínugult, rautt) - ásamt sápuleifum, fosfólípíðum, oxunarefnum og snefilmengun. Þrátt fyrir nafnið er það ekki efnableikt ferli; það er aðsogsferli sem notar bleikjarjörð (virkjaðan leir) og stundum virkt kolefni.
Ferlið er einfalt: afsýrða og afsýrða olían er hituð í 90–110 gráður undir lofttæmi (venjulega um 50 mbar), og 0,5–2% af bleikjarðinni er blandað í. Virkjaða leirinn hefur gríðarstórt yfirborð og aðsogar litarefnisameindir, sápuleifar og önnur skautuð óhreinindi á yfirborðið. Eftir 15–30 mínútna snertitíma er olíu-jarðblandan síuð í gegnum þrýstiblaðasíur eða síupressur, fjarlægt eydda bleikjarðirnar og skilin eftir tær, ljós-olía. Hægt er að bæta virku kolefni við 0,1–0,5% fyrir olíur með mikla litarefni eða til að fjarlægja fjölhringa arómatísk kolvetni (PAH) og önnur snefilmengun.
Tómarúmið er mikilvægt vegna þess að það kemur í veg fyrir oxun olíunnar við hærra hitastig sem notað er - súrefni í loftinu myndi bregðast við heitu olíunni og framleiða ó-bragðefni og oxunarefni. Notað bleikjarð, sem inniheldur 20–40% meðfylgjandi olíu, er aukaafurð sem er stundum notuð í dýrafóður, múrsteinagerð eða urðun, þó olíuinnihaldið geri það að eldhættu ef ekki er meðhöndlað á réttan hátt.
Skref fjögur: Lyktaeyðing
Lyktaeyðing er síðasta stóra hreinsunarskrefið og það er það sem gefur hreinsaðri olíu hlutlaust bragð og lykt. Markmiðið er að fjarlægja rokgjarnar efnasambönd - frjálsar fitusýrur (í líkamlegri hreinsun), aldehýð, ketón, alkóhól og önnur - lyktar- og bragðefnasambönd -virk efnasambönd - ásamt hvers kyns varnarefnaleifum og léttum fjölhringlaga arómatískum kolvetnum.
Lyktaeyðing er í meginatriðum gufueimingarferli sem framkvæmt er við háan hita og djúpt lofttæmi. Olían er hituð í 180–220 gráður fyrir hefðbundna lyktareyðingu (eftir efnahreinsun) eða 240–260 gráður fyrir líkamlega hreinsun (þar sem afsýring og lyktarhreinsun eiga sér stað saman). Þrýstingnum er haldið við 2–6 mbar (mjög lágt, nálægt -tæmi) og lifandi gufu er sprautað í gegnum olíuna. Gufan fjarlægir rokgjarnu efnasamböndin, sem síðan eru þétt og safnað. Dvalartíminn er venjulega 30–90 mínútur, allt eftir olíugerð og æskilegri lyktareyðingu.
Hátt hitastig er nauðsynlegt vegna þess að rokgjarnu efnasamböndin hafa lágan gufuþrýsting og þurfa hita til að gufa upp, en það er líka viðkvæmasti hluti ferlisins. Of mikill hiti eða of langur dvalartími getur valdið hitauppstreymi niðurbrots olíunnar - transfitusýrumyndunar, litabreytingar og taps á náttúrulegum andoxunarefnum eins og tókóferólum. Nútíma lyktareyðir eru hönnuð til að lágmarka útsetningu fyrir hita með því að nota skipulagða pökkun (sem eykur skilvirkni gufu-olíusnertingar) og styttri dvalartíma við hæsta hitastig. Eftir lyktareyðingu er olían kæld hratt undir lofttæmi og litlu magni af sítrónusýru (50–200 ppm) er oft bætt við sem klóbindandi efni til að binda snefilmálma og bæta oxunarstöðugleika.
Valfrjálst skref: Vaxhreinsun (vetrarvæðing)
Sumar olíur - sólblómaolía, maísolía, hrísgrjónaklíðolía og sumar vínberja- og bómullarfræolíur - innihalda vaxestera sem eru á föstu formi við stofuhita. Ef þau eru skilin eftir í olíunni valda þessi vax skýju þegar olían er kæld (til dæmis í kæli) og geta sest sem botnfall neðst á flöskunni. Fyrir olíur sem seldar eru sem glærar,-borðvörur, þarf vaxhreinsunarskref.
Vaxhreinsun (einnig kallað vetrarvæðing) er einfalt kristöllunar- og síunarferli. Bleikt eða fullhreinsað olían er hægt að kæla niður í 5–15 gráður (fer eftir olíugerð) og haldið við það hitastig í nokkrar klukkustundir, sem gerir vaxesterunum kleift að kristallast í fastar agnir. Olían er síðan síuð í gegnum síupressu eða himnusíu, fjarlægir vaxkristalla og skilur eftir tær olía sem helst gegnsær jafnvel við kælihita. Síað vax er minniháttar aukaafurð, stundum notað í iðnaði eða dýrafóður.
Aukaafurðir og afrakstur
Hreinsun snýst ekki bara um að fjarlægja óhreinindi - hún myndar líka dýrmætar aukaafurðir sem stuðla að hagkvæmni ferlisins. Frá slípun er hægt að vinna aðskilið gúmmí í lesitín, mikið notað matvælaýruefni, eða selja í dýrafóður. Frá efnahreinsun er hægt að sýra sápustokkinn til að endurheimta frjálsar fitusýrur til notkunar í sápu, lífdísil eða dýrafóður. Frá líkamlegri hreinsun er fitusýrueimingin seljanleg vara sem notuð er við svipaða notkun. Frá bleikingu hefur eytt jörðin takmarkað verðmæti en stundum er hægt að vinna hana til að endurheimta meðfylgjandi olíu.
Heildarafrakstur hreinsunar - hlutfall hráolíu sem endar sem hreinsuð matarolía - er venjulega á bilinu 92% til 97%, allt eftir gæðum hráolíu (FFA innihald, fosfórmagn, óhreinindi) og hreinsunaraðferð. Hágæða-hráolía með lágu FFA og góðri slípun getur skilað yfir 97%; léleg-gæða hráolía með hátt FFA og mikið óhreinindi gæti skilað allt að 90%. Fyrir súrálsvinnslu sem vinnur þúsundir tonna á mánuði þýðir jafnvel 1% munur á ávöxtun verulegar tekjur, sem er ástæðan fyrir því að hagræðing og stjórnun ferla er tekin mjög alvarlega.
niðurstöðu
Hreinsun matarolíu umbreytir hrári, dökkri, sterklega bragðbættri olíu í þá tæru, hlutlausu, stöðugu vöru sem neytendur búast við, í gegnum röð vandlega stjórnaðra eðlis- og efnaferla. Degumming fjarlægir fosfólípíð með því að nota vatn, sýru eða ensím. Afsýring fjarlægir frjálsar fitusýrur annaðhvort með efnahvörfum við ætandi gos (efnahreinsun, framleiðir sápuefni) eða með háum-gufueimingu við háan hita (líkamleg hreinsun, framleiðir fitusýrueimingu). Bleiking notar virkan leir og kolefni til að gleypa litarefni og leifar óhreininda. Lyktaeyðing notar há-gufu undir djúpu lofttæmi til að fjarlægja rokgjörn bragð- og lyktarsambönd og framleiða endanlega hlutlausa-olíu sem bragðast. Valfrjáls afvaxun fjarlægir vaxestera fyrir olíur sem þurfa að vera tærar við lágt hitastig.
Þróunin í greininni er í átt að líkamlegri hreinsun - færri kemískra efna, minna úrgangs, meiri afraksturs og samsettrar afsýringar-lyktarhreinsunar í einu skrefi - en efnahreinsun á enn sinn stað fyrir ákveðnar olíur og há-FFA hráolíu. Það sem breytist ekki er meginreglan: fjarlægðu óhreinindin sem gera olíuna óstöðuga, ó-bragðbætt eða óörugg, en varðveittu hlutlausu þríglýseríðin sem gera olíu að verðmætu innihaldsefni matvæla.
