Розділ 4. Теоретичні основи процесу виробництва витопки тваринних жирів

Витопка жиру – це процес вилучення жиру-сирцю тепловим методом. Витопку проводять мокрим або сухим способом.

При мокрій витопці жир-сирець безпосередньо контактує з водою або гострою парою. При цьому білкові речовини, які утримуються в жировій тканині, під дією вологи й теплоти гідролізуються й частково розчиняються, вивільняючи жир. Виходить трифазна система жир - вода - шквара.

Мокрим способом витоплюють жир на установках РЗ-ФВТ-1 (АВЖ), " Титан", " Де-Лаваль", " Центрифлоу-Майонор", " Чита-3", в автоклавах, казанах з вогневим обігрівом. У процесі витопки температуру підтримують на рівні 70-90°С, тиск пари – 0, 13-0, 15 МПа, температуру гарячої води – 70-80º С.

При сухій витопці жир-сирець нагрівається через поверхню, що гріє. Волога, яка утримується в сировині, під час витопки жиру випаровується в атмосферу або віддаляється під вакуумом. У результаті теплового впливу білки жирової тканини стають тонкими, руйнуються й виділяється жир. Виходить двофазна система сухий жир – шквара. Сухим способом витоплюють жир на установці " Шарплес", у відкритих двостінних казанах з мішалкою, у горизонтальних вакуумних казанах. Залежно від застосовуваного устаткування процес витопки проводиться при 42-120°С і тиску пари 0, 05-0, 4 МПа.

Знежирення кістки. Кістку знежирюють тепловим (мокрим і сухим) і холодним (екстракційним, гідромеханічним, електроімпульсним) способами.

При тепловому знежиренні кістки мокрим методом жир витоплюють при атмосферному тиску й температурі 90-100°С або при надлишковому тиску 0, 3-0, 4 МПа. Сухе теплове знежирення проводять у казанах при розрідженні 0, 09-0, 08 МПа й температурі 60°С.

Екстракційне знежирення кістки проводять леткими розчинниками. При цьому методі вилучення жиру із сировини практично повне. Однак цей метод вимагає складної апаратури, дорогих і вибухонебезпечних розчинників.

Крім того, з вилученого жиру й знежиреної сировини необхідно ретельно видаляти залишки розчинника. У м'ясній промисловості цей метод застосовують для знежирення кістки на клейових і желатинових підприємствах.

Гідромеханічний (імпульсний) метод вилучення жиру заснований на використанні кавітаційних імпульсів і потужних гідравлічних ударів, що виникають при русі робочого органа машини й оброблюваної сировини у воді або іншому рідкому середовищі. Під дією високошвидкісних імпульсів і тиску води руйнуються зв'язки, які утримують жирові клітини в складі тканин, і жир з жирових клітин виділяється у водне середовище. Цей метод найбільше доцільно застосовувати для вилучення жиру з кістки при подальшому її використанні у виробництві желатину й клею, тому що білкові речовини в знежиреній кістці зберігають свої властивості.

Електроімпульсний метод знежирення полягає у впливі на кістку гідравлічних імпульсів при електричних розрядах конденсаторів. В установці для електроімпульсного знежирення кістки струм низької напруги (127-220 В) перетворюється в струм високої напруги (50-90 кВ і вище), який накопичується в конденсаторах. При розряді електрична енергія переходить в енергію вибуху, і в результаті виникаючих у рідині імпульсів з кістки вилучається жир. Співвідношення кістки й води (1: 2)-(1: 4). Отриманий кістковий жир відрізняється високою якістю.

Відділення витопленого жиру або жироводної суспензії від шквари. Шквару (знежирену кістку) відокремлюють від води й пари на обертовому сітчастому барабані (ротаційному фільтрі або горизонтальній відстійній центрифузі безперервної дії). При витопці жиру у відкритих казанах з паровою сорочкою шквару відокремлюють, зливаючи жир з жироводної суміші.

Жиромаса надходить на поділ при 70-90 або 48°С (низькотемпературний режим). Після фільтрування жиромаси на ротаційному фільтрі вологу зі шквари віджимають на пресі. Масова частка вологи в шкварі після центрифугування або пресування 65-70%, жиру 8-13%.

Очищення жиру. Для видалення вологи і зважених домішок жир після витопки очищають шляхом сепарування й відстоювання. Ці методи очищення засновані на різниці щільності вологи, домішок і жиру. На сепарування подають жир при температурі 90-100°С, у нього додають 10-15% води, нагрітої до 80-90º С.

Жир відстоюють при 60-65°С протягом 5-6 годин. Для прискорення осадження зважених білкових часток і руйнування емульсії в жир додають суху кухонну сіль (мливо № 1 або 2) у кількості 1-2%.

Охолодження й упаковування. Для одержання однорідної структури, а також гальмування окисних процесів жири охолоджують у пластинчастих і шнекових охолоджувачах, фризерах, в охолоджуючих барабанах, ротаторах і інших апаратах.

Свинячі топлені жири, призначені для пакування в бочки, ящики й контейнери, охолоджують до 26-35°С, призначені для фасування – до 18-23°С. Яловичі й баранячі жири охолоджують до 37-40º С, кісткові – до 30- 35º С.

У бочки, ящики й контейнери перед пакуванням жиру вкладають мішки-вкладиші з полімерних матеріалів. При дрібному фасуванні масою 100, 200 і 250 г жир пакують у пергамент, кашировану фольгу, полімерні матеріали або в скляні банки.

Якість харчових жирів встановлюють на основі органолептичної оцінки й хімічного аналізу. Проби відбирають від кожної партії одного виду й сорту. При органолептичній оцінці визначають колір, запах, смак, консистенцію й прозорість у розплавленому стані. Шляхом хімічного аналізу визначають масову частку вологи й кислотне число.

Відповідно до вимог стандарту встановлюють вид і сортність жирів. Тару зважують до й після заповнення жиром.

Стійкість жирів при зберіганні залежить від їх якості й виду, вмісту природних антиокислювачів (токоферолу, лецитину) і умов зберігання. При короткочасному зберіганні (до 1 міс.) жири поміщають у темні, сухі, охолоджувані приміщення з температурою 5-6°С і відносною вологістю повітря 80%. Більш тривале зберігання жирів (до 6 міс.) проводять при температурі не вище -8º С і відносній вологості повітря не більше 90%, при -12 °С жири зберігають до 12 міс. При зберіганні жирів не допускається коливання температури більше 1°С, інакше можлива конденсація водяних парів і поява цвілі на поверхні тари. Не слід зберігати жири разом із сильнопахучими продуктами, тому що жири легко сприймають сторонні запахи. Періодично, не рідше разу в 6 міс. при температурі зберігання -12º С і через 3 місяці при -5-8°С, необхідно контролювати якість жирів для встановлення строків зберігання й подальшого використання.

Стійкість жирів при зберіганні можна підвищити, якщо перед зберіганням і в ході переробки провести деаерацію, а також якщо пакувати їх у герметичну або непрозору тару або зберігати при низькій температурі в атмосфері азоту або діоксиду вуглецю.

Значний ефект дає введення в жир синтетичних і природних інгібіторів окислювання (антиокислювачів), які сприяють підвищенню стійкості й збереженню в жирах вітамінів і поліненасичених жирних кислот. Антиокислювачі додають після відстоювання або сепарування жирів при 70-90º С. На 1 т топленого жиру додають не більше 200 г антиокислювачів, попередньо розчинених у 2-3 кг жиру, ретельно перемішують протягом 5-10 хв, після чого жири негайно охолоджують і розливають у тару.

Обробка шквари. Для більш повного вилучення жиру проводять додаткову суху витопку в горизонтальних вакуумних казанах з наступним віджиманням шквари на пресах або шквару виварюють у воді у відкритих одностінних казанах без мішалки.

Вологу шквару, отриману у відкритих казанах, знежирюють у воді при атмосферному або надлишковому тиску. Виварення шквари у відкритих казанах проводять при 100°С протягом 2, 5 годин, в автоклавах – 2 години при тиску 0, 2-0, 25 МПа. По закінченні процесу в казан додають кухонну сіль і проводять відстоювання. Виварену шквару, яка містить до 5% жиру, висушують в умовах вакууму при 0, 08 МПа й температурі 75°С протягом 3, 5-4 годин до масової частки вологи 6-8% і направляють на виробництво сухих кормів.

Суху шквару, отриману в горизонтальних вакуумних казанах, після відціджування жиру при 75-80°С протягом 4 годин віджимають на шнекових пресах безперервної дії або гідравлічних пресах періодичної дії. Масова частка жиру в шкварі після пресування не повинна перевищувати 12%. Пресовану шквару охолоджують і направляють на виробництво кормового борошна.

При знежиренні шквари з масовою часткою вологи 15-40% у фільтруючих центрифугах ТВ і ТН-800 вміст жиру в ній знижується до 10-44%. Знежирену шквару досушують у горизонтальних вакуумних казанах. Застосування центрифугування шквари для знежирення дає жир більше високої якості, ніж пресування.