Способ фракционирования свиного жира

 

СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ СВИНОГО ЖИРА путем кристаллизации расплава охлаждением при встряхивании и отделения высокоплавкой фракции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности разделения и интенсификации процесса, охлаждения расплава жира осуществляют до температуры на 1-2с выше заданной температуры кристаллизации в течение 20-25 мин с последующей выдержкой его при заданной температуре кристаллизации в течение 10-15 мин, при этом встряхивание проводят непрерывно на протяжении всего процесса с частотой 125-135 цикл/мин и амплитудой колебаний 5-6 мм.§

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 60 С 11 В 7/00 и л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3405993/28-13 (22) 02.03.82 (46) 30.03.84. Бюл.Р 12 (72) E.Ã.×åðíoâà (71) Восточно-Сибирский технологический институт (53) 665.222(088.8) (56) 1. Новое в технике и технологии производства пищевых животных жиров эа рубежом. — Обзорная информация.

Сер. "Мясная промышленность".ЦНИИТЭИ, 1978, с.10-15.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 822021, кл.G 01 N 33/04, 1980.

„„sU„„ ÄÙß,7ßß А (54 ) (57 ) СПОСОБ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ СВИНОГО ЖИРА путем кристаллизации расплава охлаждением при встряхивании и отделения высокоплавкой фракции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности разделения и интенсификации процесса, охлаждения расплава жира осуществляют до температуры на 1-2 С выше заданной температуры кристаллизации в течение

20-25 мин с последующей выдержкой его при заданной температуре кристаллизации в течение 10-15 мин, при этом встряхивание проводят непрерывно на протяжении всего процесса с частотой

125-135 цикл/мин и амплитудой колебаний 5-6 мм.

Ф сО

108279b

Изобретение относится к пищевой в частности молочной и масложировой, промышленности и может быть использовано в производстве молочных продуктов для питания детей раннего возраста, маргариновой продукции и кондитерских изделий.

Известен способ фракционирования пищевых жиров, предусматривающий фракционирование жира в присутствии пищевых поверхностно-активных веществ, заключающийся в том, что частичную кристаллизацию свиного жира осуществляют однократным .фракционированием путем охлаждения при перемешивании в течение 8 ч при определенной темпе-, ратуре (25-35 С) или двукратным фрак,15 ционированием при 25 С на первой ста- о дии и при 16 С на второй стадии, затем жир смешивают с поверхностно-активным веществами и.подвергают рафинации (13. 20

Недостатки данного способа — боль-. шая продолжительность процесса кристаллизации и дополнительные очистка . и рафинация получаемых фракций.

Наиболее близок к предлагаемому 25 по технической сущности способ фракционирования свиного жира путем кристаллизации расплава охлаждением при встряхивании и отделения высокоплавкой фракции. Встряхивание ведут с частотой колебаний 100-105 цикл/мин,. причем вначале вь целяют высокоплавкую фракцию кристаллизацией при 2527 С в течение 1,5-2 ч, .затем из оставшейся после вакуум-фильтрации жидкой фракции выделяют среднеплавкую фракцию повторной кристаллизацией при

15-19 С в течение 2,5-3 ч (23.

Известнь|й способ не обеспечивает точного разделения свиного жира в 40 связи с образованием маэеобраэной массы, неподдающейся фильтрованию,что не позволяет выделить жидкую фракцию.

Цель изобретения — повышение точности разделения и интенсификаций 45 процесса кристаллизации свиного жира.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу фракционирования свиного жира путем кристаллизации расплава охлаждением при встряхивании и отделения высокоплавкой фракции, охлаждение расплава жира о осуществляют до температуры на 1-2 С выше заданной температуры кристаллизации в течение 20-25 мин с последующей выдержкой его при заданной температуре кристаллизации в течение

10-15 мин, при этом .встряхивание проводят непрерывно на протяжении всего процесса с частотой 125- @

135 цикл/мин и амплитудой колебаний

5-6 мм.

Предлагаемый способ фракционирования свиного жира осуществляется следующим образом. 65

Безводный свиной жир расплавляют при 55 -60 С и встряхивании с частотой.

125-.135 цикл/мин и амплитудой колебаний 5-6 мм, а затем охлаждают до температуры на 1-2 С -выше заданной температуры кристаллизации (от 29т1 до

34т1 С). Температура охлаждающей воды должна, быть равнозначной заданной температуре кристаллизации. Количество подаваемой воды регулируют так, чтобы охлаждение, жира происходило при равномерно понижающейся ско.рости в течение 20-25 мин. Затем осуществляют выдержку при непрерывном встряхивании расплава с обработкой

его охлаждением при заданной температуре кристаллизации в течение 1015 ми н.

Закристаллизовавшийся жир отделяют фильтрованием под вакуумом при температуре кристаллизации, Различают две стадии кристаллизации: зарождение кристаллов и их рост. Кристаллизация начинается при наличии мельчайших частичек кристаллизующего вещества.

Застывание жира происходит постепенно, в первую очередь, затвердевают высокоплавкие глицериды и их смесь-начинает мутнеть.

Вначале процесса отвердеуие жира происходит путем мгновенного обраэования центров кристаллизации с последующим их линейным ростом. Выделение твердой фазы триглециридов, проходящее при охлаждении жира и его механической обработке, и связанное с этим изменение структурно-механических свойств жира можно разделить на две стадии. Переход от 1 ко П стадии (условная граница раздела) происходит при критической концентрации твердой фазы.,На стадии 1 в области выше критической температуры структурообразования в переохлажденном жире появляются центры кристаллизации.Используя способность триглицеридов образовывать смешанные кристаллы и в зависимости от условий охлаждения отвердевать в составе той или иной группы или оставаться в жидком состоянии, можно управлять процессом кристаллизации.

По предлагаемому способу можно получи ь с вероятностью 0,95 высокоплавкие и особенно низкоплавкие фракции требуемой чистоты с минимальными затратами времени и средств.

Охлаждение расплава осуществляется двухстадийным способом.

В результате быстрого охлаждения на первой стадии (снижение температуры на 26-21 С) образуются центры кристаллизации из-эа наиболее высокоплавких триглицеридов, а медленное охлаждение на второй стадии(снио жение температуры на 1-2 С)обеспечивает в основном линейный рост кристаллов эа счет менее высокоплавких

1082798 триглицеридов. Эта стадия соответствует зоне массовой кристаллизации свиного жира (в пределах 27-35ОС).

Параметры охлаждения подобраны так, чтобы при используемом механическом воздействии (встряхивании) 5 на первой стадии образовалось достаточное количество центров кристаллизации, а на стадии П обеспечивалось получение достаточно крупнозакристаллиэованной массы., 10

Сокращение продолжительности охлаждения на стадии 1 (до 19 мин и более ), а также увеличение ее,(до.

26 мин и более) приводит к образованию на стадии П кристаллов, трудноотделяемых от жидкой фазы. а первомслучае образуется большое количество центров:кристаллизации, что .в итоге .приводит к образованию в основном, мелких кристаллов, а ва втором случае зародыши кристаллов, при этом наблю- дается рост кристаллов, что в итоге также затрудняет процесс разделения

Фракций.

Сокращение продолжительности охлаждения на стадии II (до.9 мин и более) повышает температуру плавления низкоплавкой фракции, что связано с йеполнь1м выкристаллиэовыванием высокОплавких триглицеридов,увеличение продолжительности охлаждения (до 16 мин 30 и более) увеличивает вероятность излишнего загустевания расплава.

Сокращение интервала между температурой охлаждения и заданной температурой кристаллизации на стадии 1 35 (менее 1ОС) сокращает выход жидкой фракции в основном иэ-за неполного отделения ее от твердого жира в связи с образованием мелкозакристаллиэованной твердой фракции, а охлаждение 40 непосредственно до температуры кристал щзацни приводит к образованию массы, неподцающейся фильтрбванию, что . в основном .отмечается при температурах .кристаллизации 28-32 C. При быстром линейном охлаждении до темпера- 45 тури кристаллизации образуются излишне мелкие кристаллы при большом коли-. честве центров кристаллизации. Чтобы получить положительные результаты при этих условиях, необходимо замед- 50 лить скорость охлаждения расплава на стадии 1, т.е. увеличить продолжительность npqpecea. повышение температуры охлаждейия; 55 свыше 2 С от заданной температуры

О. кристаллизации сдвигает процесс за родышеобразования на стадию П, так как эта температура находится в области выше критической для образова- 60 ния центров кристаллизации частью высокомолекулярных триглицеридов. В результате на стадии If повышается вероятность загустевания массы, непод.дающейся фильтрованию. . 65

При снижении частоты встряхивания, в частности, до 100-120 цикл/мин .фракционнрование возможно осуществлять при изменении других параметров. Только при сравнительно большей общей продолжительности процесса (охлаждение расплава на стадии 1 в течение 15-20 мин, на стадии II в течение 20-25 мин.) получают показатели фракционирования„ отвечающие требованиям и близкие по значению к показателям, полученным по предлагаемому способу, т.е. температура плавления низкоплавкай фракции при температуре кристаллизации ЗО C составляет соответственно 30,3-31,4 и 31,0-31,2ОС, выход фракции в среднем 52,8 и 53%. скорость фильтрации 6,1-10 и 7,5

10 кг/мин/м .

При частоте колебаний свыше

135 цикл/мин происходит ускоренное эакристаллиэовывание жира, что практически не позволяет произвести разделение твердого и жидкого жиров фильтрованием.

При снижении амплитуды колебаний ниже 5 мм повышается вероятность загустевания кристаллизуемого жира на стадии П. Если уменьшить механическое воздействие, то кристаллизация высокоплавких триглицеридов на стадии 1 завершается неполностью и дополнительное образование ими центров кристаллизации на стадии П приводит к получению мелкокристаллической труднораэделяемой массы. Использование амплитуды колебаний ниже 5 мм обусловливает увеличение продолжительности стадии 1 без сокращения продолжительности стадии П, так как последнее влечет эа собой повышение температуры плавления низкоплавкой фракции в связи с неполной кристаллизацией отделяемых триглицеридов.

При увеличении амплитуды колебаний свыше 7 мм получается масса, трудноподдающаяся фильтрованию, что связано, возможно, с образованием большого количества центров кристаллизации на стадии 1 и мелких кристаллов на стадии И.

Предлагаемым способом фракционирование свиного жира можно осуществлять при любой температуре кристаллизации от 29+1 до 34+1 С. При этом температура кристаллизации конкретно задается в зависимости от требуемой чистоты низкоплавкой фракции (от требуемой степени выделения из жира высокоплавкой фракции) по назначению использования. Например, при внесении низкоплавкой фракции свиного жира в молочные продукты для детей раннего возраста желательно выделить из свиного жира по возможности больше тугоплавких насыщенных триглицеридов, чтобы получить низкоплавкую фракцию с низкой температурой кристаллизации.

1082798

С этой целью фракционирование пред- лагаемым способом проводится при минимально допустимых температурах

29-30 или 31 С. При использовании фракций в производстве кондитерских изделий и некоторых видов маргарина их получают при более высокой температуре кристаллизации.

Пример 1. Безводный свиной жир расплавляют н кристаллиэаторе, установленном на столе встряхивателя,10 при 58 С и встряхивании с частотой

130 цикл/мин и амплитудой колебания

6 мм, охлаждают до 31,5 С путем подачи в рубашку кристаллизатора воды с температурой, равной температуре кри-15 сталлизации (30 С). Подачу воды регулируют так, чтобы охлаждение расплана произошло при равномерно понижающейся скорости н течение 23 мин.

Затем осуществляют выдержку при непрерывном встряхивании с одновременным охлаждением при заданной температуре кристаллизации 30 С н течение

12 мин для завершения кристаллизации наиболее тугоплавких триглицеридов.

После этого обработку расплава прекращают. Твердую фракцию отделяют вакуум-фильтрацией через стеклянные фильтры Р 1 при температуре кристаллизации.

Твердая и жидкая фракции, полученные из свиного жира с т. пл. 4 2, 5 ОС, имеют температуру плавления соответственно 51,2 и 31,0 С. Скорость фильтрации составляет 8,4 кг/мин/м2. Продолжительность процесса кристаллизации 35 мин.

Пример 2. Безводный свиной жир расплавляют при 60 С и встряхивании с частотой 125 цикл/мин и амплитудой колебаний 6 мм, охлаждают 40 до 31ОС в течение 20 мин при равномерно понижающейся скорости охлаждения. Затем осуществляют выдержку при непрерывном встряхивании с охлаждением при заданной температуре кристал45 лизации 30 С в течение 15 мин.

Твердая и жидкая фракция, полученные из свиного жира с т.пл.42,5 С, о имеют температуру планления соответственно 50,8 и 31,6 С. Скорость фильтрации под вакуумом через фильтры

Р 1 равна 7,5 кг/мин/м2. Продолжительность процесса кристаллизации составляет 35 мин.

Пример 3. Безводный свиной жир расплавляют при 55 С и встряхио нанни с частотой 135 цикл/мин амплитудой колебаний 6 мм, охлаждают до

32 С водой с температурой 30 С, равной заданной температуре кристаллизацииi Охлаждают в течение 20 мин.

ПоСле этого частично закристаллиэованный жир выдерживают при непрерывном встряхивании с охлаждением при о температуре кристаллизации 30 С, в течение 10 мин.

Твердая фракция, выделенная из свиного жира с т.пл.42,5 С, имеет о т.пл.51,7ОС, жидкая фракция — 30,6 С.

Скорость фильтрации под вакуумом через фильтры Р 1 равна 9 кг/мин/и

Продолжительность процесса кристаллизации 30 мин.

Пример 4. Расплав свиного жира с температурой 58 С охлаждают при встряхивании с частотой 132 цикл/ мин амплитудой колебаний 6 мм до

35 С в течение 23 мин при линейной скорости охлаждения. Охлаждают водой с температурой, равной заданной температуре кристаллизации-(34 C). Затем расплав выдерживают, не прекращая нстряхивание и охлаждение при температуре кристаллизации в течение

12 мин.

Твердая и жидкая фракции, выделенные из свиного жира с т.пл.42,5 С, имеют температуру плавления соответственно 46,0 и 35,8 С. Скорость фильтрации под вакуумом через фильтры

Р 1 равна 11 кг/мин/м2, Продолжительность процесса кристаллизации 35 мин.

Hp и м е р 5. Расплан свиного жира с температурой 59 С охлаждают при встряхивании с частотой 132 цикл/ мин и амплитудой колебаний 5 мм до

35ОС в течение 23 мин при линейной скорости охлаждения. Охлаждают водой с температурой, равной температуре кристаллизации (34 С). После этого выдерживают, не прекращая встряхивания и охлаждения при температуре кристаллизации, в течение 12 мин.

Твердая.и жидкая фракции, полученные из свиного жира с т.пл.42,5 С имеют температуру плавления соответственно 46,1 и 35,8 С. Скорость фильтрации под вакуумом через фильтры

Р 1 равна 11,0 кг/мин/м . Продолжительность процесса кристаллизации

35 мин. При амплитуде колебаний свыше 7 мм получается частично.закристаллиэованная масСа, трудно поддающаяся фильтрованию.

Фиэико-химические показатели жидких фракций,йыделенных предлагаемым способом при температурах кристаллизации 28-35 С, приведены н табл.1.

1082798

Т а б л и ц а 1

Температура Выход, Ъ плавления, С

Объект исследования

Скорость фильтрации кг/мин/м

1,4561

Свиной жир

58,5

45,4

Жидкая фракция при температуре кристаллизации, Ñ

28-29

1,4566

1 4565

1,4563

61 9

29,8

6,3

30-31

6112

31,5

7,5-10 .11-12

34-35

59,8

36,0

:Таблица 2

Исходный жир Фракции

Высокоплавкая Низкоплавкая

Опыт

Показатели

Коэффициент преломления, 50 С

1,4561 1,4552+0,0002

1,4565+0,0001

1,4568+0,0001

1,4564 1,4550+0,0003

1,4559

1,4555+0,0002

1,4564+0,0003

Температура плавления,оC

45,4

50,8+0,6

31,0 f 0,5

31,0 + 0,6

31,2 0,5

51,2 0,5

48,7+0,3

42,5

44,9

Коэффициент Йодное чипреломления,сло

50 С

При повышении температуры кристаллизации понижаются коэффициент прело-25 мления и йодное число, повышается температура плавления и увеличивается вь1ход жидкой фракции.

Данные, приведенные в табл.2;пока-. зывают, что фракционирование свиного: жира предлагаеьым способом дает возможность получить высокоплавкую и низкоплавкую фракции, значительно различающиеся по физико-химическим показателям. При этом температура плавления жидкой фракции практически 60 не зависит от температуры плавления исходного сырья. Температура плавления твердой .фракции находится в зависимости от температуры плавления исхОднОгО сыРья и степени Очистки-Отде-я

Физико-химические показатели фракций, выделенных из различных образцов свиного жира предлагаемым способом при температуре кристаллизации

30 С, приведены в табл.2. о ления ее от жидкой фракции. С повышением температуры плавления свиного жира повышается температура плавления выделяемой из него твердой фракции.

Недостаточное отделение жидкой фракции от твердой понижает температуру плавления последней.

Использование предлагаемого спосо-. ба фракционирования свиного жира .обеспечивает-получение высокоплавкой и низкоплавкой фракций при одновременном сокращении процесса кристаллиза1082798 ции в 3 раза по сравнению с прототи- фракций свиного жира в качестве допом. бавок в диетические и детские молочные продукты с улучшенным жирнокисПредлагаемый способ может быть ис- лотным составом, а также при вырапользован ) в лабораторных и проиэвод- ботке кулинарных изделий и различных ствеаных условиях при применении 5 видов маргарина.

Составитель С. Белая

Редактор Л.Пчелинская Техред С.Мигунова Корректор M-Beamed

Заказ 1675/23 Тираж 404 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4