بخشی از مقاله
توليد روغن نباتي
تكنولوژي روغن
مقدمه :
روغنها :چربيها يكي ازعوامل تشكيل دهنده حيات حيواني وگياهي مي باشند .دربدن حيوانات دريايي وخشكي مقداري چربي به عنوان ذخيره انرژي وجود دارد ودرهردانه وهسته گياه مقدار چربي براي مرحله روئيدن روئيدن ذخيره شده است .بنابراين مي توان گفت كه درهمه موجودات زنده چربي وجود دارد ولي دراين گزارش مطالبي مورد بحث وبررسي قرار ميگيرد كه روغن وچربي را نه فقط ازاين حيث بلكه به عنوان يك منبع انرژي كه داراي ارزش تجارتي است وموضوع يكي از صنايع مهم كشوريعني صنعت روغن نباتي ازجمله صنايع مادر واستراتژيك درهركشوراست كه اهميت آن برهيچكس پوشيده نيست لذا بردانشجويان عزيزاست كه درجهت سازندگي كشورعنايت ويژه اي نسبت به اين گزارش داشته باشند.
اهميت خوراكي وتغذيه اي روغن :
چربيهامنبع تراكم انرژي درموادغذايي راتشكيل ميدهنديك گرم چربي 9كيلوكالري انرژي دربدن تامين مينمايد .درمقايسه يك گرم مواد قندي (كربوهيدرات) 4كيلوكالري انرژي توليد ميكند.
درغذاهايي كه چربي آنها مناسب است احساس سيري بيشتري نسبت به غذاها به مدت بيشتري درمعده ودستگاه گوارش باقي ميمانند:بنابراين احساس گرسنگي ديرترپيداميشود.
چربي فرم انرژي ذخيره دربدن هست كه درواقع گرسنگي براي تامين انرژي لازم جهت ادامه اعمال حياتي مورد استفاده قرار ميگيرد .
چربيهاحمل كننده ويتامين هاي محلول درچربي يعني ويتامينهاي A.D.E.K ميباشند حذف كرده ومارگارين ،شير،پنير،وزرده تخم مرغ ازرژيم غذايي به معني آن است كه درتنظيم رژيم غذايي بايد ازنقطه ازنظر تامين ويتامين Aازسايرمنابع غذايي دقت كافي به عمل آيد.
اهميت اقتصادي روغن:
كشورما ازنظر روغن نباتي بسياردرمضيقه است ، درسالهاي قبل ميزان وابستگي به خارج ازكشورتاميزان 99% بودوحالا تا95%به خارج وابسته هستيم .
درحال حاضربراساس آخرين آمارغيررسمي كشورمابراي تامين روغن نباتي كشور به ساليانه850هزارتن روغن نيازدارد كه ازاين مقدار سهم توليد داخلي فقط100هزارتن است وحدود 750هزارتن ازخارج به كشوروارد ميشود.ارزتخصيص يافته براي اين سهم واردات روغن نباتي به حدود يك ميليارددلارميرسدكه اين رقم برايكشورمابسيارسنگين است .لذا همواره بايستي به فكرچاره بود تاباشناخت منابع داخلي وتوسعه كشت دانه هاي روغني درداخل كشورحتي المقدرور ازميزان واردات روغن نباتي ودرنتيجه وابستگي به خارج ازكشوركاسته گردد.
صنايع روغن نباتي درايران:
درحال حاضر تعداد 14كارخانه روغن نباتي درايران وجود دارد كه به امتصفيه وهيدروژناسيون مبادرت مينمايند.واحدهاي توليدي ديگري نيزوجود دارند كه فقط توليد روغن مايع داشته وعمل هيدروژناسيون درآنهاصورت نميگيرد.
از14واحد توليد روغنهاي نباتي هيدرورژنه 9واحدآن درشهرهاي شيراز ،كرمان، اصفهان ،نيشابور،بابل ،ورامين،ساري وگرج واقعند (شركت روغن نباتي شيراز،كارخانه گلنام كرمان،شركت نازاصفهان،كارخانه سه گل خراسان،كارخانه شكوفه بابل،كارخانه شماره يك ورامين،كشت وصنعت شمال،شماره 1و2وشركت روغن نباتي جهان ) وپنج واحد آن درتهران واقعند .(شركت صنعتي بهشر،شركت روغن نباتي پارس،شركت مارگارين كارخانه شماره 2ورامي،شركت كارخانجات
توليدي روغن نباتي ناب ).ازاين مجموع ،كارخانه شكوفه بابل مدت مديدي است كه توليد روغن نباتي جامد هئيدروژنه ندارد وتوليد كشت وصنعت شمال واحد شماره 2نيزمتوقف است .روغن خام اوليه مورد استفاده دركارخانه هاي توليدي روغن نباتي هيدروژنه سويا ، آفتاب گردان ،تخم پنبه ميباشد كه عمدتاازخارج ازكشورتامين ميگردد.مشكلي كه كارخانجات رروغن نباتي تاحدودي باآن روبروبودند عبارت بود ازكمبود روغن خام اوليه ومشكلاتي كه درحال حاضر باآن روبروميباشندعبارت است از شكل تهيه قطعات يدكي وتاحدودي مواردي كه درپروسس روغن نيازبه آن دارند.
ساختمان وتركيب روغنهاوچربيها:
روغنها وچربيهاي خوراكي ازنظرشيميايي جزليپيدهاتقسيم بندي شده اند .ليپيدها گروهي ازتركيبات عالي هستند كه درحلال هاي عالي (اتر،كلروفرم،بنزن وكربورهاي هيدروژن ازقبل هپتان وهگزان وغيره )محلول بوده ودرآب غيرمحلول هستند ليپيدها رابه سه گروه مختلف تقسيم كرده انذ كه عبارتنداز :
ليپيدهاي ساده : كه دراثرهيدروليز به اسيدچرب والكل تبديل ميشوند ،گلسريدها دراين گروه قراردارند.
ليپيدهاي مركب :كه دراثرهيدروليز تبديل به اسيد چرب والكل وبرخي موارد ديگرميشوند وعباتنداز فسفوليپيدها ، گليكوليپيدها ،ليبوپروتئين ها.
مشتقات ليپيدها:موادي هستند كه غالبا ازهيدروليز ليپيدها حاص ميشوند مانندگليسرول والكلهاي آلي ديگري كه درساختمان
تری گلیسریدها: برای نشان دادن ساختمان یک تری گلیسرید می توان گفت در اثر ترکیب یک مولکول گلیسرین باسه مولکول اسید چرب یک مولکول آب تشکیل می گردد.
H H
H C OH HCOOR1 H C OOCR1
H C OH + HCOOR2 H C OOCR2 + H2O
H C OH HCOOR3 H C OOCR3
H
آب تری گلیسرید اسیدهای چرب گلیسرین
تعریف واژه های کنترل کیفیت وکنترل کیفی در صنعت روغن نباتی
کیفیت: در مورد فرآورده های روغن نباتی عبارت است از: مجموعه صفات و یا ویژگیهای این فرآورده این خصوصیات عبارتند از: نوع اسیدهای چرب در تری گلیسرید طعم بو رنگ مقدار بندهای دوگانه و ...
کنترل: مجموعه عملیاتی است که جهت تطبیق ویژگیهای روغن نباتی یا مشخصات مورد نظر ویا استاندارد های مربوطه انجام می گیرد.
کنترل کیفی: دراینجا کنترل کیفی به صورت اعم مطرح می شود ومعنای وسیع تری را نسبت به کنترل کیفیت آماری دارا می باشد. کنترل کیفیت در حقیقت مجموعه ای از عملیات است که جهت بهبود کیفیت محصول انجام می شود تا فرآیند فرآورده تولید شده با ویژگیهای مورد نظر با ویژگیهای مورد نظر یا استاندارد مربوطه تطبیق داشته باشد.
کنترل کیفیت در صنعت روغن نباتی بسیار با اهمیت است وبه معنای سیستمی است که مواد اولیه فرآیند محصول را دقیقا تحت کنترل قرار دهد تامحصول بااستاندارد حاصل گردد. البته کنترل زمانی قابل اجرا است که معیاری برای مقایسه وتطبیق وجودداشته باشد. این معیارها می توانند استانداردهای ملی یا کارخانه ای باشند. پس اساس در کنترل کیفی صنعت روغن نباتی استاندارد کردن هر مرحله از موادی مختلف است. ونباید فراموش نمود که محصول با کیفیت مورد نظر تنها از طریق انجام صحیح عملیات تولیدی بدست می آید نه از طریق انجام بازرسی حتی بازرسی صد در صد.
مراحل مختلف کنترل کیفی فرآورده روغن نباتی:
بطور کلی مراحل مختلف کنترل کیفی در صنایع روغن نباتی را به ترتیب زیر می توان طبقه بندی نمود:
1- کنترل در مزرعه { کنترل کشاورزی}
2- کنترل مواد اولیه
3- کنترل فرآید
4- کنترل محصول
5- کنترل در انبار
6- کنترل کشاورزی
در مورد محصولات مواد غذایی کنترل از مزرعه شروع می شود. مسایلی مانند آفت زدگی در اکثر مواقع محصولات کشاورزی را تهدید می نماید. برای مثال آفت پنبه دانه قارچی به نام آسپرژیلوس فلاووس که سم آفلاتوکسین تولید می کند در حالی که دانه سویا در معرض قارچ باشد سم کمتری ایجاد می شود. کنترل دانه هایروغنی در مزرعه امری بسیار ضروری است برای مثال اگر دانه روغنی به منظور انبار کردن برداشت می شود مرحله رسیدگی در هنگام برداشت جهت طولانی کردن عمر انباری مهم است. دراین رابطه زمان چیدن دانه روغنی از ساقه از نقطه نظر سنتز مواد دارای اهمیت است. مثلا دانه هایی که عمل رسیدن
آنها تحت رطوبت کم صورت گرفته نسبت به دانه هایی که در رطوبت زیاد رسیده شده اند معمولا مقاوم ترند زیرا سیستم آنزیمی در شرایط رطوبت فعالتر است. مراقبت در امر حمل ونقل نیز جهت جلوگیری از فساد کاهش ضایعات وکاهش افت تولید مهم است. هم چنین ÷رداخت قیمت دانه براساس آنالیزدانه ها باتوجه به وزن هر محموله وبه نسبت وجود خارجی در داخل دانه ها تعیین می گردد.
2- کنترل مواد اولیه: [ Raw Material control]
مواد اولیه در یک کارخانه روغن نباتی عبارت از کلیه موادی است که برای مصرف جهت تولید فرآورده روغن نباتی به کارخانه وارد می شود برای مثال دانه روغنی روغن نباتی خام اسید فسفریک سود خاک رنگبر اسید سیتریک آنتی اکسیدان وغیره.
همانگونه که مشاهده می گردد برخی ازاین مواد وارد محصول نمی شود بااین وجود مواد اولیه کارخانه محسوب می شود وکیفیت آن تاثیر مستقیم برروی کیفیت محصول نهایی دارد وبایستی مورد کنترل دقیق قرار گیرد. درایران برخی از کارخانجان دارای سیستم روغن کشی می باشند بنابراین ماده اولیه مهم این کارخانجات دانه روغنی است ودر کارخانجاتی که فاقد این سیستم هستند روغن خام جزء مواد اولیه مهم محسوب می شود کنترل دقیق این مرحله در جهت استاندارد کردن محصول دارای اهمیت زیادی است زیرا کنترل محصول در حقیقت یک بازرسی است. وزمانی که محصولی آماده می شود وهیچ گونه ضعف یا اشتباه را نمی توان جبران کرد. کنترل محصول نهایی به تنهایی فقط می تواند با تحمل در صد خطای قابل ملاحظه ای محصولات معیوب را از محصولات سالم جدانماید ولی نمی توان عوامل بوجود آورنده اشکال رابطور دقیق مشخص ویادر صورت امکان برطرف نماید.
2-1- دانه روغنی:
یکی از مهم ترین دانه های روغنی پنبه دانه است . پنبه گیاهی گلدار است که دارای ریشه ای عمودی به ارتفاع cm 60-250 می باشد. الیاف آن وش وتخم را پنبه دانه می گویند. پنیه از جمله محصولات استراتژیک گرانبهاست تاجایی که به آن طلای سفید گفته می شود. کشت آن به قبل از یکپارچگی قاره های جهان مربوط می شود ودرحال حاضر 32 میلیون هکتار از اراضی کره زمین به کشت آن اختصاص دارد. هم اکنون کشت پنبه در 14 استان مملکت صورت می گیرد که
قسمت اعظم آن در گرگان وگنبد کشت می شود. تا سال 58 پنبه بزرگترین در آمد پس از نفت بوده ولی متاسفانه به علت عدم رسیدگی کافی هنوز کشت وکار این محصول باشیوه های سنتی وکم بازده صورت می گیرد. بطور کلی عواملی که در فساد مواد اولیه چرب موثر هستند عبارتند از: رطوبت نور ناخالصی های موجود در آن آنزیم ها میکردارگانیسم ها کیفیت نوع ماده روغنی فلزات و ..
جهت نگهداری دانه های روغنی بایستی آنزیم های موجود را غیر فعال کرد تااز تجزیه ودگرگونی چربی ها در جریان انبار داری جلوگیری نمود. اکثر آنزیم ها در برابر حرارت حساس هستند ودر برابر حرارت بالا غیر فعال خواهند شد. ضمنا برای فعالیت آنزیم بایستی رطوبت مناسبی وجودداشته باشد بنابراین باکم کردن رطوبت یا خشک کردن دانه ها فعالیت آنزیم ها به مراتب کمتر می شود. عواملکه فعالیت آنزیم ها را تشدید می کنند همان فاکتورهای هستند که در رشد
باکتریها وکپک ها موثرند. وهم چنین اثرات فساد اینها نیز مشابه به همدیگر می باشد. تشخیص اثر هریک به تنهایی مشکل است. دانه های روغنی بهترین حالت انبار داری رادر رطوبت پایین دارند که در این صورت فعالیت انزیم ها ورشد کپک ها متوقف می شود. ماکزیمم رطوبت مورد قبول برای دانه سویا 13% وبرای پنبه دانه 15% است وبه آن رطوبت مجرانی اطلاق می شود. فساد دانه ها برروی میزان روغن آنها تاثیر می گذارد برای مثال درعمل هیدرولیز میزان زیادی اسید چرب آزاد تولید می گردد. اجزاء غیر گلیسریدی دانه ها، تولید رنگدانه می کند که رنگ روغن را تیره نموده وجهت رنگبری ایجاد اشکال می کند. درجه حرارت بالا
نه تنها میکروارگانیسم ها را از بین می برد بلکه آنزیم ها را غیرفعال می نماید. قابل ذکر است که برخی تغییرات بوجود آمده در زمان انبارداری مطلوب است. برای مثال در زمان روغن استحصالی از دانه سویای تازه برداشت شده در مزرعه از میزان آن در دانه ای که مدتی انبار شده است کمتر می باشد. همچنین انبار داری دانه سویا به کم کردن نیز این کلروفیل در دانه سبز کمک می نماید. وجود کلروفیل در روغن نامطلوب است زیرا جدا نمودن آن در فرآیند تولید به دشواری صورت می پذیرد. هوادهی ونمک کردن در مرحله انبار داری از نکات بسیار مهم است. صدمات مکانیکی نیز فساد دانه ها را به همراه دارد. وجود برخی از ناخالصی ها، نظیر فلزات در دانه های روغنی باعث تسریع در اکسید اسیون ودرنتیجه فساد دانه ها می شود.
سیتیک لیپولیز:
تجزی چربی خنثی در دانه های روغنی انبار دشه یک فرآیند اتوکاتالتیک است که افزایش نسبت آن بستگی به زمان انبار داری دارد. در پنبه دانه میزان پیشرفت لیپولیز با معادله دیفرانسیلی زیر نمایش داده می شود.
dF = KF [ loo-F]
dt
t= زمان
F= درصد اسیدهای چرب آزاد
K = چربی که وابسته به درجه حرارت انبار است
انبار داری در کارخانجات کشور:
دانه پنبه ، سویا به وسیله کامیون به داخل کارخانه های حمل شده وتوسط کارگران به داخل کنویر [ conveyer] که در پایین تر از سطح زمین قرار دارد ریخته می شود. سطح رویی کنویر را میله های آهنی به فاصله حدود Scm پوشانده است بطوری که تاحدی از ورود آشغال به داخل کنویر جلوگیری می شود. در یک سیستم انبارداری مناسب بایستی دانه ها بطور مکانیکی به بالای ماسکوگی [سیلوی دانه های روغنی باساختمان خاص] حمل شده ودر جای مناسب آنها را به زمین بریزند. بدین ترتیب به کاهش رطوبت کمک می گردد. انبار تخم پنبه ودانه سویا بایستی جدا از یکدیگر باشد زیرا رطوبت دانه ها بایکدیگر متفاوت است. در مرحله انبار داری دانه روغنی کنترل درجه حرارت ورطوبت مهم است. کنترل درجه حرارت توسط میله های بلندی که ترمومتردر سر آن قرارگرفته انجام پذیر است. حرارت تخم پنبه در انبار معمولا در F ْ70ْ کنترل می گردد. در صورت ازدیاد درجه حرارت میزان هوادهی به دانه های زیادتر می گردد. دانه سویا قبل از سیلو شدن وارد خشک کن شده تا رطوبت به حدود 11درصد برسد. حرکت دانه ها از سیلو به داخل کارخانه با سیستم پنوماتیک انجام می شود.
کنترل کیفیت دانه های روغنی:
کنترل کیفی دانه روغنی منحصرا به کنترل آن در مرحله انبار داری مربوط می شود. در مرحله انبارداری دانه روغنی فاکتورهای ذیل مورد کنترل قرار می گرد.
1- درصد مواد خارجی [ درکتاب AOCS روش Aa2-38 ، طرز تعیین این فاکتور آورده شده است]. مقدار مشخصی از دانه ها را وزن کرده [ 100gr] وپس مواد خارجی آن را جدا نموده ومجددا وزن می کنند. درصد مواد خارجی از رابطه زیر بدست می آید:
درصد مواد خارجی = وزن ثانویه * 100
وزن اولیه
2- رطوبت ومواد فرار . [ در کتاب AOCS روشهای AC2- 41 , Aaз- 33 بطور مفصلی بحث شده است. ] بااستفاده از رطوبت دیجیتالی ، یا رطوبت سنج لامپی [ معمولا لامپ مادون قرمز] ویا با آون معمولی قابل اندازه گیری است.
