روغن آفتابگردان و روغن نباتی

روغن آفتابگردان

اساساً دو نوع دانه آفتابگردان وجود دارد:

1) نوع روغنی
2) نوع غیر روغنی (آجیلی)

نوع روغنی به لحاظ برخورداری از 50-45 درصد روغن، جهت تهیه روغن، مورد استفاده قرار می‌گیرد و مناسب تغذیه مستقیم نیست.
در حالیکه نوع آجیلی از درصد روغن کمتری برخوردار است.
آفتابگردان نوع روغنی، دانه‌های سیاه رنگ کوچک هستند که محتوی 40٪ روغن می‌باشند. ترکیب دانه پوست گیری شده حاوی 67 درصد روغن، 21 درصد پروتئین، 3 درصد فیبر، 3 درصد خاکستر می‌باشد.

فرآوری دانه آفتابگردان و تولید روغن آفتابگردان

اساساً آماده سازی دانه آفتابگردان برای روغن‌کشی شامل مراحل تمیز کردن، خشک کردن، انبار کردن، شکستن دانه‌ها، پوست‌گیری و یا ( همراه با پوست) از مغز دانه می‌باشد و پس از آن روغن‌کشی به وسیله استخراج با حلال و یا پرس صورت می‌گیرد.

ترکیب و کاربرد روغن آفتابگردان

روغن آفتابگردان خام به رنگ کهربایی روشن می‌باشد. این نوع روغن مانند روغن سویا حاوی فسفولیپید‌ها بوده و میزان فسفولیپید‌ها در این روغن 2/1 تا 5/. درصد می‌باشد. فسفاتیدیل کولین، فسفاتیدیل اتانول آمین و فسفاتیدیل اینوزیتول بیشترین میزان فسفولیپیدها‌ی موجود در روغن آفتابگردان را شامل می‌شوند. میزان ویتامین E ( آلفاتوکوفرول ) در روغن آفتابگردان 91/. کل توکوفرول را تشکیل می‌دهد.
میزان کل توکوفرول‌ها در روغن خام آفتابگردان 1520-400  ppm می‌باشد.
میزان ویتامین E در روغن آفتابگردان چندین برابر بیشتر میزان این ماده در روغن سویا می‌باشد.
روغن آفتابگردان حاوی مقداری لینولئیک اسید و اولئیک اسید است که هر دو در کاهش میزان کلسترول خون موثرند.
اصولاً ، 15٪ اسیدهای چرب روغن آفتابگردان اسیدهای چرب اشباع می‌باشند.

روش‌های استخراج روغن و تهیّه کنجاله از دانه‌های آفتابگردان

روش صنعتی

کارخانجات مازاد روغن کشی را که عبارت‌اند از باقیمانده جامد دانه‌های روغنی، اصطلاحاً کنجاله (oil_cake یا oil_seed cake) می‌نامند که غالباً به مصرف خوراک دام رسانیده می‌شوند.

روش استخراج صنعتی از دانه‌های روغنی آفتابگردان به چهار نوع می‌باشند:

الف ) روش فشار غیر مداوم

این روش شامل دو مرحله فشرده‌سازی پی‌در‌پی است که توسط دستگاه هیدرولیک انجام می‌گیرد طوریکه حرارت از 80-60 درجه سانتیگراد تجاوز نمی‌کند و مدت زمان فشرده سازی 60-40 دقیقه است.. در این روش که به “روش سرد” موسوم است، دانه‌ها پخته نمی‌شوند و روغن‌کشی به صورت کامل صورت نمی‌پذیرد لذا کنجاله حاصله حاوی 12-6 درصد روغن باقیمانده خواهند بود.

ب ) روش فشار مداوم یا اکسپلر (expellere)

که طی آن دانه‌ها ضمن تحت فشار قرار گرفتن در دستگاه مخصوص تا 120-90 درجه سانتیگراد حرارت می‌بینند و به خوبی پخته می‌گردند. روغن دانه‌ها به میزان نسبتاً مناسب‌تری استخراج می‌شوند و کنجاله حاصله که به خوبی برشته شده است، حاوی حدود 4 درصد روغن است که اصطلاحاً کنجاله چرب خوانده می‌شود. مدت ایجاد فشار بر دانه‌ها در این روش که به روش گرم موسوم است، از 3 دقیقه تجاوز نمی‌نماید.

ج ) روش استخراج مداوم یا اکستراسیون (extraction)

استخراج روغن در این روش توسط حلال‌های آلی نظیر سولفور دو کربن، بَنزن و اتر در حرارت متوسط صورت می‌گیرد ولی متعاقباً ترکیب حلال و روغن حاصله را به مدت یک ساعت با حرارت بیش از 100 درجه سانتیگراد مواجه می‌سازند.

د ) روش استخراج غیر مداوم

در این روش از حرارت کمتر از 75 درجه سانتیگراد استفاده می‌گردد لذا دانه‌ها برشته نمی‌شوند و کنجاله حاصله کاملاً سفید خواهد بود و ارزش پروتئین موجود در آن به خوبی حفظ می‌گردد. بطور کلی کنجاله‌هایی که به روش‌های استخراجی تهیّه می‌گردند، کمتر از 5/. درصد روغن دارند و کنجاله غیر‌چرب نامیده می‌شوند. امروزه کنجاله‌هایی که به روش فشاری و بصورت ناقص حاصل می‌گردند، در پایان مسیر فرآیند مجدداً تحت تأثیر حلال‌های شیمیایی برای تخلیه کامل روغن از آنها قرار می‌گیرند.

ترکیب کنجاله آفتابگردان

برحسب روش انتخابی در پروسه استخراج روغن از دانه‌های روغنی، دو نوع کنجاله با ارزش غذایی متفاوت حاصل می‌شود:

الف) کنجاله دانه‌های پوست نکنده آفتابگردان

در این روش دانه‌ها را به همراه غشای سلولزی آنها خرد می‌کنند و وارد فرآیند روغن‌گیری می‌نمایند. میزان سلولز این نوع کنجاله‌ها بسیار زیاد ولی ارزش غذایی آنها کم است لذا امکان ایجاد اختلالات هضمی ضمن تغذیه آنها در دام‌ها وجود دارد بنابراین مصرف شان برای تعلیف دام‌های تک معده ای نظیر خوک، اسب و پرندگان توصیه نمی‌گردند. این نوع کنجاله‌ها که بهترین ماده همراه در جیره غذایی برای جذب ملاس هستند، را می‌توان در جیره نشخوار‌کنندگانی چون گاو، گاو میش، شتر، گوسفند و بُز برنامه‌ریزی نمود.

ب) کنجاله دانه‌های پوست کنده آفتابگردان

این کنجاله‌ها از مغزهای بدون پوست دانه‌ها حاصل می‌شود. این نوع کنجاله به رنگ سفید متمایل به زرد با مزه شیرین و مطبوع می‌باشد. انواع کنجاله حاصل از روش‌های فشاری به سبب برخورداری از روغنی با اندیس یُدی زیاد (حدوداً 128) نسبتاً به سرعت اکسیده و تُند می‌شوند.

 

 

آماده سازی دانه‌های روغنی

شامل قسمت‌های توزین، تمیز کردن، خرد کردن و واجد شرایط کردن دانه‌ها برای روغن‌کشی (پختن) و پرک کردن (فیلک کردن) است. اعمال خشک کردن و پوست‌گیری نیز می‌تواند برحسب فرآیند و دانه‌ای که روغن‌کشی می‌شود به این مراحل اضافه شود.

تمیز کردن

جداسازی دانه از اضافات، پاک کردن دانه و آماده سازی دانه برای روغن‌کشی است که پس از این مراحل، روغن‌کشی از دانه انجام می‌شود.

خرد کردن

پس از جداسازی هسته مرحله خرد کردن انجام می‌شود. اندازه دانه‌های خرد شده در راندمان و کیفیت روغن‌کشی موثر است.

پختن

برای سهولت در آزاد شدن چربی در فرایند پرس مکانیکی عمل حرارت دادن به کار برده می‌شود. رطوبت نقش مهمی در واکنش پختن دارد و بدون رطوبت کافی عمل پختن به خوبی انجام نمی‌شود. آب یا بخار یا هر دو معمولا برای افزودن رطوبت مصرف می‌شود. دستگاه‌های معمول برای پختن دانه‌های روغنی، دیگ‌های پخت استوانه‌ای عمودی یا افقی است. فرایند پختن شامل دو مرحله پختن مرطوب و سپس خشک کردن است. در دستگاه‌های عمودی دانه‌ها در یک مخزن پخته و خشک می‌شوند. دستگاه‌های افقی برای پختن بوده و خشک کردن فقط در تانک افقی جداگانه انجام می‌شود. مزیت دستگاه‌های افقی پخت بر دستگاه عمودی این است که در دیگ‌های افقی ماده خام به سرعت به درجه حرارت مورد نظر می‌رسد در حالی که در دیگ‌های دود کشی زمان بیشتری لازم است. آنزیم‌ها مدتی فعالیت داشته و این امر سبب افت کیفیت روغن و کاهش ارزش غذایی کنجاله می‌شود یا موادی آزاد کند که کاتالیست هیدروژناسیون را غیر فعال کند. اگر آنزیم‌ها در ماده وجود داشته و یا به دلایلی دستیابی به زمان کافی برای نگهداری در دستگاه پخت میسر نباشد، استفاده از دو دیگ افقی که بطور ردیفی قبل از خشک کن قرار گرفته اند، می‌تواند مفید باشد. در دیگ‌های افقی امکان اینکه قدری از ماده خام بتواند به سرعت به سمت انتهای تخلیه دستگاه حرکت کرده و قبل از پختن کامل از دستگاه خارج شود، وجود دارد.

 

روغن نباتی

 

 

فرآیند تولید روغن‌نباتی

فرآیند تولید شامل 3 واحد ذخیره‌ سازی، آماده سازی و روغن‌کشی مکانیکی می‌باشد که در زیر به طور خلاصه بیان می‌شود.
دانه‌های روغنی تحت شرایط دما و رطوبت کنترل شده و درسیلوهای ذخیره سازی ذخیره می‌گردند. ابتدا دانه‌های روغنی را در الک بوجاری، غربال می‌کنند که بدین ترتیب ناخالصی‌هایی از قبیل گرد و غبار، شاخه‌های کوچک، پوست و دانه‌های پوک جدا می‌شوند سپس در دستگاه شن‌گیر، شن و ذرات ریز سنگین جدا می‌شوند. دانه‌های تمیز شده را در سیلوی خشک کن ذخیره و از آنجا به خشک کن دانه هدایت می‌کنند. در این خشک کن به کمک دمیدن هوای گرم به دانه‌های روغنی، رطوبت آنها را به میزان مناسب تنظیم می‌نمایند. برای دانه‌های تخم پنبه با استفاده از دستگاه لینترگیری، الیاف روی دانه‌ها گرفته می‌شود. پیش از آنکه دانه‌های روغنی به دستگاه‌هایی روغن کشی مکانیکی هدایت شوند عملیات حرارتی موسوم به پخت بر روی آنها صورت می‌گیرد. دانه‌های پخته شده به دستگاه‌های روغن گیری مکانیکی هدایت می‌گردند. متداولترین نوع این دستگاه‌ها، پرس مارپیچی یا پره‌ای می‌باشد. در داخل این پرس، دانه‌ها توسط گردش حلزونی، تحت فشار لازم قرار گرفته و روغن گیری می‌گردد. دراین پرس‌ها بین 90 تا 97 درصد روغن موجود در دانه، استخراج می‌شود. روغن حاصل از فشردن دانه توسط پرس مارپیچی، دارای مواد جامد همراه می‌باشد که برای جدا کردن این مواد، روغن توسط پمپ به فیلتر پرس تزریق می‌گردد. دراین فیلتر ذرات کنجاله و جامدات مختلف دیگر از روغن جدا می‌گردند. روغن از این فیلتر به تانک توزین و از آنجا به مخازن ذخیره سازی روغن خام منتقل می‌شود. کنجاله تولید شده در دستگاه پرس نیز بعد از هوا دهی و رطوبت گیری، درسیلوی مربوطه ذخیره سازی و سپس کیسه گیری و در دوزی شده و جهت مصرف خوراک دام مصرف می‌گردد.

روغن نباتی مایع

روغن حیوانی به دلیل داشتن مقدار زیادی اسید چرب اشباع، در دمای اتاق به شکل جامد، ولی روغن‌های گیاهی به دلیل دارا بودن اسیدهای چرب غیر اشباع معمولاَ به شکل مایع و نیمه جامد هستند. به عنوان مثال روغن زیتون، روغن کلزا، روغن آفتاب گردان، روغن بادام و… همواره در دمای اتاق به شکل مایع هستند. با فرآیند هیدروژناسیون سمی می‌توان روغن‌های مایع را به روغن‌های جامد و نیمه جامد تبدیل کرد که این عمل سبب مقاومت بیشتر روغن‌ها در برابر اکسیداسیون شده و ماندگاری روغن‌ها را افزایش می‌دهد.

 

 

روغن نباتی جامد

زمانی که اسیدهای چرب غیر اشباع با هیدروژن ترکیب شده و هیدروژن به کربن‌های پیوند دوگانه اضافه شود، عمل هیدروژناسیون صورت پذیرفته است. چنین روغن‌هایی، روغن هیدروژنه و به طور کلی فرآیندی که طی آن روغن نباتی مایع به روغن نباتی جامد تبدیل می‌شود، هیدروژناسیون می‌نامند.
روغن‌های نباتی جامد دارای ماندگاری بیشتری نسبت به روغن‌های مایع هستند اما از طرفی افزایش مصرف اسیدهای چرب اشباع برای سلامتی بسیار مضر بوده و خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی عروقی را افزایش می دهد (از جمله مضرات بارز روغن‌های نباتی جامد، ایزومر ترانس می‌باشد که در تمامی منابع و ماخذ بر کاهش ایزومر ترانس تاکید شده است.) کاهش ایزومر ترانس روغن‌های خوراکی در سال‌های اخیر از 20 درصد به 10 درصد، در همه تولیدات روغن‌های مصرفی خانوار در کشور صورت پذیرفته و این میزان در محصولات بعضی از شرکت‌ها به کمتر از 3 درصد تقلیل یافته است.

 

 

کنجاله

کُنجاله بازمانده جامدی است که پس از روغن‌کشی از دانه‌های روغنی به‌ جا می‌ماند. کنجاله‌ها از نظر پروتئین و مواد غذایی غنی هستند و برای خوراک‌دهی به ماکیان، ماهی‌ها و دیگر حیوانات ارزشمند هستند کنجاله‌های روغنی به خاطر داشتن میزان پروتئین بالا، می‌توانند به عنوان مکمل غذایی در نظر گرفته‌شوند. شماری از کنجاله‌های روغنی به ویژه انواع خوراکی آن، برای فرآیندهای زیست‌شناختی به عنوان سوبسترا، پیشنهاد شده‌اند که از آنها در فرآیند تخمیر برای تولید آنزیم‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، قارچ‌ها و آنتی‌اکسیدان‌ها و سایر موارد استفاده شده‌ است.

تصفیه روغن

چربی‌ها و روغن‌های خام حاوی ترکیبات و مواد طبیعی هستند که بر روی مشخصات ظاهری، طعم، بو، و به خصوص پایداری و ماندگاری روغن تأثیر منفی دارند. لذا ضروری است روغن‌ها قبل از مصرف تحت فرایند پالایش و تصفیه قرار گیرند تا کلیه ناخالصی‌ها و ترکیبات مضر از آنها جدا شوند. در طی مراحل تصفیه روغن مواد ناخالصی از جمله اسید‌های چرب آزاد، مواد رنگی، مواد پروتئینی، هیدرات‌های کربن و مواد صمغی حذف می‌گردند.

فرایند تصفیه روغن شامل مراحل صمغ‌گیری، خنثی‌سازی، بی‌رنگ کردن و بی‌بو کردن است.

صمغ گیری

هدف از عملیات صمغ‌ گیری جداسازی تقریباً کامل فسفاتیدها و سایر صمغ‌ها از روغن خام است. صمغ‌ها در حالت خشک (بدون آب) در روغن خام محلول هستند اما بر اثر هیدراته شدن و جذب آن به صورت رسوباتی نامحلول در روغن ته نشین می‌شوند. فرایند صمغ گیری با اضافه کردن مواد شیمیایی نظیر اسید فسفریک تسریع می‌شود. اسید فسفریک سرعت هیدراته شدن صمغ‌ها را افزایش می‌دهد و زمان ته نشینی و جداشدن آنها را کوتاه‌تر می‌کند. در طی عملیات صمغ گیری باید به کمک میکسرهای مناسب زمان و فرصت کافی برای اختلاط آب، اسید فسفریک و روغن فراهم شود و سپس فسفاتیدهای هیدراته که سنگین تر از فاز روغنی هستند را توسط جداکننده‌هایی که با مکانیسم نیروی گریز از مرکز کار می‌کنند می‌توان جداسازی نمود.

خنثی‌سازی

در طی دوران نگهداری دانه‌ها و میوه‌های روغنی از زمان برداشت تا زمان استحصال روغن بر اثر فعالیت آنزیم‌ها همچنین برخی میکرو ارگانیسم‌ها، چربی موجود در دانه یا میوه هیدرولیز شده و به اسید چرب آزاد و گلیسرول تبدیل می‌شود. این اسیدهای چرب آزاد در طی فرایند استخراج روغن به همراه روغن خام استحصال می‌شوند. در طی فرایند تصفیه لازم است که اسیدهای چرب آزاد از روغن خام جدا شوند که این فرایند که به خنثی سازی معروف است به دو صورت شیمیایی و فیزیکی قابل انجام است که نوع شیمیایی آن بیشتر متداول است.

فرایند خنثی سازی شیمیایی شامل سه بخش است:

1) اضافه کردن یک ترکیب قلیایی همچون سود به روغن به منظور خنثی کردن اسیدهای چرب آزاد
2)شستشوی روغن خنثی شده به منظور حذف بقایای صابون موجود در آن
3) خشک کردن روغن خنثی شده به منظور حذف بقایای رطوبت موجود در آن

مخلوط  کردن روغن با محلول قلیایی سود باعث تبدیل شدن اسیدهای چرب به نمک سدیم اسیدهای چرب که صابون نام دارد می‌شود. محلول صابون در آب از روغن سنگین‌تر است و لذا بوسیله جداکننده‌های با مکانیسم گریز از مرکز از روغن جدا می‌شود. غلظت و میزان سود مصرفی در این مرحله بر روی کاهش رنگ روغن نیز مؤثر است و کمکی به فرایند بعدی تصفیه، یعنی بی‌رنگ کردن می‌باشد. محصول جانبی این قسمت صابون خام یا خلط صابون می‌شود.
در بخش دیگر از عملیات به منظور حذف باقیمانده صابون موجود در روغن لازم است آن را با آب گرم شستشو دهیم. در این بخش به کمک میکسرهای مناسب روغن با آب گرم مجاور می‌شود و بقایای صابون به فاز آبی منتقل می‌شود و به کمک جداکننده‌های مخصوص صابون محلول در آب از روغن جدا می‌شود.
در بخش نهایی باقیمانده رطوبت موجود در روغن که ناشی از عملیات صمغ گیری، خنثی سازی و شستشو است از روغن حذف می‌شود. این کار در سیستم‌های خشک کن تحت خلاء انجام می‌پذیرد.

بطور کلی مراحل فرایند صمغ‌گیری و خنثی‌سازی

1) گرم کردن روغن
2) تزریق اسید فسفریک
3) اختلاط
4) تزریق قلیا
5) اختلاط
6) جداسازی صابون تشکیل شده از روغن خنثی
7) تزریق آب گرم
8) اختلاط
9) سانتریفوژ شستشوی اولیه
10) تزریق آب گرم
11) اختلاط
12) سانتریفوژ شستشوی ثانویه
13) خشک کردن تحت خلاء

بی‌رنگ کردن

در این مرحله ترکیبات عامل رنگی به همراه برخی از ناخالصی‌های دیگر از روغن جدا می‌شوند. این فرایند اساسا یک عمل جذب فیزیکی است که رنگدانه‌ها از طریق جذب در یک جاذب که معمولا خاک رنگبری است از روغن جدا می‌شوند. عملیات رنگ بری به دو صورت مداوم و غیر مداوم است. معمولا این عملیات در مخازن تحت خلاء مجهز به همزن انجام می‌پذیرد.
در پایان این عملیات مخلوط روغن و خاک رنگ بر، به وسیله سیستم‌های فیلتر پرس، صاف شده و خاک رنگبر از روغن جدا می‌شود.

مراحل فرایند رنگبری

1) گرم کردن روغن خنثی شده تحت خلا
2) تهیه سوسپانسیون خاک رنگبر و روغن خنثی شده
3) پمپ کردن سوسپانسیون خاک رنگبر و روغن خنثی شده به داخل مخزن رنگی
4) عملیات رنگبری در درجه حرارت بالا و تحت خلا
5) خنک کردن
6) فیلتر پرس

بی‌بو کردن

روغن‌ها و چربی‌های خام دارای بو و طعم نامطلوبی است که بر اثر عوامل مختلفی از جمله فعالیت آنزیم‌های موجود در دانه و میوه‌های روغنی ایجاد شده‌اند. عمده این ترکیبات عبارتند از اسید‌های چرب آزاد، لاکتون‌ها و ترکیبات حاصل از اکسیداسیون. این ترکیبات اکثراً فرار هستند و در طی این عملیات به کمک تزریق حباب‌های بخار زنده به داخل روغن از آن جدا می‌شود. عملیات بی‌بو کردن معمولا تحت خلاء شدید انجام می‌شود تا هم باعث جداسازی ترکیبات فرار فراهم شود و هم از اکسیداسیون و هیدرولیز روغن در دما بالا جلوگیری شود.

در واقع به کمک سه عامل خلاء، دمای بالا و تزریق مستقیم بخار، ترکیبات فرار عامل بو و طعم نامطلوب از روغن جدا شده و روغن بی‌بو می‌شود.

مراحل فرایند بی‌بو کردن

1) ورود روغن بی رنگ
2) گرم کردن تحت خلاء
3) تزریق بخار
49 افزودن افزودنی‌های مجاز