Проводимые химические анализы составных морфологических частей семян рапса показывают, что наиболее ценные группы веществ, такие как липиды и протеины, содержатся в основном в ядре. Остальные части семян имеют в своем составе значительно меньшее количество важных компонентов, а семенные оболочки, к тому же, являются источником различных вредных для организма человека или животного веществ, которые в процессе переработки имеют свойство переходить в конечные продукты: масло и жмых. Эти вещества увеличивают кислотное число, отрицательно влияют на свойства масла, снижая запах, вкус, цветность, прозрачность масла, а также понижают его стойкость при хранении.
Химическая характеристика морфологических частей семян рапса на примере сорта «Липецкий» приведена в таблице 1.
Таблица 1. Химическая характеристика морфологических частей семян рапса
| Морфологические части |
Содержание, % |
|||
|
жир |
протеин |
клетчатка |
зола |
|
| семя |
44,3 |
24,6 |
6,7 |
5,4 |
| ядро |
50,4 |
27,5 |
3,7 |
5,1 |
| оболочка |
6,5 |
14,3 |
17,1 |
6,7 |
Переработка семян вместе с оболочкой приводит к снижению производительности основного оборудования, качества вырабатываемой продукции и выхода масла и жмыха, в частности ухудшается перевариваемость жмыха за счет содержания клетчатки, уменьшается его энергетическая ценность, а так же происходит потеря масла со жмыхом и снижается эффективность процесса переработки семян рапса [1].
Исходя из данных, качество конечных продуктов переработки семян рапса можно повысить путем предварительного удаления семенной оболочки. В этом направлении проводились исследования с многими сельскохозяйственными культурами, такимим как горчица, соя, просо. Однако, процесс удаления семенной оболочки рапса изучен недостаточно полно, из-за долгой непопулярности культуры [2].
По основным показателям масло, получаемое из семян без оболочки, имеет более высокое качество (табл. 2).
Таблица 2. Показатели качества масла
| Семена |
Показатели |
|||
|
содержание, % |
кислотное число, мг КОН/г |
йодное число, гI2/100г |
цветное число, мг I2 |
|
| целые | 44,5 | 9,2 | 104,8 | 101,4 |
| без оболочки | 50,1 | 7,3 | 106,4 | 96,7 |
В результате удаления семенной оболочки в масле заметно уменьшается содержание свободных жирных кислот и, соответственно, повышается стойкость масла к окислению, что характеризуется понижением кислотного числа на 2 мг КОН/г. Увеличение йодного числа с 104,8 до 106,4 г12 /100г показывает на улучшение высыхающей способности масла, что является одним из важнейших показателей растительных масел. Благодаря удалению оболочки повышается прозрачность масла, определяемая снижением цветного числа на 4,7мг/2.
Качество жмыха, полученного из семян без оболочки, повышается за счет увеличения содержания протеина на 3 % и снижения клетчатки на 4 % (табл. 3) [3].
Таблица 3. Показатели качества жмыха
| Семена |
Содержание, % |
|||
| жир |
протеин |
клетчатка |
зола |
|
| целые |
19,8 |
32,4 |
8,5 |
7,2 |
| без оболочки |
12,7 |
35,1 |
4,2 |
7,1 |
Физико-механические свойства семян и его отдельных морфологических частей важны при определении способа удаления семенной оболочки данной культуры, который основывается на следующих воздействиях и их сочетаниях: скалывание, сжатие, разрезание, удар и трение.
Кроме этого, известны промышленные способы разрушения оболочки: мгновенный сброс избыточного давления воздуха или пара, создаваемого в замкнутом пространстве; циклические изменения давления газовой, паровой или жидкой среды на оболочку; разрушение оболочки в потоке газа, движущегося со сверхзвуковыми скоростями; электрогидродинамическое воздействие в водной среде [4].
Прочность семян масличных культур определяется в основном свойствами оболочки и ядра, а так же усилиями связи между ядром и оболочкой. Выбор способа удаления семенной оболочки определяется основными механическими характеристиками оболочки: прочностью, упругостью и пластичностью. Среди применяющихся способов удаления семенной оболочки масличных культур наибольшее распространение нашел способ, основанный на ударе. В первой фазе удара при сближении семени с рабочими органами машины происходит деформация оболочки и нарушение ее связи с ядром. Во второй фазе, под действием сил реакции, происходит удаление семени от рабочего органа с определенной скоростью в зависимости от упругости. При достаточной силе удара происходит разрушение оболочки. Различают способы многократного и однократного ударов.
Сущность способа и конструкция рабочих органов бичевых семенорушек определяют их недостатки: низкая производительность, неэффективное использование рабочих органов, длинный рабочий тракт, продолжительное пребывание рушанки под действием рабочих органов, высокая энерго- и материалоемкость. Но, несмотря на недостатки, распространены центробежные семенорушки для удаления оболочки семян рапса, горчицы [5].
Для дальнейшего отделения оболочки известными исследованиями подтверждаются положительные результаты по калиброванию семян на отражательной плоскости.
Калибрование семян рапса на отражательной плоскости обладает следующими достоинствами:
- обеспечиваются одинаковые начальные условия калибрования для всех семян, так как их взаимодействие с плоскостью происходит при равных скоростях и при одном угле между вектором скорости и нормалью к поверхности;
- минимальна вероятность нарушения процесса калибрования из-за взаимного столкновения семян, так как встречные и пересекающиеся потоки семян практически исключаются [3].
Таким образом, удаление семенной оболочки позволяет улучшить качество продуктов переработки рапса; увеличить выход масла за счет снижения масличности жмыха; повысить содержание жира в семенах перед прессованием за счет снижения содержания оболочки; повысить содержание белков в жмыхе из-за уменьшения содержания сырой клетчатки; уменьшить затраты и потери при рафинации. Кроме улучшения качества масла и жмыха, получаемых из семян без оболочки, повышается производительность прессового оборудования и срок его службы, уменьшается расход потребляемой энергии.
Библиографический список
- Сергеев А.Г. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров / – Л.- 1975. – Т. 1, кн. 1. – 726 с.
- Харламова Ю.С. Технология переработки семян рапса на специальном транспортном средстве: сборник научных трудов. – Липецк: ЛГТУ. – 2000. – С. 19.
- Константинова И.С. Повышение эффективности переработки семян рапса путем их калибрования и удаления оболочки: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.- Москва: РГБ. – 2005. – С.182.
- Коваленко B.H. Обрушивания семян горчицы/Пищевая промышленность. – 1989 – № 4 -С.30 – 31.
- Харламов С.А. Удаление оболочки семян рапса/ Научные доклады на международном координационном совещание по рапсу 18-20 июля 2000г., Липецк.- 2000. – С. 141-142