Способ подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к получению масла
Владельцы патента RU 2788921:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)
Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к получению масла включающий обработку семян перед шелушением путем замачивания горячим раствором с определенной температурой и концентрацией хлористого натрия в течение определенного времени для набухания и отслоения оболочки от ядра семени, отделение оболочки между двумя обрезиненными валками, установленными с зазором и вращающимися навстречу друг другу с одинаковой окружной скоростью, отличающийся тем, что замачивание семян перед шелушением проводится электроактивированной водой – католитом с величиной рН 8,0–9,5 в количестве 5–15%, с отволаживанием в течение 10–25 минут при температуре 25–35°С, отделение оболочки осуществляют между двумя обрезиненными валками, с зазором 0,5–1,0 мм, при этом электроактивированную воду получают путем электролиза 1–2%-ного водного раствора NaCl, при силе тока 0,5–0,6 А, напряжении тока 36 В и скорости потока воды в анодной и катодной зонах 5–10 см3/ч. Изобретение позволяет сократить время отволаживания зерна, повысить полноту снятия плодовой оболочки и повысить качество получаемого масла. 3 табл., 3 пр.
Изобретение относится к области переработки сельскохозяйственной продукции, а именно к отрасли получения растительных масел.
Масло тмина чёрного (чернушки посевной или нигеллы), полученное способом, включающим стадию обработки семенной массы раствором электролита с целью облегчения отделения оболочки от ядра.
На сегодняшний день из семян чернушки получают жирное масло методом холодного отжима, используемое как биологически активная добавка в пищевые, косметические и лекарственные продукты. Ценными компонентами масла нигеллы является комплекс ненасыщенных кислот и терпеноидных соединений. Эти и другие содержащие в семенах чернушки посевной ценные активные вещества дают основание считать перспективным это сырье для получения масла.
Лузга нигеллы имеет тонкую оболочку, очень плотно прилегающую к ядру. Воздушной прослойки нет. Массовая доля оболочки семян нигеллы посевной составила 15–25 %.
Однако в существующих технологиях операции отделения оболочки отсутствует. Это обусловлено тем, что оболочка плотно связана с ядром и ее удалить невозможно. А сама оболочка для масла является поставщиком нежелательных компонентов, что и ухудшает его качество.
Известна технология отделения оболочки (патент № 2 321 458 RU Способ подготовки зерна ржи и пшеницы к переработке). Способ включает очистку зерна от примесей, очистку поверхности зерна, увлажнение его до влажности 14–15%, отволаживание 4–20 минут, обработку зерна в вальцовом станке с зазором между вальцами 1,9 мм и его последующую аспирацию. Такой способ обеспечивает очистку поверхности зерна с частичным снятием оболочек, позволяет сократить процесс подготовки зерна за счет уменьшения времени отволаживания и снизить энергозатраты на последующее измельчение за счет нарушения целостности зерновки.
Недостатком является использование для увлажнения семя воды. Данная технология не сможет ослабить силы связи оболочки семян черного тмина с ядром, а следовательно не позволит достаточно полно ее удалить, что скажется на качестве получаемого масла.
За прототип взят наиболее близкий способ шелушения семян (патент №2 631343 RU Способ шелушения семян зернобобовых культур), включающий обработку семян между двумя обрезиненными валками, установленными с зазором и вращающимися навстречу друг другу, отличающийся тем, что семена перед шелушением замачивают горячим раствором с начальной температурой около 80°C и не менее чем 3,5%-ной концентрацией хлористого натрия в течение 90 минут для набухания и отслоения оболочки от ядра семени, а обрезиненные валки, установленные с зазором, вращаются с одинаковой окружной скоростью.
Недостатком его является длительность процесса отволаживания, который проходит полтора часа. Для самого процесса применяется высококонцентрированный раствор хлористого натрия, что приведет к неоправданным расходам. Повышенная температура 80°С, приведет к ускорению окислительных процессов и ухудшению качества получаемого масла.
Таким образом, задача изобретения состоит в очистке поверхности зерна со снятием оболочки, для повышении эффективности процесса подготовки зерна к переработке.
Техническим результатом изобретения являются, сокращение времени отволаживания зерна, повышение полноты снятие плодовой оболочки и повышение качества получаемого масла.
Технический результат достигается тем, что способ подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к получению масла включающий обработку семян перед шелушением путем замачивания раствором с определенной температурой и концентрацией хлористого натрия в течение определенного времени для набухания и отслоения оболочки от ядра семени, отделение оболочки между двумя обрезиненными валками, установленными с зазором и вращающимися навстречу друг другу с одинаковой окружной скоростью. При этом замачивание семян перед шелушением проводится электроактевированной водой - католитом с величиной рН 8,0–9,5 в количестве 5–15% , отволаживании в течение 10–25 минут при температуре 25–35°С, а отделение оболочки осуществляют между двумя обрезиненными валками, с зазором 0,5–1,0 мм. Электроактивированную воду получают путем электролиза 1–2%-ного водного раствора NaCl, при силе тока 0,5–0,6 А, напряжении тока 36 В и скорости потока воды в анодной и катодной зонах 5–10 см3/ч.
Технология получения электроактивированной воды осуществляется в аппарате, конструкция которого приведенная в патенте на полезную модель № 76920. Конструктивной особенностью аппарата является разделение аппарата на три зоны: анодную, катодную и зону подачи исходного раствора хлорида натрия, которые разделены фильтрующими перегородками.
В данной конструкции установки электролизера водный раствор NaCl подается в среднюю зону и диссоциирует на ионы Na+ и Cl-, через фильтрующие перегородки двигаются к соответствующим электродам, где встречаются с диссоциированными ионами воды Н+ и –ОН. Таким образом, в процессе электролиза водного раствора хлорида натрия в анодной зоне образуется НCl, а в катодной зоне NaOH.
В электроактивированной жидкости католите наряду с основным компонентом NaOH в растворе содержится и растворенный NaCl. Величина рН католита и его состав по концентрации NaOH и NaCl зависят от параметров процесса электролиза: исходной концентрации раствора NaCl, силы тока и скорости потока жидкостей в каждой зоне.
Качество отделение оболочки от ядра оценивали по показателю - общая зола, %, в навеске. Общая зола, называют выраженное в процентах количество минеральных веществ, остающихся после полного сгорания органических веществ навески. Сущность методов заключается в сжигании навески размолотого зерна с последующим количественным определением несгораемого остатка по ГОСТ 10847–74.
Примеры конкретной реализации способа.
Пример 1. 100 грамм семян черного тмина (негеллы) замачивают электроактевированной водой – католитом с величиной рН 8,0 в количестве 5%, проводят отволаживание в течение 10 при температуре 25°С, а отделение оболочки осуществляют между двумя обрезиненными валками, с зазором 0,5 мм. Для подтверждения степени удаления оболочки, в пробу очиненных семян определяют показатель общей золы. Из навески очищенных семян получают масло методом холодного прессования и проводят анализ его качественных характеристик. Результаты анализа приводятся в таблице 3.
Анолагично проведены примеры 2 и 3.
Примеры получения электроактевированной воды и ее характеристики приведены в таблице 1.
Параллельно проводится опыт по параметрам способа прототипа.
Примеры способа подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к отделению оболочки представлены в таблице 2.
Таблица 1 - Примеры получения электроактевированной воды и ее характеристики
Наименование показателя | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Прототип |
Массовая доля NaCl в исходном растворе, % | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,5 |
Сила тока, А | 0,50 | 0,55 | 0,6 | - |
Напряжение тока, В | 36,0 | 36,0 | 36,0 | - |
Скорость прокачки воды в электролизере, см3/ч | 5,0 | 7,5 | 10,0 | - |
Физико-химические показатели воды, подаваемой на увлажнение | ||||
рН | 8,5 | 9,5 | 8,0 | 7,0 |
Массовая доля NaCl, подаваемой на увлажнение, % | 0,5 | 0,5 | 0,75 | 3,5 |
Таблица 2 – Примеры способа подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к отделению оболочки
Наименование показателя | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 |
рН электроактивированной воды | 8,0 | 8,75 | 9,5 |
Количество воды, подаваемой на увлажнение, % | 5,0 | 10,0 | 15,0 |
Время отволаживания, мин | 15,0 | 20,0 | 25,0 |
Температура отволаживания, °С | 25 | 30,0 | 35 |
Зазор между валками, мм | 0,5 | 0,75 | 1,0 |
Показатели качества отделения оболочки от ядра и показатели масла чёрного тмина, полученного холодным прессованием по проведенным примерам, а также по режимам способа прототипа, приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Органолептические и физико-химические показатели масла чёрного тмина, полученного холодным прессованием
Наименование показателя | Примеры | |||
Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Прототип | |
Цвет | Светло–желтый | Светло–желтый | Светло–желтый | Коричневый с буровато–зеленоватым оттенком |
Запах | Свойственный маслу черного тмина, пикантный без постороннего запаха | Свойственный маслу черного тмина, пикантный без постороннего запаха | Свойственный маслу черного тмина, пикантный без постороннего запаха | Свойственный маслу черного тмина с наличием постороннего запаха |
Вкус | Свойственный маслу черного тмина без постороннего привкуса | Свойственный маслу черного тмина без постороннего привкуса | Свойственный маслу черного тмина без постороннего привкуса | Свойственный маслу черного тмина, жгучий с привкусом горечи |
Кислотное число, мг КОН/г | 1,3 | 1,2 | 0,95 | 5,8 |
Перекисное число, моль/кг | 1,8 | 2,0 | 1,8 | 14,0 |
Влага и летучие вещества, % | 4,20 | 1,2 | ||
Не жировые примеси, % | 0,09 | 0,10 | 0,09 | 0,18 |
Фосфорсодержащие вещества, %, в пересчете на стеароолеолецетин | 0,3 | 0,3 | 0,2 | 0,8 |
Общая зола, % | 0,06 | 0,05 | 0,04 | 1,16 |
Неомыляемые вещества. % | 1,0 | 2,7 |
По результатам, приведенным в таблице 3, можно видеть, что использование технологии увлажнения семян черного тмина электроактивированной водой с отволаживанием и последующим отделением оболочки проходом семян через валки обеспечивает почти полное удаление оболочки, о чем показывает показатель общей золы, равный 0,04-0,06%.
Полученное методом холодного прессования масло имеет очень высокие качественные показатели как по органолептическим, так физико-химическим показателям.
Кислотное число масла составляет 0,95-1,3 мгКОН/г, перекисное число 1,8-2,0 моль/кг.
Изобретение позволяет получить масло семян нигеллы с отделением оболочки и, соответственно, более высокого качества, а именно с пониженным содержанием сопутствующих веществ, без постороннего вкуса и запаха.
Способ подготовки семян чернушки посевной (нигеллы) к получению масла, включающий обработку семян перед шелушением путем замачивания горячим раствором с определенной температурой и концентрацией хлористого натрия в течение определенного времени для набухания и отслоения оболочки от ядра семени, отделение оболочки между двумя обрезиненными валками, установленными с зазором и вращающимися навстречу друг другу с одинаковой окружной скоростью, отличающийся тем, что замачивание семян перед шелушением проводится электроактивированной водой – католитом с величиной рН 8,0-9,5 в количестве 5–15%, с отволаживанием в течение 10-25 минут при температуре 25-35°С, отделение оболочки осуществляют между двумя обрезиненными валками, с зазором 0,5-1,0 мм, при этом электроактивированную воду получают путем электролиза 1-2%-ного водного раствора NaCl, при силе тока 0,5-0,6 А, напряжении тока 36 В и скорости потока воды в анодной и катодной зонах 5-10 см3/ч.