ПРОЦЕСС ОЧИСТКИ МАСЛА РАСТОРОПШИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЖЕЛТОЙ ГЛИНЫ

За последние годы масложировая промышленность России оказалась одной из ведущих отраслей в агропромышленном комплексе, выйдя в число мировых лидеров по экспорту растительного (преимущественно, подсолнечного) масла [4]. Маслоперерабатывающий сектор нуждается в новых решениях, с целью получения растительных масел, подходящих для использования в производстве майонезов, маргаринов, майонезных соусов, с улучшенными органолептическими показателями. С целью выделения примесных соединений (таких как свободные жирные кислоты (СЖК), перекисные соединения (ПС), компоненты пигментного комплекса (КПК), фосфатиды, воски) и соответственно увеличения сроков годности  масла расторопши предлагается использовать природный и модифицированный минеральный сорбент – желтую глину, производитель ООО НПФ «МедикоМед», Москва.

В настоящей работе представлена попытка активации порошковой желтой глины (OOO «МедикоМед, Москва) путем распыления на поверхность алюмосиликата 6%-ым раствором щавелевой кислоты (ЩК) и дальнейшей обработкой карбоната натрия, с последующей сушкой массы при комнатной температуре и измельчением ее в фарфоровой ступке. Желтую глину.

Для оценки сорбционной активности природный и модифицированный образец желтой глины (1,0 мас.%) вводили в масло расторопши (производитель  ООО «Натуральные масла», Солнечногорск, Московская обл.). Перемешивали осуществляли при комнатной температуре в течение 1-5 ч, отделяли жидкую фазу фильтрованием, при этом отслеживали динамику снижения кислотного (к.ч.), перекисного (п.ч.) и цветного числа (ц.ч.) отфильтрованной жидкой фазы [3], фиксируя степень извлечения из нее свободных жирных кислот, перекисей, общих хлорофиллов и каротиноидов на материалах сорбента.

Для получения достоверной информации о текстуре алюмосиликатного материала на базе желтой глины (ООО НПФ «МедикоМед», Москва) осуществляли рентгенофазовый анализ, а также применяли метод сканирующей электронной микроскопии. Дифрактограммы природной и активированной, желтой глины снимали на приборе Bruker D8 Advance с использованием эффективного угла рассеяния рентгеновских лучей (СuKα-излучение, λ=1,5406 Ǻ) 10-70° со скоростью 1 град/мин. Анализ дифрактограмм позволил установить, образцы желтой глины в качестве основного породообразующего минерала содержат кварц и монтмориллонит.

Рисунок 1. Дифрактограммы для образца природной желтой глины (а), и образца, активированного ЩК и карбонатом натрия (б)

Как видно из рисунка 2, в состав желтой глины (ООО НПФ «МедикоМед», Москва) входит, преимущественно, кварц (2Θ = 26.6; 20.9; 50,1; 59,9 град.) и монтмориллонит (19.8; 42.6; 68,2 град.); примесными компонентами являются лимонит (39,4; 53,8 град.), сапонит (39.4 град.) и каолинит (12.4 град.).

Рисунок 2. Расшифровка сигналов дифрактограммы для образца желтой глины (ООО НПФ «МЕДИКОМЕД», Москва)

При анализе дифрактограммы, снятой на образце желтой глины, можно сделать вывод, что при обработке, активированной  по методу «ЩК+сода» (6 %-й р-р, Т:Ж = 1:10), наблюдается некоторое усиление сигналов, отвечающих соединениям SiO₂ при одновременном снижении интенсивности рефлексов монтмориллонита (рис. 1б), примесного каолинита и ослабления позиций лимонита (Fe₂O₃). В результате небольшого подрастворения кристаллического каркаса органической кислотой происходит вымывание в раствор катионов Fe (ΙΙΙ) лимонита и ионов алюминия из природного алюмосиликата. Последующая щелочная модификация материала приводит к дальнейшей утрате слабого положения каолинита (рис. 1б) [2].

С помощью сканирующего электронного микроскопа VEGA 3 SBH с приставкой для нанесения углеродного покрытия получены микрофотографии поверхности изучаемых сорбентов с разрешением 50 мкм (рис. 3).

Рисунок 3. Электронные микроснимки поверхности алюмосиликатного сорбента на основе монтмориллонита и кварца: а – порошок природной желтой глины; б – желтая глина, после кислотно-щелочной активации (6%-й р-р ЩК+ Na₂CO₃)

Желтая глина (ООО НПФ «МедикоМед», Москва) характеризуется выраженной кристаллической микроструктурой (цеолитсодержащее кремнистое образование), а в полидисперсном слое имеет хлопьевидно-кристаллически-зернисто-глобулярную структуру (рис. 3а). Размер отдельных частиц колеблется в диапазоне от 5 до 20 мкм. Активация порошковой желтой глины приводит к очистке поверхности, появлению дополнительных мезо- и макропор и увеличению размеров пор. Справочные данные по размерам пор: микро – до 2 нм, мезо – от 2 до 50 нм, макро – 50 нм [1]. По данным электронной микроскопии (ЭМ) [1] размерность глобулей (кристобалит в составе SiO₂) может составлять от 0,5 до 3 мкм, хлопьевидных (сгустковых) обособлений иллит-смектита – до 20 мкм. Активация желтой глины методом «ЩК+сода» (6%-й р-р, Т:Ж = 1:1) обеспечивает наличие извилистых пор (рис. 3.б) и получение  большого количества мелких (до 5 мкм) частиц по сравнению с первоначальными (встречаются крупные глобулы до 50 мкм). Данная текстура представляет собой разрыхленный земельный материал сложного химического состава (кварц, монтмориллонит) и отдельных хлопьев. После активации можно предположить, что образуется фракция с более мелкими частицами, которая может представлять из себя иллит (слюда) [1, 2].

Для установления характера изменения основных физико-химических показателей масла расторопши необходимо провести замеры его кислотного, перекисного и цветного числа в условиях перемешивания в течение 5 ч.

Таблица 1

Изменение кислотного числа масла расторопши во времени обработки исходной и активированной желтой глиной (ООО «МедикоМед»)

Анализ представленных в табл.1 позволяет установить, что наибольшая эффективность снижения КЧ наблюдается при введении в масло образца желтой глины, активированной ЩК и карбонатом натрия, эффект при использовании природной желтой глины значительно слабее.

Степень снижения КЧ на желтой глине (ООО «МедикоМед») составляет:

– Неактивированная (природная) – 8,2 %;

– Активированная методом ЩК+сода – 21,8 %;

Таблица 2

Изменение перекисного числа масла расторопши во времени обработки исходной и активированной желтой глиной (ООО «МедикоМед»)

Как видно из данных таблицы 2, по истечении 5 ч контакта фаз максимальное снижение перекисного числа (п.ч.) масла расторопши наблюдается в присутствии активированной желтой глины (степень извлечения составляет ≈ 36,6 %); соответственно, ниже эффект наблюдается на природной желтой глине (7,9 %). Обработанное порошками глин масло расторопши является биологически безопасным эндообъектом.

Таблица 3

Изменение цветного числа масла расторопши во времени обработки исходной и активированной желтой глиной (ООО «МедикоМед»)

Что же касается КПК масла расторопши, следует  отметить, что длительное перемешивание масла с сорбентом нецелесообразно, о чем свидетельствуют данные, представленные в таблице 3. Можно говорить о незначительном влиянии природной глины на осветление масла расторопши (4 ед.). Снижение цветного числа за 1 час обработки масла активированным порошком желтой глины составляет 10 ед. в пересчете на свободный йод (мг I2/ 100 мл масла).

Таким образом, на основании полученных экспериментальных данных установлено, кислотно-щелочная активация желтой глины (ООО НПФ «МедикоМед»), приводит к повышению сорбции СЖК, ПС и КПК из масла расторопши и, соответственно, увеличению сроков хранения масла.

Список литературы:

1. Гревцев В. А., Лыгина Т.З. Морфологические и структурные особенности природных, активированных и синтезированных веществ // Вестник Казанского технол. ун-та. – 2010. № 8. – 236 с.
2. Нагорнов Р.С. Переработка природных алюмосиликатных материалов в сорбенты для очистки триглицеридов жирных кислот: дис. кандидата техн. наук. М.: Иван. Гос. хим.-техн. университет, Иваново, 2018. – 164 с.
3. Разговоров П.Б., Козлов В.А., Никифорова Т.Е. Биохимия и товароведение масличного сырья и пищевых жиров: учеб. пособие. Ч. 2. Иваново: ИГХТУ, 2001. – 72 с.
4. Экспорт российской масложировой продукции в начале года увеличился на 23% [Электронный ресурс] // Сайт dairynews.ru - Режим доступа:  http://www.dairynews.ru/news/oksana-lut-maslozhirovaya-otrasl-uvelichila-ekspor.html (дата обращения: 09.05.2019).