مراحل تصفیه روغن خوراکی
فرآیند تصفیه روغن خام و تبدیل آن به روغن خوراکی، نیازمند دانشی عمیق و فناوری پیشرفته است. از مرحله‌ی صمغ‌زدایی و خنثی‌سازی و موم‌زدایی گرفته، تا رنگبری و بی‌بوسازی، همگی نیازمند دقت و نظارت متخصصان حرفه‌ای هستند. گذشته از آن، کیفیت غذایی که با روغن‌های خوراکی طبخ می‌شود، علاوه بر کیفیت مواد غذایی و شرایط طبخ، رابطه‌ی مستقیمی با کیفیت روغن خوراکی نیز دارد. راز کیفیت روغن خوراکی هم درست در مراحل تهیه و تصفیه‌ی آن نهفته شده است. /دیگ بخار
تصفیه روغن خوراکی، در اصل برای از بین بردن جزئیات و عناصر ناخواسته و اضافی انجام می‌پذیرد. این فرآیند معمولا از دو راه عمده انجام می‌شود؛ یکی از راه تصفیه‌ی شیمیایی و دوم از راه فیزیکی، یعنی تصفیه با بخار و با استفاده از دیگ بخار. هر کدام از این دو روش نام‌برده، مزایا و معایب منحصر به فرد خود را دارند که در بخش‌های مربوطه به آن‌ها خواهیم پرداخت. در این مقاله، ما قصد داریم تا نگاهی به این فرآیند طولانی و پیچیده داشته باشیم و با آن آشنا شویم.
دیگ بخار
هدف از تصفیه روغن خوراکی چیست؟
از اهمیت و جایگاه ویژه‌ی روغن در زندگی انسان نمی‌توان به سادگی گذر کرد و آن را به راحتی نادیده گرفت. به زبان ساده، چربی و روغن، درصد زیادی از انرژی مورد نیاز انسان را تامین می‌کند و منبع بسیار مهمی برای دریافت مواد مغذی و ترکیبات لازم و مفید برای بدن است.
همانطور که در مقدمه اشاره‌ای به آن داشتیم، مهم‌ترین هدف تصفیه روغن خام و تبدیل آن به روغن خوراکی، از بین بردن آن دسته از عناصر نامطلوب و جزئیات ناخواسته است که استفاده از روغن را برای مصرف‌کننده، غیرممکن می‌سازد. عمده‌ترین موادی که طی تصفیه روغن خوراکی در صدد حذف آن‌ها برمی‌آییم، معمولا مواد گلیسیریدی و غیرگلیسیریدی هستند که البته در بهبود رنگ، طعم، دوام و سلامت روغن، نقشی کلیدی دارند.
از طرف دیگر، در طی این فرآیند، همواره دقت می‌شود تا کمترین مقدار ممکن از مواد طبیعی و مغذی روغن از دست برود. برای مثال موادی همچون فیتوسترول، توکوفرول و ویتامین E، از جمله موادی هستند که وجود آن‌ها در ترکیب روغن خوراکی لازم است.
تصفیه روغن خوراکی به چند روش انجام می‌پذیرد؟
این فرآیند پیچیده و طولانی، معمولا از دو راه عمده و اصلی انجام می‌پذیرد و هر کدام، مزایا و معایب و ویژگی‌های خاص و منحصر به فرد خود را دارند. روش اول تصفیه‌ی شیمیایی یا آلکالی است که اساس آن، استفاده از سود سوزآور (caustic soda) است. روش دوم هم تصفیه‌ی فیزیکی (یعنی تصفیه با بخار و استفاده از دیگ بخار) است.
در تصفیه روغن خوراکی به روش شیمیایی یا آلکالی، برای خنثی‌سازی روغن، همانطور که ذکر شد، از سود سوزآور استفاده می‌شود. در مقابل، اساس تصفیه روغن به روش فیزیکی، برای حذف عناصر ناخواسته‌ای چون اسیدهای چرب آزاد، استفاده از دیگ بخار و خلاء است. بد نیست بدانید که مرحله‌ی خنثی‌سازی در تصفیه‌ی فیزیکی وجود ندارد و عملیات جدا سازی عناصر نامطلوب، در بخش بی‌بوسازی انجام می‌شود.
از مزایای استفاده از روش فیزیکی و استفاده از بخار، می‌توان به کاهش اثرات مخرب بر محیط زیست اشاره کرد و اینکه در این روش، کمترین میزان مواد مغذی روغن، از بین می‌رود. ولی از معایب این روش، باید روند ضعیف و نامطلوب صمغ‌زدایی را هم در نظر گرفت. عوامل بسیاری در تعیین روش تصفیه روغن خام دخیل هستند که تصمیم‌گیری درباره‌ی آن‌ها، باید قبل از شروع هرگونه فرآیندی، توسط متخصصان انجام بپذیرد.
کاربرد بخار و دیگ بخار در تصفیه روغن خوراکی چیست؟
اگر بخواهیم به طور خلاصه استفاده از این دو مورد را در صنعت شرح دهیم، باید بگوییم که اصلی‌ترین کاربرد بخار و بهره‌گیری از دیگ بخار، برای تولید انرژی و حرارت است. استفاده از بخار آب، انرژی پنهان فراوانی دارد و به دلیل وزن و تراکم پایین و البته سرعت حرکت زیاد و هزینه‌ی اندک، بسیار محبوب است. دیگ بخار هم در اصل برای حرکت و پیش راندن بخار آب به کار می‌رود.
اما کاربرد این دو، در حوزه‌ی تصفیه روغن خوراکی اندکی تفاوت دارد که باید آن را شناخت. عمده‌ی استفاده از این دو، برای تصفیه‌ی روغن به روش فیزیکی است. در پخش پیشین اشاره کردیم که از بخار آب و روش فیزیکی، برای از بین بردن اسیدهای چرب آزاد استفاده می‌شود. روغن خام به وسیله‌ی بخار آب تصفیه شده و همزمان بوزدایی نیز می‌شود. محصول نهایی آن نیز روغن باکیفیت خوراکی و بدون بو خواهد بود.
مرحله‌ی اول تصفیه؛ صمغ‌زدایی (Degumming)
هدف اصلی از صمغ‌زدایی در تصفیه روغن خام، از بین بردن فسفولیپیدها یا به زبان ساده‌تر، خارج کردن صمغ از روغن خام است. فسفولیپیدها و یا به عبارت دیگر همان صمغ‌های موجود در روغن، باعث کدر شدن رنگ و در نهایت افت کیفیت آن می‌شوند. بر اساس میزان هیدراته شدن، دو نوع فسفولیپید در روغن خام وجود دارد: هیدراته (hydratable) و غیرهیدراته (nonhydratable).
بعد از افزودن حدود 1 الی 3 درصد آب به روغن خام، این صمغ‌ها به صورت غیرمحلول در آب در خواهند آمد و جدا کردنشان از روغن، تا حد زیادی آسان خواهد شد. صمغ‌های آب دوست را به راحتی با عبور از فیلتر و صمغ‌های غیر آب‌دوست را می‌توان با افزودن فسفریک اسید، از روغن خام جدا کرد. فرآیند صمغ‌زدایی در تصفیه روغن خوراکی به روش فیزیکی، اجباری است و در حین آن، اسیدهای چرب آزاد، ترکیبات رنگی و عناصر نامطلوب فلزی هم از ترکیب روغن حذف خواهند شد.
مرحله‌ی دوم تصفیه؛ خنثی‌سازی (Neutralization)
ابتدا باید بدانیم که این مرحله از تصفیه روغن خام، در روش فیزیکی (استفاده از بخار) وجود ندارد. هدف اصلی مرحله‌ی خنثی‌سازی، از بین بردن اسیدهای چرب آزاد است. در تصفیه به روش فیزیکی، این مرحله با مرحله‌ی صمغ‌زدایی، ادغام می‌شود. در خنثی‌سازی، استفاده از سود سوزآور (سود کاستیک) امری کلیدی است که منجر به تبدیل شدن اسیدهای چرب آزاد به نوعی صابون غیرمحلول می‌شود. بعدتر می‌توان این صابون‌های غیرمحلول را به راحتی با بهره‌گیری از سانتریفیوژ از ترکیب روغن جدا کرد.
استفاده از مواد قلیایی همچون سود سوزآور در این مرحله از تصفیه روغن خوراکی، باعث می‌شود تا رنگ روغن، به طور چشمگیری بهبود پیدا کند. همانطور که گفتیم، این مرحله در تصفیه به روش فیزیکی وجود ندارد. به علاوه بد نیست بدانید که استفاده از روش آلکایی یا شیمیایی، در روغن‌هایی که میزان اسیدیته‌ی آن‌ها بالاست، اجباری است.
مرحله‌ی سوم تصفیه؛ رنگبری (Bleaching)
این مرحله از تصفیه روغن خام، در بین هر دو روش فیزیکی و آلکایی مشترک است. در این مرحله، روغن را تا حدود 100 درجه‌ی سانتی‌گراد داغ کرده و سپس خاک رنگبری را به آن اضافه می‌کنند (حدود 1 الی 2 درصد) تا جایی که غلظتی برابر با دوغاب به دست آید.
اصلی‌ترین و عمده‌ترین هدف این مرحله، همانطور که از نامش پیداست، رنگبری و حذف ترکیبات رنگی، همچون کاروتن و کلروفیل است. گذشته از آن، با پیشرفت صنعت تصفیه روغن خوراکی و به خصوص تصفیه به روش فیزیکی، فسفاتیدهای باقی مانده، صابون‌ها، فلزات و همینطور محصولات اکسیداسیون هم، از ترکیب روغن حذف می‌شوند. این فرآیند تاثیر مهمی‌بر کیفیت نهایی روغن خواهند داشت.
در این فرآیند، به روغنی که از قبل خنثی کرده‌ایم و دمای آن اکنون حدود 55 درجه است، خاک رنگبر را (با ترکیبات اسید فعال) می‌افزاییم. سپس ترکیب را به مخازن مخصوص اختلاط انتقال می‌دهیم تا به شکل دوغاب درآید. مخازن مخصوص این فرآیند، اکثرا به صورت دوطبقه بوده و تحت خلاء هستند. محلول دوغاب از طبقه‌ی اول مخزن خارج شده و از مجاورت مبدل‌های حراراتی که انرژی آن به وسیله‌ی بخار و دیگ بخار تامین می‌شود، عبور می‌کند. ترکیب خاک و روغن وارد طبقه‌ی زیرین مخزن شده و حدود 15 الی 30 دقیقه در آن باقی می‌ماند. پس از آن، ترکیب از صافی عبور داده می‌شود.
مرحله‌ی چهارم تصفیه؛ زمستانه کردن (Winterization)
این مرحله، با نام موم‌زدایی نیز شناخته می‌شود. این مرحله زمانی در فرآیند تصفیه روغن خوراکی انجام می‌پذیرد که روغن در دمای اتاق، تا حدی که می‌باید از موم‌های باقی‌مانده و تری‌آسیل‌گریسرولِ اشباع، پاکسازی نشده باشد. البته باید توجه داشت که حضور چنین موادی در ترکیب روغن خوراکی، بر کیفیت و کاربرد آن تاثیری نخواهد داشت، اما باعث می‌شوند که ظاهر روغن، چندان برای مصرف‌کننده دلپذیر نباشد.
در این مرحله از تصفیه روغن خام، عناصری که دمای ذوب بالایی دارند از ترکیب روغن خام حذف می‌شوند. فرآیند بلوری‌سازی به طور معمول از این قرار است که دمای روغن را به آرامی تا دمای 5 الی 8 درجه، سرد کرده و حدود 24 تا 48 ساعت در همین دما نگه می‌دارند تا فرآیند تکمیل شود. سپس با بهره‌گیری از سانتریفیوژ در دمای 15 الی 16 درجه، بلورهای تشکیل شده را از ترکیب روغن جدا می‌کنند.
مرحله‌ی پنجم و آخر؛ بوزدایی و اسیدزدایی (Deodorization/deacidification)
تمرکز این اصلی این مقاله، آشنایی مخاطب با فرآیند تصفیه روغن خوراکی است. علاوه بر آن، سعی بر آن بود تا بر نقش مهم بخار و دیگ بخار هم تاکید شود. از تمامی‌بخش‌های قبلی که بگذریم، این مرحله بیش از همه، به این دو بستگی دارد.
مرحله‌ی بوزدایی از چربی‌ها و روغن‌ها، معمولا با تقطیر بخار آب در دمای بسیار بالا همراه است. به علاوه در این بخش، فشار هوا نیز به اندازه‌ی چشمگیری کاهش پیدا کرده و از نیتروژن نیز استفاده می‌شود. هدف اصلی این مرحله، از بین بردن عناصر و ترکیبات فرّاری است که مزه و رنگ روغن خوراکی را تحت تاثیر قرار می‌دهند. (مثلا کتون‌ها و آلدهیدها) به علاوه، عملیات هیدروژناسیون نیز برای افزودن مزه و رنگ (آن مزه و رنگی که برای روغن می‌شناسیم) هم به کار می‌رود.
برای اینکه فرآیند بو زدایی در تصفیه روغن خام، به بهترین نحو ممکن انجام پذیرد، میزان فشار هوا باید بر روی فشار 1 الی 5 تور تنظیم شود، دما به کمک بخار و استفاده از دیگ بخار تا حدود 200 الی 260 درجه افزایش یابد و این فرآیند، به مدت سی دقیقه تا 3 ساعت، به طول بینجامد. البته باید توجه داشت که هر گونه تغییر در این موارد ذکر شده، می‌تواند آثار مخرب و زیان‌باری بر روغن داشته باشد. زمان و دمای بیش از اندازه، موجب از بین رفتن بخش چشمگیری از ترکیباتی چون توکوفرول‌ها خواهد شد و در نهایت کیفیت و مقاومت روغن را کاهش خواهد داد.
چرا بهتر است در بخش بوزدایی از بخار آب استفاده شود؟
مجادلات و بحث‌های زیادی در رابطه با استفاده از بخار و بهره‌گیری از دیگ بخار در هنگام بوزدایی وجود دارد. عده‌ی بسیاری مخالف این کار هستند و این روش را منسوخ شده می‌دانند و در عوض استفاده از روغن حرارتی را پیشنهاد می‌دهند. در مقابل متخصصان و سازندگان بسیاری هم هنوز موافق استفاده از بخار آب برای گرم کردن روغن خام هستند.
به هر حال، تصفیه روغن خوراکی و مرحله‌ی بوزدایی، عمدتا با استفاده از دمای بالای بخار آب انجام می‌پذیرد. در این مرحله، همانطور که پیشتر ذکر شد، دمای روغن تا حداکثر 260 درجه افزایش می‌یابد و در پی آن به طبع، میزان فشار هم بسیار بالا خواهد رفت. در این هنگام لازم است تا از دیگ بخار مخصوص که توانایی تحمل این فشار را داشته باشد استفاده کرد.
از مزایای بسیار مهم استفاده از بخار آب می‌توان به دمای بالا اشاره کرد. به طوری که این دما، حدودا چهار برابر بیشتر از دمای روغن خواهد بود. دومین مزیت استفاده از بخار این است که اگر نشتی در این میان رخ بدهد و با روغن تماس پیدا کند، هیچگونه واکنش شیمیایی مخربی رخ نخواهد داد و کیفیت روغن خوراکی آسیبی نخواهد دید. همین دو مزیت کافی است تا اکثر تولیدکنندگان، به سمت استفاده از بخار آب در تصفیه روغن خام روی بیاورند.
جمع بندی و نتیجه گیری
فرآیند تصفیه روغن خام و تبدیل آن به روغن خوراکی و مورد استفاده‌ی کاربر، روندی بسیار پیچیده و طولانی است. این روند طولانی نیازمند نظارت دقیق متخصصان تحصیلکرده در این رشته است و البته ظرافت‌های منحصر به خود را نیز می‌طلبد. هر اندازه که این فرآیند با دقت بیشتر و با فناوری بهتر و پیشرفته‌تری انجام بپذیرد، کیفیت روغن خوراکی حاصله نیز افزایش خواهد یافت و رضایت مشتری نیز تضمینی خواهد بود. البته در این میان، از نقش کلیدی و مهم بخار و بهره‌گیری از دیگ بخار نمی‌توان گذر کرد. بخش‌های عمده و مهمی از این فرایند پیچیده، عملا و اساسا توسط این دو امکان‌پذیر است و بدون آن‌ها، محصول نهایی کیفیت مورد نظر را نخواهد داشت. /دیگ بخار
منابع مرتبط :
https://www.alfalaval.com/products/process-solutions/edible-oil-solutions/edible-oil-refining-process-systems/