Как я добывал подсолнечное масло

В прошлой исследовательской работе я узнал, почему подсолнух назвали цветком солнца, и исследовал условия выращивания подсолнуха. Это меня очень увлекло. И поэтому мне стало интересно продолжить исследование о подсолнухе, а именно я захотел узнать, можно ли самому получить масло из семян. Ведь без подсолнечного масла людям просто не обойтись! И не приготовить так много вкусных вещей, например, пирожков или жареной картошки.

Исследовательскую работу мы начали с изучения литературы о подсолнечном масле и о маслах в целом. Вот что показалось интересным.

Ценность, состав растительных масел и применение

Растительное масло – один из ценнейших и уникальных продуктов питания человека, так как в своём составе содержит жиры, точнее – ненасыщенные жирные кислоты. Они являются для нас «кирпичиками» энергии и к тому же легко усваиваются в организме.

Человеку требуется 100 г жиров в сутки, из них 20-30 г должны быть растительными.

Растительное масло к тому же содержит огромное количество витаминов А, Е, D и F, которые необходимы всем нам для поддержания иммунитета, укрепления сосудов и регуляции всех важных процессов в организме человека. В любом растительном масле этих витаминов больше, чем в овощах и фруктах, но наибольшей витаминной ценностью обладает подсолнечное масло.

Ежедневно люди используют масло для приготовления пищи. Ведь без него на кухне просто не обойтись! Широкое применение нашли ему и в различной промышленности: в маргариновой, майонезной, консервной, мыловаренной, резиновой, лакокрасочной.

В народной медицине масла используют для лечения болезней желудка, печени, лёгких, а также для изготовления различных кремов, мазей.

История растительных масел

Каких только нет растений в разных уголках земного шара! Но такие разные культуры, как кокос, подсолнух, оливки, конопля, горчица, кукуруза, мак, объединяет одно интересное свойство – все они являются сырьём для получения масел: кокосового, конопляного, подсолнечного, оливкового и других.

Древнегреческий историк Геродонт, живший в V веке до нашей эры в своих сочинениях оставил первое в литературе описание жизни и быта скифов, населявших некогда южные районы будущей Руси. В нём есть упоминание и о конопляном семени.

При раскопках древних городищ славян были найдены предметы, указывающие на то, что в то время шло возделывание льна для изготовления из льняных семян масла. Уже в XI веке вырабатывалось ароматное маковое масло. В XVIII веке в России пробовали получать кунжутное масло. В Крыму широко возделывали хлопчатник, из которого тоже добывали масло.

Затем в России стали выращивать горчицу, из которой получали горчичное масло. Именно в то время на заводах по переработке горчицы впервые в истории маслодобывающей промышленности применили конную тягу и паровой двигатель.

Ещё и сейчас старые люди вспоминают о льняном и конопляном масле: вот было масло! И не с меньшим удовольствием покупают в магазинах подсолнечное.

При всём сегодняшнем разнообразии масел, россияне отдают всё же предпочтение подсолнечному маслу. На него приходится до 80% продаж. Население ценит его за вкусовые качества и за относительно невысокую цену.

История подсолнечного масла

Наливая подсолнечное масло в салат, едва ли кто-нибудь задумается, откуда течёт к нам эта «янтарная река», или о том, что её истоки «питает» история, связанная с волшебным цветком «гелиантус» (от греч. helios – солнце), солнечным цветком.

Первый подсолнух в России появился в XVIII веке благодаря Петру I, который привёз его из Голландии. Сначала им любовались богачи, сажая на клумбу, как диковинку. Затем подсолнушки перекочевали в сады простых людей, стали народным лакомством. Постепенно на огородах, усадьбах и бахчах на Украине и около Саратова подсолнечник стали высевать всё больше и больше. Земледельцы уже знали, какую пользу он может принести, основные приёмы его возделывания, имели семена. Но растение это получало распространение лишь как культура полевая.

И лишь в 1829 году крестьянин из Воронежской губернии Даниил Бокарев смастерил небольшой пресс и выжал из подсолнечных семян масло. С той поры подсолнечник оценили по достоинству и стали выращивать повсеместно. Масло подсолнечника быстро приобрело популярность в России, во многом потому, что его употребление не было запрещено в дни Великого Поста (откуда, кстати, и происходит второе название подсолнечного масла – постное масло).

Семена подсолнечника содержат большое количество масла (до 53%). У нас разводят две группы подсолнечника – Крупносемянную (с продолговатыми плодами, грызовой) и Малосемянную (с короткими семенами, масличный). Именно масличный подсолнечник и используют для производства подсолнечного масла.

В начале XIX века производство масла долгое время носило в России характер кустарного промысла, то есть маслобойки были оборудованы жомами, пестами, клиньями и, в лучшем случае, железными винтами. Семена грубо измельчались вручную, обрабатывались в жаровнях с огневым подогревом, подвергались прессованию в клиновых и винтовых прессах, изготовленных из дерева. В действие эти прессы, как правило, приводились вручную.

Позже, во второй половине XIX века, значительное развитие получают крупные паровые заводы по выработке масел. Начали применять для разрушения оболочки семян подсолнечника бичевые рушальные аппараты и жаровни для тепловой обработки измельчённых семян.

В 1892 году в России был создан винтовой, непрерывно действующий пресс с вертикальной решетчатой ступой. Позднее на смену винтовым прессам пришли гидравлические, а уже в наше время их сменили шнековые прессы.

Стремление к максимальному обезжириванию масличных семян привело к открытию в 1856 году великим русским учёным Д. И. Менделеевым экстракционного способа производства растительных масел, позволившего для извлечения масла применять не механическое давление – прессы, а действие химических веществ – растворителей.

С каждым годом оборудование для производства масла становилось всё более совершенным и автоматизированным, но принцип получения масла и по сей день остаётся прежним.

Таким образом, различают 3 способа получения подсолнечного масла:

1. Холодный отжим

2. Горячий отжим

3. Экстрагирование

Этапы получения подсолнечного масла

1) Отбор проб и очистка семян.

В лаборатории на заводе проводится анализ поступивших на переработку семян, то есть масличного сырья – на влажность, засорённость, масличность, содержание вредных и минеральных примесей. Одним словом, определяют качество.

2) Сушка семян.

Эта операция нужна для того, чтобы предохранить семена от порчи, снизить содержание влаги и улучшить свойства семян.

3) Разрушение оболочек семян.

В тканях масличных семян запасы масла распределены неравномерно. Основная часть масла сосредоточена в ядре семени, в то время как плодовая и семенная оболочки содержат относительно малое количество масла. Поэтому низкомасличные оболочки нужно отделить от ядра.

Сначала с помощью рушальных машин разрушают оболочку семян (обрушивают), а затем полученную смесь (рушанку) делят на ядро и лузгу.

4) Измельчение.

Как мы уже выяснили, масло в основном находится в ядре семени. Ядро состоит из двух взаимосвязанных веществ – масла и белка. Масло в белковой части содержится в капиллярной решётке, стенки которой не дают возможности проникать из капилляра в капилляр и таким образом сливаться в одну каплю. А при измельчении семян клетки разрываются, и тогда уже гораздо легче отделить масло от белковой части.

Для применения такого масличного материала (мятки) применяют вальцовые станки.

5) На этом этапе идёт непосредственно получение масла методом отжима или экстрагирования.

Отличие горячего отжима от холодного в том, что сначала масличное сырьё проходит влаготепловую обработку или жарение. Масло, распределённое в мятке в виде тонких плёнок на поверхности измельчённого ядра, удерживается на ней огромными силами и поэтому, чтобы уменьшить силы, удерживающие масло в мятке, её увлажняют паром и подвергают нагреванию. Свойства мятки изменяются, и она превращается в мезгу. Жаровни на заводах оснащены термометрами.

Далее процесс отжима и горячим и холодным способом одинаков. В шнековом прессе происходит сжатие частичек мятки (мезги) до стадии выжимания масла.

При получении масла путём экстракции вначале получается раствор масла в растворителе, который называется мисцеллой, а затем растворитель испаряют, и остаётся одно масло. Выход масла таким способом наиболее высок, но применять его в пищу можно только после предварительной очистки.

Для более полного извлечения масла многие заводы применяют комбинированную схему. Извлечение масла идёт в два приёма – предварительным отжатием масличного сырья с помощью прессов и окончательным обезжириванием его в экстракционных цехах.

6) Для очищения масла от различных примесей существует рафинационный цех, где масло проходит следующие этапы: отстаивание, фильтрацию, гидратацию, дезодорацию.

Наиболее ценным считается так называемое сырое масло, то есть масло, полученное методом отжима и подвергнутое только фильтрации.

Нерафинированное масло проходит процесс гидратации, то есть обработано небольшим количеством горячей воды. Это масло душистое, пахнет семечками и тоже содержит большое количество витаминов, но долго его хранить нельзя.

Рафинированное масло – масло, прошедшее полную схему очистки. Оно прозрачное, не имеет вкуса и запаха и может храниться долго.

Изучив литературу, мы спланировали 3 эксперимента.

Эксперимент №1. Выявление наиболее урожайного сорта подсолнуха

Для этого в конце мая мы посадили на огороде три разных сорта подсолнечника: «Енисей», «Подсолнечник» и «Лакомка».

У нас росло по три подсолнуха каждого из названий. К счастью для меня и моих подсолнухов, лето выдалось очень благоприятным – жарким, солнечным. Полив был частым. Поэтому все они выросли высокими и крепкими.

Урожай снимали 18 сентября, со всех девяти подсолнухов. По размеру и цвету семечки разных сортов немного отличались друг от друга. Очистив семена от корзинок, мы замерили среднюю длину: самые мелкие семена оказались у «Енисея», а самые крупные – у «Лакомки». Затем мы взвесили семечки. Вот что у нас получилось:

Вывод: Благодаря этому эксперименту наши «цветки солнца» полностью подтвердили своё название. Под солнышком этого лета им рослось не хуже, чем на юге. Масличность же семян как раз зависит от того, насколько тёплым и солнечным выдалось лето. Самым урожайным из подсолнухов оказался сорт «Лакомка». Вес его семян составил 442 г.

Эксперимент №2. Выявление наиболее масличного сорта подсолнечника

Этот эксперимент мы провели для того, чтобы узнать, какой же сорт семян нам стоит взять для дальнейшего получения масла.

Мы взяли по 5 г очищенных от лузги семечек каждого сорта и истолкли их в ступке с помощью пестика. Затем полученную измельчённую массу – мятку, высыпали на предварительно взвешенный бумажный фильтр и поколачивая по фильтру пестиком, как бы выдавливали в него масло. По разнице веса чистого фильтра и фильтра с маслом, мы выяснили самый масличный сорт.

Вывод: с помощью этого эксперимента мы выявили наиболее удачный из выращенных подсолнухов сорт. Им оказался снова сорт «Лакомка» - больше всего масла удалось собрать именно с него – 0,517 г. Его-то мы и взяли для дальнейших опытов.

Эксперимент №3. Проба получения подсолнечного масла разными способами

Нам захотелось испробовать все три способа получения масла. Вот что из этого получилось.

1 способ – Холодный отжим.

В качестве пресса решили использовать шприц. Набив в него очищенную и истолчённую пестиком мятку, мы изо всей силы давили на поршень. И наши усилия наконец-то оправдались, появились настоящие жёлтые капли масла! Собрав капли на фильтр и взвесив его потом, оказалось, что из 3,2 г семян «Лакомки» выдавилось 0,258 г подсолнечного масла.

Далее мы решили применить для получения масла шнековый пресс. На заводах они большие, а у нас дома есть маленький. Пришлось потрудиться всей семье, так как было очень тяжело провернуть ручку и выдавить масло. Но всё же капелька пахучего масла вышла! Хотя наш железный пресс сломался.

2 способ – Горячий отжим.

Узнав из литературы, что при нагревании и увлажнении мятки, из неё должно легче выделяться масло, мы взяли тоже 3,2 г измельчённого сырья «Лакомки» и стали пробовать. Мы жарили мятку в жаровне, увлажняя её одновременно паром из нагретого утюга. Затем также набили ею шприц и стали давить на поршень. К нашему удивлению, ни капельки масла не вышло. Видимо, не зря на заводах жаровни оснащены термометрами. Поступая в пресс, масло должно быть горячим и увлажнённым, а в домашних условиях мы не смогли создать такие условия.

3 способ – Экстрагирование.

Нам стало интересно получить масло и промышленным путём. Хорошо, что моя мама работает в лаборатории. Там было очень интересно.

Мы измельчили на кофемолке по 50 г семян «Лакомки» и «Енисея». Эта масса выглядела как настоящая халва. Пересыпав её в две стеклянные колбы, добавили по 100 г растворителя. Такой раствор называется мисцелла. Через 2 часа профильтровали её в две пробирки. Цвет этой жидкости оказался уже светло-жёлтым, а не серым. Затем полученные растворы нагревали, чтобы растворитель испарился, и осталось только масло. И действительно получилось масло! И пахло подсолнечным маслом, и на ощупь маслянистое. У нас и этим способом «победил» сорт «Лакомка»: из него получилось 5,6 мл масла, а из «Енисея» - 4,2 мл.

Вывод: Из всех испробованных нами способов получения подсолнечного масла, экстрагирование оказался самым экономичным способом, так как выход масла при нём наиболее большой, такой, что мы даже смогли разлить его в пузырьки. Но в домашних условиях этот способ не используешь. Холодный же отжим можно провести дома, и масло, полученное таким способом, будет самое полезное.

Таким образом, изучив литературу и проведя эксперименты, мы узнали о растительных маслах много интересного.

Какой, оказывается, тяжёлый труд – добывать вручную масло! Молодец Даниил Бокарев, смастеривший в России первый ручной пресс для получения масла и как здорово, что сейчас заводы по производству масла автоматизированные.

Поставленная в начале работы гипотеза подтвердилась – я смог получить масло в домашних условиях. Самым урожайным и масличным сортом оказался сорт «Лакомка», а самым лучшим способом получения масла – холодный отжим.

Благодаря этой работе лето и осень у меня прошли очень увлекательно и познавательно!

У меня теперь есть цель – всё же придумать в будущем такой домашний пресс, чтобы получать подсолнечное масло без больших усилий, но в большом количестве.