مقدمة:
في النباتات الخضراء يتم تخزين الطاقة الضوئية بواسطة اليخضور الموجود في الصانعات اليخضورية في أوراق النبات ويُستخدم لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون والأملاح إلى أوكسجين ومكونات عضوية غنية بالطاقة (السكريات البسيطة و المعقّدة) والتي هي أساس حياة كل من النبات والحيوان. يدعى جزيء الزيت في الكيمياء العضوية غليكول ثلاثي الغليسيرايد .
إن الزيت هو واحد من المواد المتجددة اللازمة في الخلية الحية, إنه يوازن لزوجة البلازما من أجل ديناميكية الخلية .
في كل من الحيوانات والنباتات يعمل الزيت المخزّن على تعويض الطاقة المصروفة بالتحول إلى سكريات والتي بدورها تعتبر الحوامل الأولية للطاقة المستخدمة لجميع الأنشطة البيولوجية المستهلكة للطاقة .
غالباً ما تستخدم الزيوت النباتية في قلي الأطعمة و الذي يجعل الأطعمة المقلية لذيذة وأسهل للهضم .
الزيوت الأكثر استخداماً للقلي هي زيت دوار الشمس وزيت الذرة وزيت فول الصويا وزيت النخيل وزيت بذور القطن .
الأنواع الأخرى للزيوت النباتية غالباً ما تستخدم في تحضير السلطات كزيت الزيتون وزيت الكانولا .
تعتبر زيوت الطعام غذاءً أساسياً بالإضافة الى السكر والقمح ولا يستطيع المرء تجاهل أهميتها في حياته .
إن الزيوت النباتية الراقية كزيت الزيتون البكر وأولين النخيل الأحمر غنية بفيتامينE كمضاد أكسدة آمن طبيعياً كما أنها غنية بطليعة فيتامين A الضروري لصحة العين أما زيت بذور الكتان و زيت الكانولا فهما غنيان بأوميغا 3 الضروري للجهاز العصبي وصحة الدماغ .
تقنية تكرير الزيوت النباتية
يتم استخلاص الزيوت النباتية من البذور الزيتية الغنية المعروفة بطريقتين شهيرتين, الأولى هي الاستخلاص بالعصر فقط والثانية هي الاستخلاص بمساعدة مذيب الهكسان . و يسمى العصير بالزيت الخام.
يتضمن الزيت الخام بشكل رئيسي الزيت و الحموض الدسمة الحرة والماء و اليخضور و الصموغ والشموع مع شوائب متقلبة أخرى.
لا يمكن استخدام الزيت الخام للقلي قبل معالجته بتقنية أخرى تدعى التكرير.
سوف يتضمن تكرير الزيت الخام كل من المعالجة الكيميائية والمعالجة الفيزيائية.
تبدأ المعالجة الكيميائية للزيت الخام بإزالة محتوى الصموغ والحموض الدسمة الحرة من نواتج العصر والتي يمكن إجراؤها بإضافة كميات مضبوطة من حمض الفوسفور والذي يستطيع بالإضافة إلى الماء حل الفوسفاتيدات الموجودة في الزيت الخام حيث يمكن فصلها بسهولة من المزيج ومن ثم تتم معالجة الناتج بكمية مضبوطة من هيدروكسيد الصوديوم لتعديل محتوى الحموض الدسمة الحرة في مزيج الزيت الخام .
يدعى المفاعل المستخدم لهذه الغاية مفاعل التعديل و سيتضمن المنتج الزيتي الجديد بعد تعديله بالصودا الكاوية كل من الصابون و الصموغ الحرة والتي يمكن إزالتها باستخدام تقنية الفصل بالطرد المركزي , والنواتج الحاصلة بعد الفصل بالطرد المركزي بسرعة عالية هي الزيت المزال صمغه والمعدل من جهة والماء مع الصموغ والصابون من جهة أخرى. يطلق عادة على مزيج الصموغ والصابون بالسوبستوك و هو كمنتج ثانوي يمكن بيعه لصانعي الصابون .
المعالجة التالية للزيت الناتج المزال صمغه والمعدل تدعى التبييض, وهذه العملية سوف تزيل جميع المواد الملونة كاليخضور والشوائب الملونة الأخرى بإضافة تربة التبييض إلى الزيت المزال صمغه والمعدل, عندئذٍ فإن جميع الملوثات اللونية سوف يتم جذبها وتجميعها بواسطة تربة التبييض عبر الفاكيوم ضمن جهاز يدعى المبيض.
إن كمية دقيقة من تربة التبييض يمكن بشكل أساسي أن تتحكم باللون المطلوب للزيت الناتج ويمكن حساب تلك الكمية في المختبر.
سيحتوي الزيت الناتج عن مفاعل التبييض على الزيت الجاف وتربة التبييض المستهلكة ومن ثم سوف يتم ضخ المزيج عبر فلتر ضغط صفائحي من أجل فصل مسحوق تربة التبييض عن الزيت.
إن فلتر الضغط الصفائحي هو غالبا خزان عمودي مغلق ذو صمام فراشة و يتضمن صفائح شبكية معدنية دقيقة تدعى الأوراق والزيت الذي تم ضخه مع تربة التبييض سوف يشكل طبقة مسامية رقيقة على الأوراق والتي تسمح فقط للزيت الصافي بالمرور بينما تربة التبييض المستهلكة سوف تتكدس على أسطح الأوراق ومن ثم فإن طبقة تربة التبييض الرقيقة على الأوراق سوف تصبح بالتدريج أكثر سماكة إلى أن تمنع مرور الزيت نهائياً, عندئذٍ سوف تتوقف العملية بشكل مؤقت إلى أن يتم إجراء عملية رج وإسقاط للتربة المستهلكة عن أوراق الفلتر ومن ثم سوف تتكرر العملية ذاتها وبنفس الطريقة .
إن الزيت النافذ من الفلتر يدعى الزيت المزال صمغه والمعدل و المبيض .
تحتوي أنواعاً كثيرة من الزيوت النباتية على الشموع .
لا يمكن ازالة الشموع الموجودة في الزيت بدرجات الحرارة العادية , لكن يمكن فقط فصلها عن الزيت في درجات الحرارة المنخفضة.
إن درجة حرارة الجو في الشتاء هي المفهوم الأفضل للتعبير عن هذا النوع من الفصل , لذا نحن نحتاج لتبريد الزيت الناتج إلى حوالي الدرجة 7 مئوية تقريباً.
في درجة الحرارة هذه سوف تتبلور الشموع في الزيت مشكّلة سحبا من الشموع لذا فإننا عندما نضيف الدياتومايت أو البيرلايت المنشط كمواد مساعدة لتصفية الزيت المبرد , فإن جميع سحب الشمع سوف يتم جذبها إلى جزيئات مساعد التصفية ومن ثم يمكن إزالتها لاحقا بسهولة بتقنيات التصفية.
بعد مضي فترة كافية في خزانات التبريد سيكون الزيت جاهزاً كي يتم ضخه إلى فلتر الضغط وعندئذٍ فإن الدياتومايت المستهلك سوف يشكل طبقة التصفية على أوراق فلتر الضغط بنفس الطريقة التي تم شرحها في عملية تصفية تربة التبييض.
يدعى الزيت النافذ من فلتر الضغط بالزيت المزال صمغه و المعدل و المبيض والمزال شمعه وهذه العملية تدعى التشتية أو إزالة الشموع .
ومن أجل تحسين نقاوة زيت القلي, فقد قام التكنولوجيون بتطوير عملية معالجة أخيرة في تصفية الزيت وهي إزالة الشوائب المتقلبة من الزيت الناتج, والتي تسبب تقريباً رائحة كريهة خلال القلي, لذا فإن المعالجة التحسينية هي لإزالة الروائح من الزيت وهذه المعالجة تدعى إزالة الرائحة.
إن إزالة الرائحة هي عملية دقيقة جداً بالنسبة للزيت, والتي تميز التقنية المتقدمة عن التقنية التقليدية.
يتم غلي الزيت إلى درجة حرارة 280 مئوية تحت ضغط ممتاز لتجنب احتراق الزيت مع الهواء تحت هذه الدرجة المرتفعة من الحرارة.
إن الجهاز المستخدم في إزالة الرائحة يشبه من حيث الشكل برجاً كبيراً وعالياً ويتكون من عدة حجرات والتي يتم فيها نقل الزيت المغلي من حجرة إلى أخرى لضمان التجانس الأمثل لكل من التسخين وتبعثر البخار المباشر بطريقة مستمرة. إن هذا الجهاز يدعى برج إزالة الرائحة.
إن بخار التبعثر الجاف سوف يتم حقنه عبر فتحات دقيقة مرتبة تنتشر في جميع أرجاء كتلة الزيت. هذا البخار سوف يلتقط بفاعلية الأحماض الحرة المتبقية مع جميع شوائب الرائحة, ويتم امتصاص البخار بشكل مستمر بواسطة مصدر فاكيوم )انفراغ( ومن ثم يتم تكثيفه بالمياه الباردة مشكلاً مياه عكرة تدعى المياه الباروميترية.
يمكن إعادة استخدام المياه الباروميترية في المزيد من عمليات التكثيف لالتقاط المزيد من الحموض الدسمة الحرة المستخلصة من برج إزالة الرائحة.
هذه المياه الحارة تمر عبر حوض ضخم ذو تصميم خاص والذي يستخدم من أجل كشط الحموض الحرة الطافية عن سطح الماء, ويدعى هذا الحوض (ديكانتر) .
إن المياه الباروميترية التي تم كشط الأحماض الحرة منها يتم ضخها ثانية إلى برج للتبريد, والذي يخفض درجة حرارة المياه قبل أن يتم ضخها ثانية إلى مكثفات البخار النافد .
بعد ذلك يتم تبريد الزيت الناتج عن برج إزالة الرائحة ويدعى الزيت المزال صمغه و المعدل و المبيض و المشتّى و المزال الرائحة )المصطلح زيت RBD يعني زيتاً مكرراً ومبيضاً ومزال رائحته)
يعبأ الزيت المكرر في عبوات من التنك المطلي بمادة غذائية أو في عبوات بلاستيكية PET معدة للاستخدام الغذائي و بقياسات مختلفة
الزيوت المعبأة في عبوات PET ذات حجوم و أشكال مختلفة
تقنية الهدرجة
إن درجة الانصهار هي واحدة من المواصفات الفيزيائية الهامة للزيت, وهذه الدّالة المتغيرة بإمكانها التمييز بين زيوت سائلة وزيوت صلبة بدرجة حرارة الغرفة.
إن درجة حرارة الغرفة هي 25 درجة مئوية, لذا فإن جميع زيوت الطعام ذات درجة انصهار أقل من هذه الدرجة تدعى زيوتاً سائلة, بينما الزيوت ذات درجة انصهار أعلى من هذه الدرجة تدعى زيوتاً صلبة.
أمثلة عن زيوت الطهي السائلة : زيت دوار الشمس و زيت الذرة و زيت فول الصويا …. وأمثلة عن زيوت الطهي الصلبة : زيت النخيل و زيت نواة بذرة النخيل (الكيرنل) في استعمالات عديدة للطهي, تكون الزيوت الصلبة هي الأكثر رغبة وخصوصاً من أجل المعجنات , لذا فإن زيت النخيل يأتي في المقام الأول.
ومن أجل رفع درجة انصهار زيت ما كما هو مطلوب, ينبغي عليك أن تستعمل إحدى التقنيات الهامة في صناعة الزيوت وتدعى الهدرجة.
إن هدرجة الزيوت النباتية هي عملية تفاعل بين الزيت وغاز الهيدروجين.
يقوم غاز الهيدروجين في تفاعل الهدرجة بتحويل الزيوت غير المشبعة إلى زيوت مشبعة , بمعنى آخر إنها العملية التي يتم فيها تحطيم الروابط الكربونية الثنائية في جزيئات الحموض الدسمة الحرة و تحويلها إلى روابط أحادية بإضافة ذرات الهيدروجين إلى المركب.
وبنتيجة تفاعل الهدرجة لزيت ما, فإن درجة الانصهار ترتفع إلى درجة دقيقة مرغوبة والتي تجعل من الممكن تحضير خلطات مناسبة من الزيوت و بأشكال متبلورة رائعة لأنواع متعددة من الزيوت الصلبة.
في عدة حالات ومن أجل استخدامات خاصة كالمرجرين , يُطلب من منتجي الزيوت القيام بخلطة دقيقة لعدة أنواع من الزيوت.
تستعمل الزيوت المهدرجة بشكل شائع في معظم وصفات المرجرين.
أمثلة عن المرجرين :
مرجرين المائدة و مرجرين الكريمة و مرجرين الخبيز و مرجرين المعجنات و الفطائر المنفوخة (الكرواسان) .
يحل المرجرين محل الزبدة في جميع الاستعمالات , كما أنه أرخص بكثير من حيث السعر وأكثر مرونة من الزبدة في الطهي والقلي و المعجنات بالإضافة إلى أنه يتمتع بصلاحية بقاء أطول .
خط انتاج المرجرين
يعد خط انتاج المرجرين القسم الأكثر تميزا في مصنع الزيوت النباتية .
و لكي تكون قادرا على انتاج المرجرين , فانك تحتاج زيوتا عالية الجودة ناتجة عن التكرير و اختيارا دقيقا لخليط الزيوت (فيما يتعلق بنقطة الانصهار و مخطط تشكيل التبلور و الكميات) و النكهة و وسيط الاستحلاب للحصول على المستحلب الأمثل للخليط .
إن خليط الزيوت و الماء و الحليب المنزوع الدسم و وسيط الاستحلاب و النكهة و المضافات المرغوبة الأخرى ,بمجملها تسمى بالوصفة .
يجب أن تحضر وصفة المرجرين أولا في الطور الساخن للإنتاج .
و سوف يعمل وسط الحرارة المرتفع باعتدال مع عملية المزج المتواصلة , على الحصول على مستحلب متجانس من نوع واحد , و هذا يمكن التحكم فيه فقط عبر آليات مؤتمتة بشكل دقيق .
ستضخ خلطة المستحلب إلى جهاز البسترة بغرض التعقيم , و يتألف هذا الجهاز من مبادل حراري صفائحي متعدد المراحل , ترفع فيه درجة حرارة المستحلب إلى 75 درجة مئوية خلال 15 ثانية من تعرض المستحلب للحرارة لضمان حصول البسترة القياسية للخليط المتدفق .
ينتهي الطور الساخن بعد البسترة ليبدأ الطور البارد للإنتاج .
إن ضغط المضخة البستونية و درجة حرارة التبريد في قسم التبلور و سرعة العجن في آلة العجن المسمارية الدوارة ,جميعها تؤلف ما تبقى من الوصفة المخصصة للطور البارد للإنتاج .
إن الوصفات الناجحة للمرجرين تعتمد على الخبرة الممتازة لتكنولوجي تشغيل الخط و تعتمد أيضا بشكل رئيسي على مستوى الأتمتة و ترابط البرامج التي تعكس الخبرة الطويلة لصانعي الخط .
في كثير من الحالات , تتولد الحاجة لدى صانع معدات انتاج المرجرين للعمل المشترك مع أفضل صانعي المستحلبات و النكهات المتعلقة بالمرجرين .
و بفضل التنوع الواسع لوصفات المرجرين , يجري صانع خطوط انتاج المرجرين ذو السمعة الطيبة , وصفته الخاصة به على محطة مصغرة مصممة لتجاربه
و تسمى مكنة الارشاد و هو بدوره لديه أخصائييه الذين يعملون على أبحاث تطوير الوصفات بالتعاون مع أخصائيين من الشركات الصانعة للمستحلبات و النكهات .
إن الفائدة المجنية من الوصفات المطورة تعود بالنتيجة على تطوير معدات انتاج المرجرين و أيضا سوف تميز صانع المستحلبات و النكهات عن منافسيه .
أنواع المرجرين الأكثر شهرة :
- مرجرين المائدة , مغلف ضمن مكعبات 200 غرام و 250 غرام و هي بنكهة الزبدة .
- مرجرين الكريمة , معبأة في صناديق من الكرتون 20 كغ لمصانع الوجبات الغذائية الخفيفة (مثل الكعكة الاسفنجية و البسكويت المحشو بالكريمة).
- مرجرين الخبيز , معبأة في صناديق من الكرتون 20 كغ لمصانع الأغذية الخفيفة (الخبيز و المعجنات).
- مرجرين الفطائر المنفوخة , معبأة في صناديق من الكرتون لمصانع الفطائر (الكروسان) .
يمكن أيضا لخط الانتاج أن ينتج كل أنواع الشورتننغ و السمون الصلبة النباتية .
و هذه الأنواع من المنتجات لا تحتوي على الطور المائي أو الحليب , فهي أكثر سهولة للتحكم و الانتاج , بمعنى أن الوصفة ليست معقدة كما في المرجرين .
يستخدم الشورتننغ عادة للخبيز عوضا عن السمون المشتقة من الحليب و هي أيضا تستبدل الشحم الحيواني في الطهي .
يحتاج الشورتننغ إلى ضغط أقل من المرجرين في الطور البارد للإنتاج , لأنه أقل لزوجة حيث لا وجود للماء و الحليب( .
بعض الزبائن يطلبون الشورتننغ المنفوش , و هذا النوع من المنتج يمكن نفشه بحقن غاز النتروجين في الخليط الساخن عبر مضخة الضغط العالي , حيث يبرد خليط الزيت و الغاز معا في جهاز التبلور , الأمر الذي يصنع النفش المرغوب للشورتننغ المتبلور بالنتروجين , المنتج يبدو أكثر بياضا من الشورتننغ غير المنفوش , كما أن الحجم أكبر بفضل حجم الغاز المحقون بصورة متجانسة داخل المنتج البارد .
هذا البحث من اعداد : م. أسامة بطرش
المكتب الهندسي للبحث و التطوير
الدائرة الفنية لمجموعة النور للصناعة و التجارة