تولید روغن خوراکی باکیفیت فقط به استخراج روغن از دانه‌های روغنی محدود نمی‌شود. روغن خام پس از استخراج ممکن است حاوی ترکیباتی مانند فسفولیپیدها، صمغ‌ها، اسیدهای چرب آزاد، رنگدانه‌ها، رطوبت و مقادیر جزئی فلزات باشد. حضور این ترکیبات می‌تواند بر شفافیت، پایداری، رنگ، طعم و عملکرد روغن در مراحل بعدی تصفیه تأثیر بگذارد.
به همین دلیل، روغن خام پیش از عرضه به بازار معمولاً مراحل مختلف پالایش را طی می‌کند. یکی از مراحل مهم در بسیاری از خطوط تولید، صمغ‌گیری یا Degumming است؛ فرایندی که برای کاهش فسفولیپیدها و برخی ناخالصی‌های همراه روغن انجام می‌شود.
اسید فسفریک یکی از مواد شیمیایی پرکاربرد در این مرحله است. این ماده به‌ویژه در تبدیل فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی به شکل‌های قابل‌جداسازی و کمک به حذف برخی ترکیبات فلزی نقش دارد. بااین‌حال، کاربرد آن به نوع روغن، کیفیت روغن خام و روش پالایش بستگی دارد.
در این مقاله از سینان فود، نقش اسید فسفریک در تصفیه روغن خوراکی، سازوکار صمغ‌گیری، ارتباط آن با مراحل دیگر پالایش و نکات مهم انتخاب گرید مناسب را بررسی می‌کنیم.
اسید فسفریک چیست و چرا در صنعت روغن استفاده می‌شود؟
اسید فسفریک با فرمول شیمیایی H₃PO₄ یک اسید معدنی است که در صنایع مختلف، از جمله صنایع غذایی و فرایندهای صنعتی، کاربرد دارد. در صنعت روغن‌های خوراکی، استفاده از آن در بسیاری از موارد به‌عنوان ماده کمکی فرایند برای آماده‌سازی روغن خام و حذف ترکیبات نامطلوب انجام می‌شود.
هدف از این کاربرد، افزودن اسید به محصول نهایی نیست؛ بلکه استفاده کنترل‌شده از آن در مرحله پالایش و سپس جداسازی ترکیبات حاصل از فرایند است.
مهم‌ترین دلایل استفاده از اسید فسفریک در پالایش روغن عبارت‌اند از:
کمک به حذف فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی
بهبود جداسازی برخی ناخالصی‌های صمغی
کمک به کنترل برخی ترکیبات حاوی کلسیم و منیزیم
آماده‌سازی روغن برای مراحل بعدی تصفیه، به‌ویژه در برخی فرایندهای تصفیه فیزیکی
کمک به دستیابی به مقدار پایین‌تر فسفر باقی‌مانده در روغن، در صورت طراحی صحیح فرایند
البته میزان اثربخشی اسید فسفریک به‌تنهایی تعیین نمی‌شود؛ نوع روغن، مقدار فسفولیپیدها، میزان رطوبت، شدت اختلاط و روش جداسازی نیز اهمیت دارند.
صمغ‌گیری روغن چیست؟
صمغ‌گیری یکی از مراحل اولیه پالایش روغن خام است که با هدف کاهش فسفولیپیدها و ترکیبات موسوم به صمغ انجام می‌شود.
فسفولیپیدها ترکیباتی هستند که در دانه‌های روغنی وجود دارند و هنگام استخراج، بخشی از آن‌ها وارد روغن خام می‌شود. بعضی از این ترکیبات در تماس با آب آب‌پوشی می‌شوند و امکان جداسازی آن‌ها از فاز روغنی وجود دارد؛ اما گروهی دیگر به‌راحتی با آب جدا نمی‌شوند.
این تفاوت باعث می‌شود که در برخی روغن‌ها، استفاده از آب به‌تنهایی برای دستیابی به کیفیت موردنظر کافی نباشد.
وجود فسفولیپیدهای باقی‌مانده می‌تواند مشکلاتی مانند افزایش تلفات روغن در مراحل پالایش، ایجاد رسوب، اختلال در عملیات بعدی و کاهش پایداری محصول را به همراه داشته باشد.
بنابراین، صمغ‌گیری مناسب نه‌تنها بر کیفیت روغن نهایی، بلکه بر راندمان و هزینه‌های تولید نیز اثر می‌گذارد.
نقش اسید فسفریک در صمغ‌گیری روغن خوراکی
۱. کمک به حذف فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی
فسفولیپیدهای موجود در روغن خام از نظر رفتار در برابر آب یکسان نیستند. بخشی از آن‌ها به‌راحتی آب‌پوشی می‌شوند، درحالی‌که گروهی دیگر به‌ویژه در ارتباط با نمک‌های کلسیم و منیزیم، رفتار متفاوتی دارند.
اسید فسفریک می‌تواند با تغییر شرایط شیمیایی محیط و برهم‌کنش با این ترکیبات، جداسازی بخشی از فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی را تسهیل کند.
در بسیاری از فرایندها، پس از تیمار اسیدی، مراحل دیگری مانند افزودن آب، جداسازی با سانتریفیوژ یا استفاده از جاذب‌های مناسب انجام می‌شوند تا ترکیبات ایجادشده از فاز روغنی خارج شوند.
بنابراین، عملکرد اسید فسفریک باید در چارچوب کل فرایند صمغ‌گیری بررسی شود، نه به‌عنوان ماده‌ای که به‌تنهایی همه ناخالصی‌ها را حذف می‌کند.
۲. کمک به کاهش ترکیبات حاوی کلسیم و منیزیم
برخی فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی با یون‌های فلزی، از جمله کلسیم و منیزیم، ارتباط دارند. اسید فسفریک می‌تواند در تغییر وضعیت شیمیایی این ترکیبات و فراهم‌کردن شرایط مناسب برای جداسازی آن‌ها نقش داشته باشد.
این موضوع در روغن‌هایی که ترکیب فسفولیپیدی پیچیده‌تری دارند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
البته مقدار و روش مصرف اسید باید بر اساس ویژگی‌های روغن خام و هدف فرایند تعیین شود؛ زیرا تیمار نامناسب ممکن است به باقی‌ماندن ناخالصی‌ها یا ایجاد مشکلات در مراحل بعدی منجر شود.
۳. آماده‌سازی روغن برای تصفیه فیزیکی
در تصفیه فیزیکی، کاهش فسفولیپیدهای باقی‌مانده اهمیت ویژه‌ای دارد؛ زیرا در این مسیر، اسیدهای چرب آزاد عمدتاً در مرحله بوگیری و با استفاده از بخار تحت خلأ حذف می‌شوند و مرحله خنثی‌سازی قلیایی به شکل متداول وجود ندارد.
اگر مقدار فسفر و ترکیبات صمغی باقی‌مانده در روغن بیش‌ازحد باشد، ممکن است بر کیفیت مراحل بعدی، پایداری روغن و عملکرد فرایند تأثیر منفی بگذارد.
ازاین‌رو، در برخی خطوط تصفیه فیزیکی از صمغ‌گیری اسیدی، صمغ‌گیری خشک یا روش‌های ترکیبی استفاده می‌شود. روش مناسب به نوع روغن و مشخصات مواد اولیه بستگی دارد.
۴. تأثیر غیرمستقیم بر کیفیت روغن نهایی
اسید فسفریک به‌تنهایی عامل ایجاد رنگ روشن، طعم مطلوب یا ماندگاری طولانی روغن نیست. بااین‌حال، حذف مؤثر ترکیبات صمغی و برخی ناخالصی‌ها می‌تواند شرایط مناسب‌تری برای مراحل بعدی تصفیه فراهم کند.
در ادامه، عملیات خنثی‌سازی، رنگ‌بری و بوگیری بر اساس مسیر پالایش انتخاب‌شده انجام می‌شوند. هر مرحله وظیفه مشخصی دارد و نتیجه نهایی حاصل عملکرد هماهنگ کل خط تولید است.
مراحل اصلی تصفیه روغن خوراکی
روش دقیق پالایش به نوع روغن، کیفیت روغن خام و تجهیزات کارخانه بستگی دارد. بااین‌حال، مراحل زیر در بسیاری از خطوط تولید روغن‌های گیاهی دیده می‌شوند.
مرحله اول: آماده‌سازی روغن خام
در این مرحله، مشخصات اولیه روغن بررسی می‌شود. پارامترهایی مانند میزان فسفر، اسیدهای چرب آزاد، رطوبت، ناخالصی‌ها و ویژگی‌های ظاهری می‌توانند در انتخاب مسیر پالایش مؤثر باشند.
شناخت کیفیت روغن خام برای تعیین روش و شدت صمغ‌گیری ضروری است.
مرحله دوم: صمغ‌گیری
در این مرحله، بخشی از فسفولیپیدها و ترکیبات صمغی از روغن حذف می‌شوند. بسته به نوع روغن و فرایند، ممکن است از آب، اسید فسفریک، اسید سیتریک یا روش‌های دیگر استفاده شود.
پس از انجام تیمار، ترکیبات جداشده باید با روش مناسب از روغن خارج شوند.
مرحله سوم: خنثی‌سازی
در تصفیه شیمیایی، معمولاً از محلول قلیایی برای واکنش با اسیدهای چرب آزاد استفاده می‌شود. این واکنش به تشکیل صابون منجر می‌شود و سپس فاز صابونی از روغن جدا می‌گردد.
در برخی فرایندها، اسید فسفریک پیش از مرحله خنثی‌سازی برای آماده‌سازی و صمغ‌گیری روغن به کار می‌رود. این موضوع به معنی جایگزین‌شدن اسید فسفریک با ماده قلیایی در خنثی‌سازی اسیدهای چرب آزاد نیست؛ هرکدام نقش متفاوتی دارند.
مرحله چهارم: رنگ‌بری
در رنگ‌بری، از جاذب‌هایی مانند خاک رنگبر برای کاهش رنگدانه‌ها و برخی ترکیبات نامطلوب استفاده می‌شود. این مرحله می‌تواند به حذف بخشی از ترکیبات قطبی باقی‌مانده نیز کمک کند.
کارایی رنگ‌بری به کیفیت روغن ورودی، نوع جاذب و شرایط فرایند بستگی دارد.
مرحله پنجم: بوگیری
بوگیری معمولاً با استفاده از بخار و خلأ انجام می‌شود و برای کاهش ترکیبات فرار نامطلوب و در مسیرهای مناسب، کاهش اسیدهای چرب آزاد نیز اهمیت دارد.
دمای بالا و شرایط نامناسب فرایند ممکن است بر کیفیت روغن تأثیر بگذارد؛ بنابراین کنترل دقیق شرایط عملیاتی ضروری است.
تمام روغن‌ها الزاماً از مسیر کاملاً یکسانی عبور نمی‌کنند و ترتیب یا ترکیب مراحل ممکن است بر اساس روش تصفیه و نوع ماده اولیه متفاوت باشد.
تفاوت صمغ‌گیری آبی، اسیدی و خشک
برای انتخاب روش مناسب، باید تفاوت میان مسیرهای متداول صمغ‌گیری را شناخت.
صمغ‌گیری آبی
در این روش، آب به روغن افزوده می‌شود تا فسفولیپیدهای آب‌پوش‌شونده جذب آب شده و از فاز روغنی قابل‌جداسازی شوند.
این روش برای برخی روغن‌ها مؤثر است؛ اما برای فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی ممکن است کافی نباشد.
صمغ‌گیری اسیدی
در صمغ‌گیری اسیدی از اسیدهایی مانند اسید فسفریک یا اسید سیتریک برای کمک به تغییر وضعیت برخی فسفولیپیدها و بهبود جداسازی آن‌ها استفاده می‌شود.
انتخاب نوع اسید به ترکیب روغن، ویژگی‌های فرایند و الزامات مراحل بعدی بستگی دارد.
صمغ‌گیری خشک
در این روش، تیمار اسیدی با استفاده از جاذب‌هایی مانند خاک رنگبر ترکیب می‌شود و جداسازی ترکیبات نامطلوب با کمک جذب سطحی انجام می‌گیرد. این مسیر برای برخی روغن‌های دارای فسفولیپید کم، از جمله بعضی روغن‌های پالم و روغن‌های مشابه، قابل استفاده است.
بااین‌حال، صمغ‌گیری خشک برای تمام روغن‌ها مناسب نیست و انتخاب آن به کیفیت روغن خام و هدف پالایش بستگی دارد.
چرا مقدار اسید فسفریک باید کنترل شود؟
یکی از نکات کلیدی در مصرف اسید فسفریک، تعیین مقدار مناسب بر اساس ویژگی‌های روغن خام است. مصرف کمتر از مقدار موردنیاز ممکن است به حذف ناکافی فسفولیپیدها منجر شود؛ در مقابل، مصرف بیش‌ازحد نیز لزوماً عملکرد بهتری ایجاد نمی‌کند.
افزودن اسید اضافی می‌تواند باعث افزایش بار اسیدی یا فسفری مراحل بعدی شود و در برخی فرایندها، بر عملکرد جاذب‌ها، کیفیت روغن یا عملیات پالایش اثر منفی بگذارد.
به همین دلیل، مقدار مصرف باید با توجه به نتایج آزمون‌های روغن خام، نوع روغن، غلظت اسید، تجهیزات اختلاط و روش جداسازی تعیین شود.
برای تعیین شرایط عملیاتی، استفاده از دستورالعمل فنی معتبر، آزمایش‌های کنترل‌شده و تجربه تخصصی واحد پالایش ضروری است. نمی‌توان یک مقدار ثابت را برای همه روغن‌ها و خطوط تولید توصیه کرد.
نکات مهم هنگام خرید اسید فسفریک برای صنعت روغن
انتخاب اسید فسفریک مناسب فقط بر اساس قیمت یا درصد غلظت انجام نمی‌شود. در کاربردهای مرتبط با روغن خوراکی، توجه به مشخصات فنی و الزامات کیفی اهمیت ویژه‌ای دارد.
۱. گرید مناسب کاربرد را انتخاب کنید
اگر ماده برای فرایند مرتبط با تولید روغن خوراکی خریداری می‌شود، باید مناسب‌بودن آن برای کاربرد موردنظر و الزامات قانونی مربوط بررسی شود. یک محصول صنعتی را نباید بدون بررسی مستندات، جایگزین گرید مناسب کاربرد غذایی یا کمکی فرایند کرد.
۲. غلظت و مشخصات فنی را بررسی کنید
درصد اسید، ناخالصی‌های احتمالی، مشخصات شیمیایی و الزامات کیفی باید با نیاز فرایند هماهنگ باشند. غلظت ماده بر نحوه محاسبه مقدار مصرف و شرایط آماده‌سازی آن تأثیر می‌گذارد.
۳. مدارک کیفی را دریافت کنید
پیش از خرید، بررسی گواهی آنالیز هر بچ، مشخصات فنی و اسناد موردنیاز برای ردیابی و کنترل کیفیت اهمیت دارد. مدارک باید با محصول تحویلی و کاربرد موردنظر مطابقت داشته باشند.
۴. شرایط حمل‌ونقل و نگهداری را در نظر بگیرید
اسید فسفریک ماده‌ای خورنده است و نگهداری و جابه‌جایی آن باید بر اساس برگه اطلاعات ایمنی و دستورالعمل‌های سازنده انجام شود. جنس مخزن، تجهیزات انتقال، تهویه و تجهیزات حفاظت فردی باید متناسب با شرایط کار انتخاب شوند.
پرسش‌های متداول درباره اسید فسفریک در تصفیه روغن خوراکی
اسید فسفریک در تولید روغن خوراکی چه کاربردی دارد؟
یکی از کاربردهای مهم آن کمک به صمغ‌گیری روغن خام و حذف فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی است. این ماده در برخی فرایندها به آماده‌سازی روغن برای مراحل بعدی تصفیه کمک می‌کند.
آیا اسید فسفریک تمام ناخالصی‌های روغن را حذف می‌کند؟
خیر. اسید فسفریک به‌تنهایی همه ناخالصی‌ها را حذف نمی‌کند. حذف اسیدهای چرب آزاد، رنگدانه‌ها، ترکیبات فرار و سایر مواد نامطلوب به مراحل جداگانه پالایش و عملکرد مناسب کل فرایند نیاز دارد.
تفاوت اسید فسفریک و اسید سیتریک در صمغ‌گیری چیست؟
هر دو اسید می‌توانند در برخی فرایندهای صمغ‌گیری کاربرد داشته باشند، اما از نظر قدرت اسیدی، برهم‌کنش با یون‌های فلزی، رفتار فرایندی و اثر بر مراحل بعدی یکسان نیستند. انتخاب میان آن‌ها به نوع روغن و شرایط پالایش بستگی دارد.
آیا اسید فسفریک برای همه روغن‌های گیاهی استفاده می‌شود؟
خیر. نوع روغن، میزان فسفولیپیدها و روش پالایش تعیین می‌کنند که آیا استفاده از اسید فسفریک لازم است یا خیر. برخی روغن‌ها ممکن است با روش‌های دیگر یا ترکیبی از چند روش تصفیه شوند.
آیا مصرف بیشتر اسید فسفریک کیفیت روغن را بهتر می‌کند؟
الزاماً خیر. مقدار نامناسب می‌تواند مشکلاتی در مراحل بعدی ایجاد کند یا به افزایش ترکیبات باقی‌مانده منجر شود. مقدار مصرف باید بر اساس آزمون و طراحی فرایند تعیین شود.
آیا اسید فسفریک مصرف‌شده در فرایند باید در روغن نهایی باقی بماند؟
هدف از کاربرد آن در صمغ‌گیری، کمک به فرایند حذف ناخالصی‌هاست، نه افزودن آن به‌عنوان ماده تشکیل‌دهنده روغن نهایی. فرایند باید به‌گونه‌ای طراحی و کنترل شود که روغن نهایی با مشخصات کیفی و الزامات قانونی مربوط مطابقت داشته باشد.
جمع‌بندی
اسید فسفریک یکی از مواد کمکی مهم در برخی روش‌های پالایش روغن‌های خوراکی است که عمدتاً برای کمک به صمغ‌گیری و آماده‌سازی روغن خام برای مراحل بعدی استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند در حذف فسفولیپیدهای غیرقابل‌آب‌پوشی و مدیریت برخی ترکیبات حاوی فلزات نقش داشته باشد.
بااین‌حال، کیفیت نهایی روغن به یک ماده شیمیایی وابسته نیست؛ بلکه از انتخاب صحیح مواد اولیه، شناخت ترکیب روغن خام، طراحی مناسب صمغ‌گیری، جداسازی مؤثر و کنترل مراحل خنثی‌سازی، رنگ‌بری و بوگیری حاصل می‌شود.
برای تولیدکنندگان روغن خوراکی، انتخاب گرید مناسب اسید فسفریک، بررسی مدارک کیفی و تنظیم مقدار مصرف بر پایه آزمون‌های فنی، از عوامل مهم در دستیابی به کیفیت پایدار و کنترل هزینه‌های تولید هستند.
