Výroba tukov a olejov

Tuky sú z chemického hľadiska estery glycerolu a vyšších mastných kyselín. Nachádzajú sa v rastlinných pletivách a živočíšnych tkanivách a sú zásobnými látkami.
Mastné kyseliny sú nasýtené a nenasýtené monokarbónové kyseliny s párnym počtom uhlíkatých atómov a majú väčšinou nerozvetvený reťazec. Počet atómov uhlíka sa pohybuje od 4 do 24.

Tuky rozdeľujeme podľa pôvodu na:

a)rastlinné,
b)živočíšne.

Podľa skupenstva ich delíme na: 

a) tuky,
b)oleje.

Tuky obsahujú aj vitamíny, a to A, D, E a čiastočne aj bielkoviny. Sú ľahšie ako voda, vo vode sa nerozpúšťajú, dobre sa rozpúšťajú v organických rozpúšťadlách. Zohrievaním mäknú, kvapalnejú. Na vzduchu nie sú stále, za prítomnosti mikroorganizmov oxidujú za vzniku rôznych produktov (peroxidy, aldehydy, ketóny), ktoré spôsobujú žltnutie tukov. Kazenie tukov aktivuje voda, teplo a svetlo. Používajú sa na prípravu potravy, niektoré sa používajú priamo – maslo, masť, olivový olej, iné až po chemickej úprave – stužované tuky (slnečnicový, sójový olej).

Oleje obsahujú väčší počet nenasýtených väzieb, ktoré vplyvom vzdušného kyslíka polymerizujú, pričom sa menia na stále nerozpustné produkty, ktoré v tenkej vrstve tvoria ochranný film.

Časť tukov sa používa aj na výrobu mydla, rafinované tuky sa používajú na výrobu liečív a kozmetických výrobkov. Hydrolýzou tukov sa získava glycerol a mastné kyseliny.

Výroba tukov a olejov

Rastlinné tuky sa získavajú lisovaním alebo vylúhovaním (extrakciou) semien rastlín.

Lisovanie – je proces, pri ktorom sa pomocou vysokého tlaku (40MPa) získava olej zo semien rastlín. Uskutočňuje sa za tepla alebo za studena. Lisovaním za studena sa získa kvalitný čistý olej s malým výťažkom. Lisovaním za tepla sa získa menej kvalitný olej, preto sa najskôr lisuje za studena a ž potom za tepla. Lisovanie semien sa uskutočňuje nepretržite v závitových lisoch.

Pred samotným lisovaním sa suroviny očistia, rozdrvia a zomelú, pričom sa upraví ich teplota a vlhkosť. Po lisovaní sa získa odpad – pokrutiny (výlisky, používajú sa ako krmivo, pretože obsahujú bielkoviny), ktoré sa môžu ešte raz lisovať, pretože v nich zostáva ešte olej, väčšinou sa extrahujú.

Extrakcia je dej, pri ktorom organické rozpúšťadlo (benzén, trichlóretylén, acetón) rozpustí olej z olejnej suroviny. Uskutočňuje sa v extraktéroch, ktoré pracujú nepretržite, kde sa rozdrvená olejnatá suroviny pohybuje proti prúdu rozpúšťadla, pričom olej prechádza do roztoku. Z roztoku sa olej a rozpúšťadlo oddelia destiláciou. Skvapalnené rozpúšťadlo sa znova môže použiť na extrakciu.

Živočíšne tuky sa získavajú škvarením živočíšnych surovín (tukové tkanivo sa oddelí od kože) v kotloch. Získaný tuk sa precedí a lisovaním sa oddelí od oškvarkov.

Rafinácia tukov a olejov

Surový tuk (olej) obsahuje okrem tukovej zložky rôzne znečisťujúce látky (bielkoviny, mastné kyseliny, farbivá, vodu), ktoré znehodnocujú ich kvalitu a odstraňujú sa rafináciou.

Tá môže byť:

- fyzikálna (filtrácia, odstreďovanie, adsorpcia, dezodorácia), pomocou nej sa odstraňujú mechanické nečistoty, farbivá a zapáchajúce látky, ktoré sa napr. zachytia adsorpciou na aktívnom uhlí, bieliacej hlinke,

- chemická

– kyslá rafinácia – uskutočňuje sa koncentrovanou kyselinou sírovou, ktorá sa pridáva do oleja pri teplote 15 – 20 0C, ktorá mineralizuje všetky nečistoty. Olej sa potom premýva horúcou vodou.

- zásaditá rafinácia – používa sa na odstránenie voľných mastných kyselín, ktoré zapríčiňujú zápach a nepríjemnú chuť tukov a olejov pomocou NaOH. Vplyvom týchto látok sa tvorí sodné mydlo, ktoré sa v podobe šupiniek usadí na dne, potom sa tuk prepiera horúcou vodou, aby sa odstránili zvyšky mydla.

Tuky určené na potravinárske účely sa čistia dezodoráciou – ide o odstraňovanie látok, ktoré pôsobia nepríjemne na chuťové a čuchové orgány. Ide najmä o aldehydy a ketóny a nižšie mastné kyseliny. Tuk sa pri nej zahrieva na 150 – 180 oC a preháňa prúdom prehriatej vodnej pary pri zníženom tlaku.

Stužovanie tukov

Je premena rastlinného oleja na tuk s konzistenciou akú má maslo alebo masť. Uskutočňuje sa katalytickou hydrogenáciou – nasycovaním zvyškov nenasýtených mastných kyselín v mieste dvojitej väzby vodíkom (nasýtenie dvojitých väzieb kyselinových radikálov vodíkom).

Čím viac sa dvojitých väzieb nasýti, tým väčší bod topenia má vzniknutý tuk. Ide teda o čiastočnú hydrogenáciu, aby stužený tuk bol ľahko stráviteľný a mal teplotu topenia 30 – 35 oC (technické tuky majú teplotu topenia 36 – 42 oC).
 
Ako katalyzátor sa využíva práškový nikel, ktorý sa mieša do oleja v podobe NiCO3.

Pred stužovaním sa olej prečistí a následne hydrogenuje pri teplote 180 – 210 oC. Na stužovanie sa používajú valcové autoklávy, v dolnej časti sa zužujú a vykurujú vodnou parou. Vodík prúdi do spodnej časti autoklávu a zhora rozstrekuje olej. Po hydrogenácii sa tuk prefiltruje a dezodoruje.

Stužené tuky sa používajú na výrobu pokrmových tukov, na výrobu mydla a atď.

Výroba mydla

Mydlá sú soľné alebo draselné soli vyšších mastných kyselín. Vyrábajú sa zmydelnením tukov a olejov za použitia NaOH, Na2 CO3 , K2 CO3 (soľné mydlo je tvrdé, draselné mazľavé). Ak chceme dosiahnuť čo najlepšie vlastnosti mydla, zmydelňujeme naraz dve alebo viac surovín.

Zmydelňovanie prebieha vo veľkých otvorených kotloch, kde sa zohrievajú a miešajú parou, kým sa všetky suroviny nezmydelnia ––> teplý spôsob zmydelnenia. Po niekoľkých hodinách sa tuková emulzia pôsobením hydroxidu (sodného, draselného) premení na mydlový olej – je to zmes mydla, vody, glycerolu, solí a nečistôt. Následne sa do toho pridáva NaCl, čím sa vytvoria 2 vrstvy – mydlový koláč a kvapalná vrstva, z ktorej sa získava glycerol. Surové mydlo sa rozvarí vodou, lisuje a nechá vychladnúť, následne rozreže na kúsky jadrového mydla.

Toaletné mydlo sa vyrába z jadrového mydla, mydlo sa postrúha, suší, mieša s voňavkami, farbí a lisuje do rôznych tvarov. Čistiaci účinok má mydlo v mäkkej vode, v tvrdej vode sa mydlo zráža (vznikajú ťažko rozpustné vápenato – horečnaté mydlá).