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Wie werden Fette hergestellt und modifiziert?

Dr.-Ing. Manfred Knuth, Brökelmann+Co. 59067 Hamm

Gliederung:

1. Öle und Fette
2. Mengen und Verwendung
3. Öl- und Fettgewinnung
3.1 Auspressen von Öl
3.2 Extrahieren von Öl
4. Raffination der Öle und Fette
4.1 Entschleimen und Neutralisieren
4.2 Bleichen
4.3 Desodorieren
5. Modifikation der Öle und Fette
5.1 Fraktionieren
5.2 Härten
5.3 Umestern

1. Geschichte der Öle und Fette

Frühzeit: Hammeltalg, Schweineschmalz, Olivenöl, Sesamöl

Später: Butter, Fischöl

Ab 1500: Beruf des Ölmüllers

Pflanzliche Öle und Fette:

Fruchtfleischfette: Palmöl, Olivenöl, Avocadoöl

Samenfette: Sojabohnen, Rapssaat, Baumwollsaat, Sonnenblumensaat, Erdnuß, Palmkern, Kokosnuss

Ölpflanzen:

oelpflanzen

 

2. Weltölverbrauch (Mio t)

Öl/Jahr 2000 1999 1998 1997 1996 1995
Sojabohnen 25,02 24,59 23,72 21,34 20,32 20,29
Baumwolle 3,89 3,83 4,08 4,00 4,06 3,87
Erdnuß 4,57 4,73 4,54 4,26 4,30 4,36
Sonnenblumen 9,57 9,22 8,64 9,59 9,29 8,70
Rapssaat 14,28 12,99 12,19 11,62 11,50 10,97
Sesam 0,66 0,69 0,72 0,77 0,75 0,74
Mais 2,05 1,99 1,92 1,90 1,79 1,83
Oliven 2,46 2,38 2,42 2,26 1,87 1,86
Palm 20,54 19,28 17,55 17,57 16,07 15,00
Palmkerne 2,59 2,53 2,16 2,14 2,10 1,95
Kokosnuß 2,92 2,81 3,20 3,25 2,93 3,39
Leinsaat 0,74 0,71 0,68 0,67 0,68 0,70
Rizinus 0,45 0,43 0,44 0,49 0,48 0,49
Fisch 1,24 1,17 0,89 1,23

1,37

1,30
Butter 5,90 5,82 5,76 5,76 5,80 5,78
Schweinefett 6,63 6,64 6,47 6,15 6,03 5,85
Talg/ Fett 8,10 8,19 7,73 7,45 7,44 7,46
Gesamt 111,61 107,99 103,11 100,43 96,78 94,55

Quelle: Mielke, Oil World Annual 2000 (17 meist importierte Fette und Öle)

Ölsaaten in der EU: Erntemengen 1995-2000

Erntemengen (1000 t) 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Raps 8213 7051 8508 9495 11358 9261
Sonnenblumen 3410 4124 4227 3518 3061 3192
Sojabohnen 893 1018 1578 1475 1172 1120
Einfuhr (1000 t) 19289 17843 16057 17568 16697 17810
Ausfuhr (1000 t) 391 515 569 801 693 781

Quelle: ZMP 2001

Verwendung pflanzlicher Öle/Fette in Deutschland

(Gesamtmenge ca. 2.500.000 t, Verband Deutscher Oelmühlen)

3. Gewinnung pflanzlicher Öle und Fette

A) Fruchtfleischöle, z.B. Oliven

Zerkleinern - Wärmebehandlung - Pressen oder Zentrifugieren - Trester und natives öl

B) Samenöle mit niedrigem Ölgehalt, z.B. Sojabohnen

Zerkleinern - Wärmebehandlung - Extrahieren - Schrot und Öl

C) Samenöle mit hohem Ölgehalt, z.B. Rapssaat

Zerkleinern - Wärmebehandlung - Pressen (Öl) -Extrahieren - Schrot und Öl

Glattwalzwerk:

w1 w2

w3

Schneckenpresse mit aufgeklapptem Seiher:

presse

Schneckenpresse im Betrieb:

presse2

Bandextrakteur:

extrakteur

Karusselextrakteur:

Extrakteur2

Sojaölgewinnung:

soja

Standorte der Ölmühlen in Deutschland:

oelmuehlen

oelmuehle

4. Raffination

Vom Speiseöl roh zum Speiseöl raffiniert. Was muss, soll durch die Raffination entfernt werden? Warum?

Metalle____________________ katalysieren die Oxidation.

Phosphatide________________ fördern die Oxidation, Trübung.

Freie Fettsäuren_____________ oxidieren schnell, Geruch, Geschmack.

Wachse____________________ bilden trüb schleimige Ablagerungen.

Pigmente___________________ stimulieren die Oxidation.

Nebenprodukte der Oxidation__ lassen freie Radikale entstehen.

Wasser____________________ Hydrolyse der Triglyceride.

Verunreinigungen___________ Unerwünscht.

Geruch____________________ Unerwünscht.

Geschmack_________________ lediglich leicht nussig ist erwünscht.

Pestizide___________________ sind Schadstoffe.

Hexan_____________________ sind Schadstoffe.

Polyaromatische Komponenten_ sind Schadstoffe.

 

Analysenwerte:

Inhaltsstoffe Einheit

rohes
Sonnenblumenöl

raffiniertes
Sonnenblumenöl

Metalle ppm 1-5 n.n.
Phosphor (Phosphatide) ppm 200 <5
FFA (Freie Fettsäuren) % 3 0,06
Wachse ppm 400 <40
Chlorophyll (Farbe) ppm 10-20 0,02
Peroxide mval O2/kg kg 5 0
Wasser % 0,07 0,02
Verunreinigungen % 0,02 n.n.
Geruch, Geschmack % <0,1 0,9 neutral nussig
Pestizide ppm 0,2 n.n.
Hexan ppm 50 n.n.
PAK's   in Übereinstimmung mit den internat. Regeln
Lichtdurchlässigkeit bei 420 nm % 10 70

Chemische Raffination:

Rohöl - Entschleimung - Neutralisation - Bleichung - Desodorierung

Physikalische Raffination:

Entschleimung - Bleichung - Destillative Entsäuerung, Desodorierung

Entschleimung und Neutralisation mit Natronlauge:

neutralistaion

Bleichung:

Zugabe von Bleicherde, Filterhilfsmittel und ggf. Aktivkohle, Reaktionszeit ca. 20 Minuten unter Vakuum bei 85 °C, Filtrieren mittels Blattfilter.

bleichung

Desodorierung:

Desodorierung ist der letzte Schritt der Raffination: 200 bis 250°C, 2 bis 5 mbar, Aufenthaltszeit 1,5 h, Strippdampfmenge ca. 10 kg Dampf/t Öl.

Entfernt werden: Geruch und Geschmack, freie Fettsäuren, Oxidationsneben-produkte, Wasser, Monoglyceride, Carotinoide, ca. 20% der Tocopherole, Pestizide, Hexanspuren,......

desodorierung

5. Modifikation der Öle und Fette

Warum werden Fette und Öle modifiziert?

Die Naturprodukte entsprechen nicht immer den Anforderungen die an sie gestellt werden, um den Endprodukten die erwünschten Eigenschaften zu verleihen. Manche Rohstoffe sind ideal geeignet, aber nicht in ausreichender Menge bzw. zu akzeptablen Preisen am Markt erhältlich. Die Modifikation bietet die Möglichkeit, Fette und Öle in ihren Eigenschaften innerhalb weiter Grenzen zu verändern, und so den vielfältigsten Anwendungszwecken in ausreichender Menge zur Verfügung zu stellen. Folgende Prozesse werden im wesentlichen angewandt: Fraktionierung - Trennung nach Schmelzpunkt durch Abkühlung. Umesterung - Umbau der Moleküle durch Vertauschen der Fettsäuren. Veresterung - Herstellung von Fett aus Fettsäure und Glycerin. Härtung - ein chemisches Verfahren, Hinzufügung von Wasserstoff. Mischen - Vermischen von Fetten und Ölen.

Nachteile: bei der Härtung entstehen aus ungesättigten Fettsäuren auch bis zu 20% Trans-fettsäuren, von denen maximal 1% der täglichen Fettaufnahme verzehrt werden sollten.

modifikation

 

Fraktionierungsanlage:

Fraktionierung

Härtungsanlage (diskontinuierlich):

Reaktor

Umesterung:

Bei der Umesterung wird das Fettmolekül -Triglycerid - für kurze Zeit in seine Bestandteile, drei Fett-säuremoleküle und ein Glycerinmolekül, getrennt und anschließend neu angeordnet wieder zusammenge-setzt.

Anlage zur kontinuierlichen Umesterung:

Umesterung

Margarineherstellung:

Margarine

 

 

 


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