MCINAREA SEMINELOR OLEAGINOASE

Dup curire i descojire seminele sunt supuse mcinrii, care are drept scop o distrugere ct mai mare a pereilor celulelor din miezul seminelor pentru a asigura obinerea unui procent ct mai mare de ulei n operaiunile ulterioare. Prin mrunirea mecanic se realizeaz ruperea membranelor i destrmarea structurii oleoplasmei celulare, care conine ulei. Ca efect al mcinrii uleiul se elimin din canalele oleoplasmei sub form de picturi fine, fiind reinut la suprafaa mcinturii sau n capilarele acesteia. n practic se realizeaz destrmarea a 70-80% din numrul total de celule. Mcinarea are un rol important n asigurarea uniformitii mcinturii, care se rsfrnge pozitiv pe parcursul operaiilor ulterioare de prjire, i extracie. Desfurarea procesului de mcinare este influenat de compoziia seminelor oleaginoase, n principal de coninutul de ap i se ulei. Din seminele cu umiditate normal rezult o mcintur friabil i pulverulent, procesul decurgnd n bune condii. Cu ct crete umiditatea, seminele devin mai plastice, ngreunnd procesul de mcinare, rezultnd astfel o mcintur cleioas, care n timpul procesului de extracie contribuie la creterea pierderilor de ului n rot.

n cazul seminelor cu un coninut mic i mediu de ulei, dup procesul de mcinare, uleiul separat este absorbit imediat de ctre particulele de mcintur; n cazul seminelor mai bogate n ulei, pe parcursul procesului de mcinare se separ o cantitate mare de ulei ctre nu poate fi n totalitate absorbit de particulele de mcintur. i n aceast situaie se obine o mcintur cleioas, cu riscul de a se pierde ulei n rot pe parcursul extraciei. n fabricile de ulei se supun mcinrii materiile prime oleaginoase, brochenul rezultat de la presare i, dac este necesar rotul rezultat la extracie. Mcinarea seminelor se efectueaz: prin tiere, prin strivire, prin presiune i prin triturare. Mcinarea prin tiere se realizeaz cu ajutorul valurilor prevzute cu tvlugi cu structuri (rifluii) care se numesc riffel-val, servind pentru mcinarea seminelor sau a materialului de dimensiunii mari ca: soia, turte, coprah, dovleac. n mod normal aceast mcinare se face se face ca o mcinare prealabil nainte de mcinare definitiv, la valuri cu tvlugi netezi.

Mcinarea la valuri cu tvlugi netezi se ntrebuineaz pentru seminele de dimensiuni mai mici, ca: floarea-soarelui decojit, rapi, in, cnep, bumbac decojit ct i pentru mcinarea definitiv a materialului de la riffel-val.

Alte utilaje utilizate la mcinare sunt concasoarele i morile cu ciocane.

Pentru mcinarea brochenului se folosesc concasoarele; acestea se prezint n dou variante constructive, i anume: concasoare cu cilindri cu dini i concasoare cu cilindri cu dini i cilindri rifluii. n special pentru mcinarea rotului se folosesc morile cu ciocane, existnd i unele variante constructive pentru mcinarea brochenului.

CONDIIONAREA TERMIC A MATERIILOR OLEAGINOASE Condiionarea termic a mcinturii oleaginoase conduce la obinerea urmtoarelor efecte:

coagularea proteinelor;distrugerea membranelor celulare, care conduc la randamente de extracie mai bune;micorarea viscozitii materiei grase, care asigur o curgere mai uoara a uleiului;sterilizarea mcitturii;inactivarea lipazelor i a enzimelor;distrugerea unor constitueni naturali din compoziia seminei, care au efect nefavorabil pentru animale, ceea ce limiteaz utilizarea rotului.

Tratarea termic a materiilor oleaginoase se realizeaz prin prjire.

Prjirea materialului oleaginos

Prjirea materialului oleaginos este operaia de tratament hidrotermic n decursul unui timp limitat, sub amestecare continu. Prjirea se realizeaz: nainte de presare, asupra mcinturii obinute la valuri; nainte de extracia prin procedeu continuu, asupra brochenului rezultat n urma presrii, sau a mcinturii materiilor prime ce trec direct la extracie .Scopul prjirii nainte de presare este de a realiza anumite transformri fizico-chimice ale componentelor mcinturii, ca i modificri ale structurii particulelor, pentru obinerea randamentului maxim la presare. Pe lng aceasta, se realizeaz transformrii chimice suplimentare, care mbuntesc calitatea produselor finite i o dezodorizare parial. Prjirea nainte de extracie este necesar pentru obinerea plasticiti dorite, n vederea prelucrrii la valurile de aplatizare n paiete fine, poroase i stabile, care s nu se sfarme n extractor i s prezinte o structur intern favorabil extraciei cu dizolvant.

Prjirea are urmatoarele caracteristici:este cuplat ntotdeauna cu fixarea unui anumit coninut de ap;confer granulelor mcinturii/peletelor elasticitatea, respectiv plasticitatea adecvat.

Procesul de prjire se realizeaz n dou faze. n prima faz se realizeaz umectarea mcinturii (cu pulverizare de ap i injectare de abur saturat, sau numai prin aburire), pn la o umiditate optim, caracteristic fiecrui sort de semine. n paralel cu umectarea are loc i o cretere rapid a temperaturii mcinturii. Etapa a doua a procesului de prjire const n uscarea mcinturii umectate, pentru realizarea structurii celulare optime pentru presare i extracie. nclzirea mcinturii se realizeaz pn la obinerea umiditii i temperaturii optime pentru presare.

PRESAREA MATERIILOR PRIME OLEAGINOASEScopul operaiei de presarePresarea este operaia prin care se separ sub aciunea unor fore exterioare componentul lichid dintr-un amestec lichid-solid (mcintur oleaginoas). La presare rezult ulei brut de pres i brochenul. Operaia de presare este cunoscut ca cea mai veche metod de obinere a uleiurilor vegetale comestibile. n prezent ea se realizeaz cu presele mecanice de mare randament, cu funcionare continu, fiind practic abandonat utilizarea preselor discontinui, hidraulice. Prin procesul de presare se poate obine o separare a uleiului de pn la 8085%, restul uleiului fiind obinut prin extracie cu dizolvani. Din aceast cauz, n ara noastr sunt supuse procesului de presare numai materiile prime oleaginoase a cror coninut n ulei depete 30%. Presarea se poate realiza n dou trepte, i anume:- pre-presare (presarea a-Ia);- presare finala (presarea a-IIa).Dup prima presare n turtele rezultate, coninutul de ulei remanent din turte este 15-20%. Acestea vor fi supuse extraciei cu solveni, pentru a creterea eficienei procesului. Materialele oleaginoasde cu un coninut mai mic sunt supuse direct procesului de extracie, deoarece randamentul sczut nu justific cheltuielile materiale generate de aceast metod de obinere a uleiului brut. Cu ct brochenul conine mai mult ulei, cu att va fi mai sfrmicios, deoarece peliculele de ulei nu permit particulelor de mcintur s se bricheteze. O schem general de proces pentru obinerea uleiului prin presare, precum i a operaiilor prelimiare presrii, este dat n figura 1.

Figura 1. Schema de proces a obinerii uleiului brut prin presare n prese mecanice

PURIFICAREA ULEIULUI BRUT DE PRESScop: ndepartarea impuritilor mecanice, a impuritilor organice din suspensie, precum i a urmelor de ap din uleiul obinut la presare.

Uleiul obinut la prese conine impuriti mecanice i organice n suspensie, precum i urme de ap, care trebuie ndeprtate, pentru evitarea degradrii rapide a uleiului i a pierderilor. Din acest motiv, la depozitarea uleiului brut de pres sau la trecerea lui la rafinare este necesar o purificare prealabil care se efectueaz prin urmtoarele operaii: separarea resturilor grosiere de mcintur oleaginoas antrenate la presare (za) prin: sedimentare, filtrare sau centrifugare; eliminarea umiditii n exces prin evaporare (uscare); separarea impuritilor cu dimensiuni mici prin filtrare. Prima i a treia operaie se execut totdeauna, n timp ce uscarea uleiului se face numai n unele ntreprinderi n cazul cnd umiditatea uleiului depete 0,3%.

EXTRACIA ULEIULUI CU SOLVENTIPrin procedeul de extracie (figura 2) se urmrete scderea coninutului de ulei remanent din materialul oleaginos sub 2%.

Obinerea uleiului prin presare se aplic n cazul n care coninutul de ulei din materiile prime oleaginoase este foarte mare, prezentnd avantajul c este mai economic.

Dac coninutul de ulei din semine este mai mic, prin extracia cu solveni organici a uleiului pn la un coninut n rot de 2-3%, poate fi influenat creterea randamentului de obinere a uleiului, care poate s ating valori cu peste 10% mai mari.

Valorile coninutului n ulei remanent n rotul care rezult la extracie sunt de pn la 1%.

ULEI BRUT DE EXTRACTIEMateria prim oleaginoasCondiionareMrunire/SpargerePeletareExtracieSolvent de extracierot de extracieSeparare solvent

rot

Recuperare solventMiscelSolvent de extracieFigura 2. Schema tehnologic la obinerea uleiului prin extracie

n cazul n care mcintura este trecut la extracie fr a fi supus operaiei de aplatizare, mrunirea se face succesiv n necuri tietoare i apoi n mori cu discuri. n scopul obinerii unei mcinturi cu ct mai puin praf oleaginos, ntregul proces de mrunire, mcinare i aplatizare se face la temperatur ridicat, cnd plasticitatea mcinturii este mai mare. Pentru a se evita vaporizarea brusc a dizolvantului n extractor la contactul cu particulele oleaginoase fierbini, acestea sunt rcite nainte de trecerea la extracie pn la maxim 55C, dat fiind temperatura de 65C de ncepere a distilrii benzinei utilizate la extracie. Rcirea se poate realiza n prjitoare obinuite cu ase compartimente rcite cu ap, sau n rcitoare tip coloan, rcite cu aer n contracurent.

Metode i utilaje utilizate la extracia uleiului

n principiu extragerea uleiului din diverse materii prime oleaginoase const din splarea cu dizolvant a mcinturii pregtite n prealabil, ntr-o singur sau mai multe trepte. n practic se disting trei moduri de realizare a extraciei: simpl, multipl (n trepte) i extracia continu.

Prin extracia simpl, discontinu sau prin infuzare se nelege operaia care se desfoar ntr-un recipient, n care s-a amestecat intim materialul supus extraciei cu dizolvantul. Procesul de extracie decurge lent, iar la atingerea concentraiei de echilibru se separ fazele, obinndu-se astfel separarea uleiului de materialul inert. n aceste condiii procesul de extracie este nestaionar. Pentru a se realiza o epuizare ct mai avansat a materialului operaia se repet de mai multe ori, iar metoda este total neeconomic.

n metoda de extracie multipl semicontinu sau prin difuzie are loc saturarea solventului, care circul prin mai multe aparate aezate n serie, legate ntre ele. Numrul aparatelor legate n serie variaz de la dou la mai multe aparate, n funcie de materialului supus extraciei.n metoda de extracie multipl amestecul care se supune extraciei se ncarc simultan n toate extractoarele; dizolvantul intr n primul aparat, trece prin el i apoi miscela, trece consecutiv prin toate celelalte aparate mbogindu-se treptat n ulei. Din ultimul extractor, miscela concentrat intr n aparatul de separare a uleiului de dizolvant. Procesul continu n acest mod pn cnd n primul extractor se obine gradul dorit de extracie, dup care se scoate din circuit, se golete de rot i apoi se reumple. Operaia continu astfel cu al doilea extractor i aa mai departe. La aceast metod de extracie concentraia miscelei este constant n fiecare extractor, ea schimbndu-se n trepte de la un aparat la altul.

Prin extracia continu se nelege acea metod la care n cursul desfurrii procesului diferena de concentraii n lungimea sau nlimea extractorului, sau n sistemul de extractoare, se modific n mod continuu, uniform. n funcie de construcia extractorului, materialul circul n contracurent cu dizolvantul. La captul n care intr materialul proaspt se pompeaz miscela cea mai concentrat, iar dizolvantul curat intr n partea final, unde se afl materialul cel mai degresat. Pe parcursul procesului, miscela i mrete treptat concentraia. n locul noiunii de treapt de extracie, folosit la extracia multipl, se folosete acea de lungime (sau nlime) echivalent a extractorului, care reprezint acea poriune din extractor (lungimea sau nlime) n limitele creia se obin aceeai eficien a procesului ca i n limita unor trepte de extracie.

n practic se aplic trei metode de extracie continu:metoda scufundrii sau imersrii materialului oleaginos n dizolvantul care circul n contracurent;metoda stropirii repetate sau percolarea cu dizolvant a materialului oleaginos care se deplaseaz pe un transportor oarecare. Materialul cel mai degresat este stropit cu un dizolvant proaspt, iar materialul proaspt este stropit cu miscela cea mai concentrat. Percolarea ofer posibilitatea obinerii de miscele mai concentrate i mai curate datorit autofiltrrii;metoda mixt, n care materialul proaspt se umecteaz bine cu miscela concentrat i apoi se degreseaz pe transportorul extractorului, n continuare, prin percolare cu miscel, apoi cu dizolvant proaspt.

O instalaie de extracie se compune, n general, din urmatoarele pri principale: extractorul sau aparatul de extracie, care se umple cu materialul care se trateaz cu solveni;distilatorul sau aparatul de distilare, n care se efectueaz separarea uleiului i a solventului din miscel;condensatorul, n care are loc condensarea vaporilor de solveni formai prin nclzirea miscelei din distilator. Acesta este conectat i la extractor, prinznd i vaporii de solvent din acesta;rezervorul de solvent.

Purificarea miscelei

Miscela obinut n procesul de extracie nu se prezint ca o soluie pur de ulei n benzin, ci conine i o serie de impuriti mecanice i organice. Purificarea miscelei se poate efectua prin decantare, filtrare i centrifugare. Metoda cea mai folosit este metoda filtrrii.

Recuperarea dizolvantului din miscel

Operaia de separare a dizolvantului din miscel se realizeaz n condiii de temperatur ridicat, prin evaporarea acestuia ntr-una sau mai multe trepte. Prin acest tratament termic se dorete evaporarea maxim a dizolvantului n condiii de temperatur i consum de cldur minim i totodat durata operaiei s fie ct mai scurt. Temperatura de distilare a miscelei este cu mult mai ridicat dect cea a dizolvantului curat fiind direct proporional cu concentraia uleiului. Din acest motiv, pentru a reduce temperatura, la evaporarea avansat se lucreaz sub presiune sczut de 30-40 mm col. ap. Pentru a realiza o distilare rapid a ultimelor fracii de dizolvant din miscel se utilizeaz aburul direct, care reduce concentraia vaporilor de dizolvant de la suprafaa miscelei i uureaz eliminarea acestuia. n plus, realizeaz i o barbotare n miscel, mrind suprafaa de separare ntre fazele lichid i gazoas

Se disting trei procedee de distilare a miscelei:

distilarea n strat nalt, care variaz ntre 200 i 600 mm; distilarea n pelicul, a crei grosime este determinat de proprietile fizice ale miscelei, ca i de proprietile i poziia suprafeei materialului pe care se formeaz pelicula de miscel;distilarea prin pulverizare, ca rezultat al trecerii miscelei sub presiune prin duze speciale de pulverizare i formare n interiorul aparatului a unei infiniti de particule fine.

n instalaiile moderne, miscela este mai nti preconcentrat pn la 35-45% ulei ntr-un schimbtor de cldur tubular, pe baza vaporilor de benzin rezultat de la desolventizarea rotului, care acioneaz ca agent termic. Urmeaz o concentrare pn la 80-95% ntr-un evaporator tubular sau pelicular la un vacuum de 400 mm Hg i temperatura de 90-95C. Distilarea final se poate face n una sau dou etape, la temperaturi de 105-110C i un vacuum de 720-730 mm Hg, n coloane cu blaz, cu talere sau prin pulverizare prin introducerea de abur direct. n final uleiul trebuie s aib maximum 0,05% dizolvant. .

Recuperarea solventului din rot

Dup extracia uleiului, rotul conine 25-50% solvent, la suprafa i n capilarele particulelor. Pentru recuperarea disolvantul din rot, acesta este tratat la cald fie printr-un toaster, fie cu ajutorul unui sistem de dezbenzinare cu sistem cu melc. rotul este nclzit direct i /sau indirect cu abur, sub amestecare continu, prin amestectoare sau antrenare cu ajutorul spirelor melcilorFraciunile uoare de solvent se separ prin nclzire, iar cele grele cu abur supranclzit. ndeprtarea dizolvantului din rot este asemntoare operaiei de uscare, adic o etap de evaporare cu vitez constant, urmat de o etap de evaporare cu vitez cresctoare. rotul care conine solvent de extracie parcurge sub amestecare compartimentele aparatului (un toaster sau un sistem de dezbenzinare cu melc), care este ncalzit direct (mai nti cu abur) i/sau indirect prin fundul dublu (toastare propriu-zis), la temperaturi de 100C. rotul trebuie dup aceea uscat i rcit. Coninutul de solvent din rot trebuie s fie mai mic de 0,1% (0,05%).

DEPOZITAREA ULEIURILOR BRUTE

Uleiurile brute de pres i de extracie se depoziteaz nainte de rafinare n rezervoare de oel cu capacitate mare (mii de m3). Fundul rezervoarelor trebuie s fie nclinat uor spre golire, pentru a se realiza golirea complet i pentru evitarea depunerii sedimentelor. Conducta de alimentare cu ulei a rezervoarelor trebuie s coboare pn la partea inferioar a rezervorului, pentru a se evita contactul uleiului cu aerul. Rezervoarele de ulei sunt implantate n cuve de retenie, pentru a evita pierderile prin deversare. Rezervoarele trebuie s fie prevzute cu agitatoare tip elice sau urub, montate lateral la partea inferioar, prezena acestora avnd urmtoarele avantaje:asigurar loturi de ulei cu caracteristici calitative omogene;uleiurile cu coninut ridicat de fosfatide nehidratabile (soia) pot fi tratate cu acid fosforic direct n rezervor cu 24 de ore nainte de rafinare;se mpiedic separarea spontan a mucilagiilor n rezervor (n cazul rezervoarelor fr agitator, mucilagiile se autohidrateaz cu umiditatea din aer la temperatura critic de 7C pentru uleiurile de pres de floarea-soarelui i 21,5C pentru cel de extracie; redispersarea mucilagiilor separate la 10-20C are loc la 47-50C, n funcie de umiditatea uleiului, iar la unele chiar la 100C).

RAFINAREA ULEIURILOR VEGETALE

Uleiul brut rezultat dup separarea impuritilor grosiere, prin decantare sau filtrare, mai conine o serie de substane n suspensie, n stare coloidal sau dizolvate. Aceste substane pot fi: mucilagii (substane cleioase cu compoziie i structur asemntoare gumelor naturale care nglobeaz fosfatide, albumine, carbohidrai etc.), pigmeni, acizi grai liberi, substane odorante, ceruri etc. Pe parcursul rafinrii se urmrete eliminarea substanelor de nsoire, nedorite cum snt: mucilagiile (fosfatidele), acizii grai liberi, pigmeni, colorani (clorofile, carotenoide) substane mirositoare (aldehide,cetone).grsimilor, astfel c acceptana acestora de ctre utilizator, precum i utilizarea acestora este ngrdit. De asemenea, pot influena negativ prelucrarea ulterioar i s diminueze stabilitatea produsului. Din categria substanelor de nsoire fac parte i substane care prezint riscuri pentru sntatea omului, cum sunt:substanele contaminante din mediul nconjurtor - pesticidele, ierbicidele i metalele grele;substane care in de metabolismul anumitor mucegaiuri (micotoxine);urme de metale (pot s provin de la aparate), care stimuleaz procesul de oxidare.

O privire de ansamblu se poate obine din figura 3., iar n tabelul 1. este prezentat o grupare a operailor care se succed la rafinare, dup efectul realizat.

UscareULEI BRUTSeparare mucilagiiMucilagiiDezmucilaginareAp sau soluie acidNeutralizareSeparare apSoluie alcalinApe rezidualeSeparare soapstockSoapstock*Separare apSplareApApe rezidualeDecolorareAdsorbantAdsorbant uzatVinterizareCeruri, trigliceride solide, uleiDezodorizareOdorante, acizi grai, uleiULEI RAFINAT*Soapstockul este saponificatul sau masa semisolid (fluid la cald, past consistent la rece) obinut ca urmare a saponificrii acizilor grai liberi cu lesie tare, ca urmare a procesului de neutralizare.

Figura 3. Schema de rafinare a uleiurilor vegetale

Tabelul 1. Gruparea metodelor de rafinare dup efectul principal al procesului

Fiecare din aceste grupe de substane afecteaz calitile organoleptice sau comerciale ale uleiurilor: mucilagiile confer un aspect tulbure; pigmenii modific culoarea; substanele odorante modific mirosul; acizi grai liberi confer gust astringent. Prin rafinare se mbuntete calitatea uleiului deoarece se reduce aciditatea liber, se amelioreaz gustul, mirosul i culoarea, crete transparena i n acelai timp, se mrete durata de conservare. Rafinarea are ca scop i eliminarea acelor compui care afecteaz procesarea ulterioar n fabricile de ulei sau creeaz dificulti n alte aplicaii.

Dezmucilaginarea

Dezmucilaginarea, denumit i delecitinizare este o operaie al crei scop i efect principal este eliminarea mucilagiilor. Complementar se elimin i alte substane de nsoire: fosfatide, albumine, hidrai de carbon, substane colorante. Msura n care acestea se ndeprteaz depinde de natura lor chimic: astfel fosfatidele uor hidratabile (fraciunea lecitinic) se elimin practic complet n timp ce fosfatidele din fraciunea cefalinic (mai dificil de hidratat) se elimin n mai mic msur; global eliminarea fosfatidelor are loc n proporie de 90%. Fosfatidele care rmn n ulei determin nchiderea la culoare atunci cnd uleiurile sunt nclzite la peste 150C. Aceasta impune o rafinare suplimentar a anumitor uleiuri (de exemplu uleiul de soia dublu rafinat folosit n industria de lacuri i vopsele la care fosfatidele trebuie eliminate i din alt motiv, acela c inhib activitatea catalizatorului folosit ntr-una din fazele procesului tehnologic). n figura 4. este prezentat schematic procesul de dezmucilaginare.Necesitatea eliminrii mucilagiilor deriv din considerente att tehnologice ct i comerciale. Pe de o parte, mucilagiile au o pronunat activitate superficial (mucilagii ca atare i anumii compui care se concentreaz n acestea, de exemplu lecitina); ca urmare neutralizarea bazic se poate aplica numai dup separarea mucilagiilor, n caz contrar n timpul tratamentului cu soluii alcaline se produc emulsii stabile ceea ce duce la creterea pierderilor de ulei n soapstock. Pe de alt parte, n timpul depozitrii, mucilagiile se hidrateaz lent cu umiditatea atmosferic (autohidratare) formnd flocoane care confer uleiului un aspect necomercial.

Figura 4. Schema bloc a operaiei de dezmucilaginareAutohidratarea este un proces spontan, care are loc numai dac temperatura depete o anumit valoare (pentru ulei de pres de floarea soarelui 7C i 21,5C pentru ulei de extracie). Procesul este reversibil ntruct la creterea temperaturii (50100C, n funcie de gradul de hidratare) are loc o redispersare a mucilagilor hidratate. Dezmucilaginarea este una dintre cele mai dificile operaii de rafinare ntruct cele mai mici inadvertene n operarea procesului conduc la o calitate necorespunztoare a uleiului, sau la o cretere important a pierderilor n ulei. Ca urmare, s-au elaborat numeroase metode de dezmucilaginare care pot fi grupate astfel: metode fizicochimice: hidratarea; metode chimice: tratament cu acizi, tratament cu alcalii.

n sistem industrial cele mai utilizate sunt hidratarea i tratamentul cu acizi.

Neutralizarea aciditii libere a uleiurilor vegetale

Scop: ndeprtarea de acizi grai liberi din ulei, datorit: influenei nedorite asupra gustului (datorat mai ales existenei acizilor cu caten scurt i a produilor rezultai prin oxidare ale acizilor grai).aciunii autocatalitice a acizilor grai liberi.

Procedeul cel mai frecvent folosit este neutralizarea cu alcalii, ns acesta are rentabilitate maxim numai dac aciditatea liber este n jurul valorii de 7%. Pentru aciditi libere cuprinse ntre 7 i 30% este preferat distilarea acizilor grai ntruct preul de vnzare a acestora acoper costurile de operare. La aciditi libere mai mari de 30%, cea mai economic metod este transformarea acizilor liberi n trigliceride prin esterificare cu glicerin, metoda fiind ns interzis pentru uleiurile comestibile. n marea majoritate a cazurilor, neutralizarea cu alcalii se aplic uleiurilor brute de pres i celor obinute prin extracie dup separarea solventului, dar sunt cunoscute i procedee de neutralizare n miscel. Neutralizarea const n transformarea acizilor grai liberi n sarea lor de sodiu (spun) care este insolubil n ulei i poate fi ulterior separat din acesta prin metode fizice (centrifugare).

n funcie de natura agentului termic folosit au loc urmtoarele reacii: neutralizarea cu hidroxid de sodiu: RCOOH + NaOH RCOONa + H2O

neutralizarea cu carbonat de sodiu:RCOOH + Na2CO3 2 RCOONa + CO2 + H2O

La ora actual, n majoritate cazurilor se supune neutralizrii uleiului brut, cele mai rspndite fiind instalaiile n care amestecarea celor dou faze se realizeaz mecanic. O schem de principiu a acestora se prezint n figura 5.

n procedeele continue, uleiul i soluia alcalin se alimenteaz la aceiai temperatur. Modul de amestecare a fazelor este esenial pentru eficiena procesului i pentru prevenirea emulsionrii. Regimul de amestecare se stabilete n prealabil pentru fiecare lot de ulei, corelat cu concentraia soluiei alcaline. n cazul unor soluii concentrate, amestecarea trebuie s asigure o bun dispersare a acestora n ulei, iar agitarea trebuie diminuat pentru a preveni emulsionarea. Atunci cnd se folosesc soluii de concentraie mic, agitarea fazelor trebuie s se efectueze cu vitez foarte mic pentru a evita formarea unor emulsii stabile. Dup neutralizare, soapstock-ul format se separ prin centrifugare, iar apoi uleiul se spal cu ap pentru ndeprtarea urmelor de spun. Figura 5. Schem de principiu a instalaiei continue de neutralizare

Uscarea uleiului

Uleiul dezmucilaginat i neutralizat are un coninut de ap care poate atinge 0,5%. Acesta se impune a fi eliminat pe de o parte pentru a preveni hidroliza trigliceridelor, iar pe de alt parte deoarece reduce capacitatea adsorbanilor folosii n etapele ulterioare de rafinare. Uscarea uleiului se face discontinuu sau continuu, i const n realizarea acelor condiii de temperatur i presiune n care apa se poate evapora.

Pe parcursul uscrii, are loc ntotdeauna o cretere a aciditii libere ca urmare a hidrolizei trigliceridelor, iar o ndeprtare insuficient a acizilor sau a alcaliilor folosite n etapele anterioare de rafinare favorizeaz reacia.

Uscarea discontinu se efectueaz n aparatul universal sau n aparatul de uscare-albire, n care uleiul se nclzete, sub agitare, la o temperatur de 9095oC, sub o presiune rezidual de 100160 mm Hg. Durata prelucrrii unei arje este de 6090 min. cea ce asigur o uscare satisfctoare.

Procedeele continue realizeaz uscarea cu un aport mai mic de cldur. Uleiul (avnd o temperatur de 8590oC) este pulverizat ntr-un aparat, n care se asigur un vid naintat cu baterii de ejectoare n dou trepte (presiune rezidual 30 40 mm Hg); de la baza aparatului se evacueaz continuu uleiul care are un coninut de maxim 0,05% ap.

Decolorarea uleiurilor

Culoarea este unul dintre indicatorii majori de calitate att pentru uleiurile comestibile ct i pentru anumite tipuri de uleiuri tehnice (cele destinate industriei de lacuri i vopsele). Ca urmare, operaia de decolorare (de albire) are o importan major i trebuie executat cu foarte mult atenie. Prin operaiile anterioare de rafinare, dezmucilaginarea i neutralizarea, se realizeaz o albire parial. Aceasta este insuficient pentru ca uleiurile sau grsimile s primeasc gradul de decolorarea cerut unui produs comercial. Scopul decolorrii uleiurilor este de a ndeprta :coloranii (mai ales pigmenii carotenoidici i clorofilici);resturile de mucilagii, fosfatide, spunuri;urmele de ioni metalici;produii de oxidare (mai ales hidroperoxizii);micotoxinele, hidrocarburilor poliaromatice.Culoarea este conferit pe de o parte de substanele biogene, de exemplu cele sintetizate de ctre plante cum sunt pigmenii, dar pot fi i substane pe care plantele le pot lua din mediul nconjurtor. Pe de alt parte, substanele care imprim culoare uleiurilor pot fi formate i pe parcursul prelucrrii seminelor oleaginoase. O parte din aceste substane se elimin la neutralizare, cantitatea fiind cu att mai mare cu ct soluiile de NaOH sunt mai concentrate i cu ct acestea sunt folosite ntr-un exces mai mare. Clorofila se hidrolizeaz n mediu bazic i se elimin parial sub forma unor compui solubili n ap; o parte din substanele carotenoidice se adsorb n soapstock, ns o parte nsemnat din substanele colorate rmne n ulei fiind necesar eliminarea acestora printr-un procedeu specific.

n industrie se aplic dou procedee de decolorare:

procedeul fizic (adsorbie pe solide cu cu ajutorul folosirii: de compusi adsorbani; pmnturilor de albire active i naturale (adaos de 0,5-2,0%); crbunelui activ (adaos de 0,1-0,4%). procedeul chimic (transformarea grupelor cromofore n grupe incolore prin reducerea sau distrugerea acestora prin oxidare).

Procedeul chimic se folosete de obicei pentru decolorarea uleiurilor tehnice puternic colorate, fiind ns interzis pentru uleiurile comestibile. Uleiurile care se hidrogeneaz se decoloreaz de obicei dup saturare, deoarece substanele colorate care conin n molecul grupe cromofore hidrogenabile, adiioneaz hidrogen i i modific caracterul cromatofor. Decolorarea are ca efect secundar o ndeprtare din ulei a urmelor de mucilagii, a substanelor proteice i a resturilor de spun, iar n cazul aplicrii procedeului dup hidrogenare i a urmelor de catalizator rmase n ulei.

Dezodorizarea uleiurilor

Dezodorizarea este operaia care are drept scop: elimin substanele care confer uleiurilor gust i miros neplcut (mai ales a aldehidelor i cetonelor, care s-au format prin reacii autooxidative i hidrolitice n timpul prelucrrii i depozitrii;eliminarea acizilor grai liberi, alcoolilor, sterinelor, tocoferolilor;eliminarea peroxizilor;ndeprtarea hidrocarburilor policiclice aromatice.

Substanele responsabile de gustul i mirosul neplcut sunt extrase din materia prim odat cu uleiul sau se formeaz pe parcursul procesului tehnologic. Dei este i o operaie de rafinare de sine stttoare, o dezodorizare parial are loc i n timpul celorlalte etape, n special la neutralizare (spunul adsoarbe o parte din aceste substane ) i la decolorare cu crbune activ. Dezodorizarea se aplic tuturor uleiurilor (i produselor lor de hidrogenare) utilizate n scopuri alimentare, farmaceutice sau cosmetice. O dezodorizare bine efectuat nu mai permite identificarea uleiurilor prin gust sau miros (se spune c acestea s-au depersonalizat). Industrial dezodorizarea se realizeaz prin antrenarea acestor substane cu vapori de ap la temperatur ridicat i presiune sczut, instalaiile fiind continue sau mai rar, discontinue. nclzirea uleiului pn la temperatura de dezodorizare, practic se realizeaz indirect cu abur de nalt presiune (55-75 bar) sau cu ap sub presiune de 300 bar. Procedeul continuu asigur o dezodorizare mai avansat; cu toate c temperaturile sunt uor mai ridicate, se obine un ulei cu un grad de oxidare mai redus dect n operarea discontinu deoarece timpul de contact este mai mic, iar vidul mai nalt.

Vinterizarea uleiului

Scop: eliminarea din ulei a celei mai mari pri de ceruri i gliceride ale acizilor grai saturai, cu punct de topire ridicat (care se solidific sub temperatura de 15-20C). Acestea s-ar depune la rcirea uleiului i ar duce la tulburarea acestuia. Operaia este necesar mai ales la uleiul din floarea soarelui, ulei din semine de bumbac i ulei din germeni de porumb.

Practic, vinterizarea presupune cristalizarea acestor compui i apoi separarea lor prin filtrare. Cerurile au puncte de topire ridicate, cea ce face ca acestea s cristalizeze relativ uor la temperaturile uzuale ale procesului (5-7C).

Ca i alte amestecuri, amestecurile de trigliceride (uleiuri sau grsimi) sunt caracterizate de puncte de solidificare mai joase dect cele de topire. Separarea trigliceridelor i cerurilor care confer tulbureal la temperatur ambiant este deci cu att mai complet cu ct temperatura la care se rcete uleiul i cea de filtrare sunt mai apropiate de 0oC. n principiu, vinterizarea const n cristalizarea cerurilor i a gliceridelor solide i separarea acestora din ulei prin filtrare. ndeprtarea cerurilor i gliceridelor din uleiuri este cu att mai complet, cu ct temperatura la care se face cristalizarea i filtrarea scade spre 0C.

Cristalizarea poate avea loc spontan, la simpla rcire a uleiului, dar este favorizat de introducerea unor germeni de cristalizare (kieselgur sub form de particule fine). Acesta determin un grad mai avansat de cristalizare i o filtrare mai uoar a cerurilor i trigliceridelor solide, deoarece cristalele formate sunt de dimensiuni mai mari. Cerurile i stearinele separate din ulei constituie un subprodus de rafinare.Vinterizarea se poate efectua nainte sau dup dezodorizare. Prima variant este preferat atunci cnd se utilizeaz germeni de cristalizare deoarece printr-o dezodorizare ulterioar se poate elimina i gustul strin introdus de acetia.

MBUTELIEREA ULEIURILOR COMESTIBILE

Uleiurile vegetale comestibile se mbuteliaz n ambalaje de sticl de 1L i 0,5 L, butelii PET de 1L i 0,5L, bidoane PET sau metalice de 5 sau 10 L.Uleiul obinut printr-un proces tehnologic condus corespunztor prezint o bun stabilitate n timp, ndeplionnd condiiile de calitate impuse. Chiar i un ulei bine rafinat poate suferi transformri nedorite, n special oxidri, n prezena oxigenului atmosferic, a luminii, a radiaiilor UV i n condiii de depozitare necorespunztoare (temperatura mai mare de 30C). Dup natura factorilor care acioneaz asupra uleiului rncezirea poate fi de dou feluri: rncezire hidrolitic i rncezire oxidativ.Rncezirea hidrolitic are loc n prezena umezelii i lipazelor. Sunt afectate mai ales uleiurile brute. Prin hidroliz se formeaz acizi grai liberi, ceea ce se constat prin creterea indicelui de acodotate a uleiului. Rncezirea oxidativ apare sub dou forme: oxidarea , denumit i rncezire cetonic, i rncezirea prin autooxidare, denumit i rncezirea aldehidic.Rncezirea cetonic se produce sub aciunea enzimelor produse de mucegaiuri. Se formeaz metil cetone R-CO-CH3 care provin prin decarboxilarea acizilor -cetonici formai primar R-CO-CH2-COOH. Metil cetonele cu C8-C12 se caracterizeaz prin miros dezagrabil. Aceastp form de rncezire este caracterisitic grsimilor cu coninut ridicat de ap, n special margarinei, i nu poate fi evitat prin utilizarea conservanilor.

Autooxidarea acizilor nesaturai ai uleiului este o transformare mult mai frecvent. Iniial se formeaz hidroperoxizi, apoi aldehide i acizi cu molecule de mrime mijlocie, cu miros neplcut, ce provin prin scindarea oxidativ a moleculelor acizilor grai saturai. Procesul este accelerat de lumin, cldur, urme de metale i poate fi evitat prin utilizarea antioxidanilor (naturali:tocoferolii, gosipolul , carotenul i de sintez: polifenolii, esterii polifenolilor, derivai ai acidului galic). Pentru anumite grupe de populaie se pot livra i uleiuri cupajate. Cupajarea se poate efectua nainte de dezodorizare, dup dezodorizare sau la mbuteliere.