CAPITOLUL 6CARNEA ŞI PRODUSELE DIN CARNEAvând în vedere importanţa şi ponderea în alimentaţie a cărnii şiproduselor din carne, s-a considerat necesar să se prezinte în acest capitolinformaţii despre valoarea nutritivă, aprecierea calităţii şi principalelecaracteristici ale diferitelor tipuri de carne şi produse din carne.Noţiunea de carne include toate părţile comestibile obţinute de la animalele şipăsările comestibile domestice şi sălbatice.Acest produs este considerat un aliment de bază datorită valorii sale nutritiveridicate şi însuşirilor senzoriale deosebite. Consumul cărnii contribuie la înlăturarea stărilorde anemie, măreşte rezistenţa organismului la îmbolnăviri şi creşte capacitatea de muncă.Consumul excesiv, însă, duce la apariţie unor fenomene negative cum ar fi:tulburări funcţionale, creşterea pericolului apariţiei infarctului miocardic, obezitate, ş.a.Prin denumirea de carne se înţelege carcasa animalului sacrificat, fără cap, coadă,părţile inferioare ale membrelor şi organele interne. Toate aceste părţi care se îndepărteazăsunt cunoscute sub denumirea de subproduse de abator, unele din ele fiind comestibile,caracterizate de o valoare nutritivă ridicată.Din punct de vedere morfologic carnea cuprinde ţesutul muscular striat al carcaseianimalului, împreună cu toate ţesuturile aderente, respectiv ţesut conjunctiv, ţesut adipos,ţesut osos, vasele sanguine şi nervii.6.1. Valoarea nutritivă şi clasificarea cărniiValoarea nutritivă şi energetică a cărnii depinde de specia de animal de la careprovine, de vârstă, de modul de întreţinere şi furajare şi de starea de sănătate a animalului.6.1.1. Valoarea nutritivă – este dată de compoziţia chimică, respectiv de principiilenutritive prezente în toate ţesuturile care formează carnea.Proteinele pot reprezenta până la 20% din partea uscată a muşchilor şi fac parte dingrupa proteinelor complete. Cca. 80% din ele sunt solubile în apă, conţin toţi aminoaciziiesenţiali în proporţii corespunzătoare necesarului organismului şi reprezintă o sursăimportantă se substanţe azotoase.

Lipidele provin din grăsimea de depozit aderentă la carne şi în mică măsură din ceaintramusculară. În grăsimea de pasăre există un echilibru mai bun între acizii graşi saturaţişi nesaturaţi, determinând un punct de topire mai scăzut şi o digestibilitate mai mare.Elementele minerale (0,8 – 1%) se găsesc mai ales în combinaţii cu proteinele şivitaminele, ceea ce le asigură o mai bună asimilare. În interiorul fibrei musculare suntlocalizate potasiul, sulful, magneziul, fierul, zincul, cuprul şi mici cantităţi de calciu, iar înspaţiile interstiţiale clorul şi sodiul.49Carnea, şi mai ales organele reprezintă cea mai importantă sursă de fier pentruorganism. Acesta se găseşte în proporţie de 3 – 5 % în muşchi şi 10 – 15 % în ficat, rinichi,splină. Aceste produse creează şi condiţii favorabile pentru absorbţia şi utilizareametabolică a fierului.Vitaminele sunt influenţate în cea mai mare măsură de modul de alimentaţie aanimalului. Predomină vitaminele din grupul B (B1, B2, B6, B12,) PP care sunt maiabundente în carnea slabă. Carnea de porc este mai bogată în vitamină B1

decât celelaltesortimente.Vitaminele liposolubile sunt prezente în cantităţi mici. Conţinutul de vitaminescade în timpul sărării, afumării şi uscării cărnii.6.1.2. Clasificarea cărniiCarnea prezentă în comerţ sau folosită în unităţile de alimentaţie publică se poateclasifica după următoarele criterii:A. După provenienţă:• carne de bovine- carne de viţel provenită de la animale cu vârsta mai mică de 6 luni- carne de mânzat provenită de la animale cu vârsta cuprinsă între 6 luni şi 2,5 ani- carne de vită (bovină adultă) provenită de la animale cu vârsta mai mare de 2,5ani• carne de porc• carne de ovine- carne de miel- carne de oaie

- carne de batal provenită de la masculi castraţiCarnea de capră este inclusă în categoria carne de oaie.• carne de pasăre• carne de solipede provenită de la cal, măgar, catâr• carne de vânat- vânat cu pene- vânat cu blanăB. În funcţie de proporţia de ţesuturi care aderă la muşchi:• carne cu os – cuprinde toate tipurile de ţesuturi care formează carnea şi caresunt prinse de os• carne macră – este carnea moale, dezosată• carne aleasă – este carnea curăţată de tendoane, oase, grăsime, deci cuprindenumai ţesut muscularC. În funcţie de starea de prospeţime:• carne proaspătă• carne relativ proaspătă• carne alterată50În tabelul 6.1. sunt descrise caracteristicile organoleptice ale cărnii în funcţie destarea de prospeţime.Carnea proaspătă se va da în consum pentru populaţie, se poate supune conservăriisau se utilizează ca materie primă la fabricarea produselor din carne.Carnea relativ proaspătă trebuie consumată în cel mai scurt timp deoarece ea numai poate fi conservată sau utilizată la preparatele din carne.Carnea alterată se va exclude în mod categoric din consum.6.2. Produse din carneProdusele din carne sunt acele alimente care rezultă din prelucrarea industrială acărnii, organelor şi subproduselor de abator comestibile.Procesele tehnologice sunt diversificate şi, ca urmare, produsele din carne prezintăo mare varietate sortimentală capabilă să satisfacă gusturile cele mai diverse.Compoziţia chimică şi valoarea nutritivă înregistrează mari varietăţi de la o grupăde produse la alta şi chiar de la un sortiment la altul. Clasificarea se face în funcţie deprocesele tehnologice de obţinere şi cuprinde următoarele grupe:- preparate din carne- conserve şi semiconserve din carne- afumăturile

- extracte şi concentrate din carne51Tabel 6.1. Caracteristici organoleptice ale cărnii în funcţie de starea de prospeţimeCaracteristica Carne proaspătă Carne relativ proaspătă Carne alteratăAspect La suprafaţă se găseşte o peliculăuscată, în secţiune este umedă.Grăsimea are culoare şi consistenţănormală, caracteristică speciei.Tendoanele sunt lucioase, elastice şitari. Suprafaţa articulaţiilor estenetedă şi lucioasăPelicula uscată de la suprafaţă esteacoperită în unele locuri cu un mucuslipicios în cantitate mică, sau cu micipete de mucegai. În secţiune creştecantitate de lichid. Grăsimea are unaspect mat, este moale. Tendoaneledevin mate, uşor cenuşii şi mai moi.Suprafaţa articulaţiilor este acoperităcu mucus.Suprafaţa exterioară este fie uscată,fie umedă, lipicioasă cu frecvente petede mucegai. Grăsimea este mată, cuconsistenţa mult micşorată şi culoareacenuşie, cu gust şi miros de rânced.Tendoanele sunt moi, cenuşii,acoperite de un mucus lipicios,abundent; la fel şi suprafaţaarticulaţiilor.Culoarea La suprafaţă carnea are culoare rozpână la roşie în funcţie de rasa şivârsta animalului, în secţiune estelucioasă. Grăsimea este alb – roz,unsuroasă la porcine şi alb-gălbuie,friabilă la rumegătoare.La suprafaţă şi în secţiune culoare estemai închisă, mai mată în comparaţiecu carnea proaspătă.Suprafaţa cărnii are culoarea cenuşiesau verzuie. În secţiune poate fiuneori decolorată, alteori cenuşie sauverzuie.Consistenţa Carnea este fermă, elastică, la apăsarecu degetele nu rămân urme. În

secţiune este compactă.Carnea este moale atât la suprafaţă câtşi în secţiune. Urmele formate laapăsare cu degetele îşi revin destul derepede şi complet.Carnea îşi pierde total elasticitatea, laapăsare cu degetele rămân urmepersistente.Mirosul Plăcut, caracteristic fiecărei specii. Uşor acid, slab de mucegai sau unmiros greu de carne neaerisită. Înstraturile profunde nu se simte mirosde mucegai.Miros neplăcut, de putrefacţie atât lasuprafaţă cât şi în profunzime.52În alimentaţia publică se folosesc toate produsele din carne, dar cea mai mareimportanţă o prezintă preparatele din carne.6.2.1. Preparatele din carneSunt produse fabricate din carne de diferite specii, amestecuri de carne, organe,subproduse comestibile, alte adaosuri.În categoria preparatelor din carne sunt incluse prospăturile, specialităţile şimezelurile.Prospăturile – sunt produse alimentare cu un conţinut mare de apă, fapt pentru carenu pot fi păstrate mai mult de 3 – 4 zile în condiţii de refrigerare. Principalii reprezentanţisunt: cârnaţii proaspeţi (prospături crude), caltaboşul, toba (prospături fierte), parizerul,crenvurştii, salamul polonez (prospături fierte şi afumate), aspicul.Specialităţile – se obţin prin tehnologii speciale, complexe, într-o gamă variată desortimente: muşchi ţigănesc, muşchiuleţ Montana, şuncă fiartă şi presată (de Praga),ruladă, cotlet haiducesc, etc.Ele trebuie să se prezinte sub forma unor produse cu suprafaţa curată, fără petenegre, mucegai sau mucus, fără resturi de păr. Gustul este caracteristic fiecărui sortiment,potrivit de sărat, fără gust rânced, amar sau alte influenţe străine.Mezelurile – se obţin prin prelucrarea cărnii tocate în amestec cu sare şicondimente, introduse în membrane de protecţie naturale sau artificiale, urmată de alteoperaţii în funcţie de sortiment. Mezelurile cu diametru mare se numesc salamuri, iar cele

cu diametru mic se numesc cârnaţi. În scopul obţinerii gustului şi aromei specifice sefolosesc o serie de materii auxiliare ca: sare, azotiţi şi azotaţi de sodiu sau potasiu pentrufixarea culorii, condimente (piper, boia de ardei, chimen, nucşoară, foi de dafin, cuişoare,cimbru, usturoi).Membranele naturale sunt intestine sau membrane fabricate din ţesuturi animale.Ca membrane artificiale se utilizează celofanul, polietilena sau policlorura de vinil.Salamurile reprezintă grupa cea mai numeroasă şi diversificată de mezeluri. Dupătehnologia de obţinere există salamuri semiafumate, salamuri crude afumate şi salamuricrude uscate.6.2.2. Conservele şi semiconserve din carne sunt produse obţinute din carne de vită,porc, pasăre, vânat, organe, cu adaos de condimente, legume şi altele. Acestea suntintroduse în recipiente metalice şi închise ermetic, după care sunt tratate termic latemperaturi de peste 100 °C cu scopul distrugerii microorganismelor şi enzimelor. În plustratamentul termic conduce la creşterea digestibilităţii cărnii, la îmbunătăţirea gustului, darşi la diminuarea valorii nutritive, deoarece unele componente alimentare sunt distruse latemperaturi ridicate.Sortimentul de conserve de carne cuprinde:- conserve de carne în suc propriu- conserve mixte din carne şi legume (carne de porc cu fasole, carne de porc cumazăre, limbă în aspic, tocană măcelărească, papricaş, etc.)53- conserve de vânat- conserve de pasăre- conserve dieteticeConservele de carne trebuie să prezinte următoarele caracteristici organoleptice:- cutia metalică nedeformată, fără urme de lovituri, fisuri, pete de rugină- ştanţarea vizibilă- tabla curată cu stratul de staniu continuu, fără puncte de corodare- conţinutul trebuie să umple în întregime cutia şi să nu adere la pereţii interiori

- carnea de vită are culoare roşie sau roz, cea de porc roz pal cu grăsimea moale,cea de pasăre alb-roz, culori specifice de carne fiartă- la temperatura de 10 °C conserva are masa compactă formată din bucăţi decarne în aspic gelificat având la suprafaţă un strat de grăsime- pastele de carne sunt omogene, fără goluri de aer sau spaţii cu lichid- legumele au aspect de legume fierte- miros şi gust plăcute, specifice cărnii fierte, potrivit de sărate şi condimentate,fără mirosuri străine sau condimentare excesivă- la încălzire nu trebuie să se producă miros neplăcutSemiconservele din carne sunt produse care se obţin din carnea care a fost supusăîn prealabil altor procedee de conservare (sărare, afumare, fierbere); aceasta se introduce încutii închise ermetic şi se tratează termic la temperaturi mai mici de 100 °C.Semiconservele au o conservabilitate mai redusă decât conservele şi necesită condiţiispeciale de păstrare. Cele mai importante semiconserve de carne sunt: şunca la cutii,crenvurştii la cutii şi cotletul.6.3. Carnea de vânatSub denumirea de carne de vânat sunt cunoscute produsele provenite de lamamiferele şi păsările sălbatice comestibile. În ţara noastră vânatul este reglementat prinlege şi este permis numai în anumite perioade ale anului în funcţie de specia animalului.Clasificarea vânatului se face în două grupe: vânat cu blană şi vânat cu pene.Vânatul cu blană cuprinde specii ca:- iepurele sălbatic – carnea cea mai bună provine de la animale cu vârsta deaprox. 1 an- mistreţul – cea mai gustoasă este carnea purceilor cu vârstă de până la 6 luni;carnea animalelor adulte este tare şi prezintă un miros neplăcut. Nu se consumăfără un examen trichineloscopic.- căprioara – are carnea cea mai gustoasă la vârsta de 2 ani- cerbul- ursul – ca şi la celelalte animale sălbatice, carnea exemplarelor tinere este maivaloroasă. Şi în acest caz este obligatorie efectuarea examenuluitrichineloscopic.54Vânatul cu pene este mai variat şi cuprinde păsări sălbatice de diferite mărimi: raţa

sălbatică, gâsca sălbatică, lişiţa, prepeliţa, potârnichea, sitarul şi altele.Principalele caracteristici ale cărnii de vânat prin care aceasta se deosebeşte decarnea animalelor domestice sunt:- este de culoare roşie închis, motiv pentru care mai este numită şi carne neagră- este mai bogată în substanţe proteice, dar mai săracă în grăsimi şi în apă- structura cărnii este mai fină, mai densă decât la animalele domestice- este mai tare şi lipsită de calităţi gustative imediat după vânare.Ultima caracteristică impune existenţa unei operaţii de maturare sau fezandare acărnii de vânat. Fezandarea poate fi naturală (când vânatul se ţine la rece) şi artificială(când vânatul se ţine în baiţ – apă cu adaos de vin şi condimente – sare, piper, foi de dafin,oţet şi în care eventual s-au fiert zarzavaturi).Vânatul refrigerat se păstrează la temperatura de 2 – 4 °C şi umiditate relativă aaerului 75 – 85 %. În aceste condiţii iepurii evisceraţi se pot păstra maxim 30 de zile, ceineevisceraţi, maxim 24 de zile, mistreţii 14 zile, căprioarele 21 de zile, iar vânatul cu pene7 zile.

. TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE COMESTIBILE

În procesul de obţinere a uleiurilor vegetale, seminţele oleaginoase sunt

supuse unor tratamente tehnologice care le asigură calităţi optime în

vederea obţinerii uleiului cu randamente maxime şi cheltuieli minime

Schema tehnologică de obţinere a uleiului vegetal este prezentată în figura

60.

SEMINTE OLEAGINOASE

Receptiecantitativã

calitativã

Depozitare

Curãtire

Uscare

Descojire (decorticare)

Mãcinare

Tratament hidrotermic (prãjire)

Presare Extractie cu solventi

BROCHEN(turte de presã)

ULEI BRUT DE PRESÃ

MISCELÃ SROT

Distilare Desolventizare

ULEI BRUT DE EXTRACTIE

Rafinare

-Desmucilaginare-Neutralizare-Spãlare-Uscare-Decolorare-Winterizare (deceruire)-Dezodorizare

ULEI RAFINAT

Fig. 60 Schema tehnologică de obţinere a uleiului

7.1. PREGĂTIREA MATERIILOR PRIME ÎN VEDEREA PRELUCRĂRII

După recepţia şi depozitarea materiilor prime oleaginoase acestea, înainte de

intrare în fabricaţie, sunt supuse unor operaţii pregătitoare:

7.1.1. Curăţirea seminţelor

Seminţele oleaginoase conţin impurităţi care trebuiesc separate. Aceste

impurităţi pot fi grupate în:

* impurităţi metalice - cuie, şuruburi, alte bucăţi de metal ;

* impurităţi minerale - bucăţi de pământ, pietre, praf;

* impurităţi organice neoleaginoase - pleavă, paie ;

* impurităţi oleaginoase - seminţe seci, seminţe carbonizate, spărturi,

seminţe din alte sorturi decât cel recepţionat

Îndepărtarea acestor impurităţi se realizează în două etape :

înainte de depozitare - precurăţire - când se elimină cea. 50% din

impurităţile iniţiale din loturile de seminţe neomogene, cu % ridicat de

impurităţi şi pericol de degradare;

la trecerea în fabricaţie - postcurăţire - după care conţinutul remanent de

impurităţi este de 0,3 - 0,4%.

Există mai multe modalităţi de separare, în funcţie de felul impurităţilor, astfel:

1. separarea impurităţilor feroase - se bazează pe proprietăţile magnetice

ale acestora şi se realizează cu ajutorul magneţilor naturali sau a

electromagneţilor Această separare se execută înaintea tuturor operaţiilor din

cadrul procesului tehnologic în vederea evitării defectării utilajelor;

2. separarea pe baza diferenţei de mărime - operaţie asemănătoare celei

din industria morăritului - se bazează pe mişcarea (rectilinie-circulară sau

vibratorie) unui strat sau mai multor straturi de particule la suprafaţa unor

site orizontale sau înclinate- prevăzute cu perforaţii (site) prin care cad unele

componente ale amestecului. Utilajele folosite sunt asemănătoare celor din

industria morăritului: site cu mişcare rectilinie, circulară sau vibratorie;

3. separarea pe baza diferenţei de masă volumică - se efectuează cu

ajutorul unui curent de aer care trece peste amestecul de seminţe şi

impurităţi antrenând impurităţile mai uşoare decât seminţele. Separarea are

loc la o viteză a curentului de aer mai mare decât viteza de plutire. Curentul

de aer poate fi ascendent (cel mai des întâlnit) sau orizontal.

Ca utilaje principale, în fabricile de ulei din ţară, se folosesc: vibroaspiratorul şi

precurăţitorul pentru precurăţirea seminţelor; postcurăţitorul şi tararul cu aspiraţie

ce funcţionează atât pe principiul diferenţei de mărime, cât şi a diferenţei vitezelor

de plutire; buratul, folosit pentru curăţirea seminţelor de in şi rapiţă şi precurăţirea

seminţelor de soia; separatori magnetici.

După curăţire, seminţele oleaginoase sunt supuse unui proces de uscare, în

care se îndepărtează cel puţin 4% din conţinutul de umiditate al seminţelor (de la

12-14% iniţial se ajunge la 8-10% umiditate în final).Scopul uscării este de a evita

fenomenele de autoîncălzire şi autoaprindere, prin încetinirea proceselor chimice şi

biochimice.

Temperatura de uscare este limitată în masa seminţelor la 60°C pentru a

evita, în cazul unor temperaturi mai ridicate, denaturarea termică a proteinelor şi

degradarea calităţii uleiului din seminţe.

Uscătoarele folosite la noi în ţară se bazează pe principiul uscării prin contact

şi convecţie, fiind de tip rotativ cu tambur orizontal, coloane verticale sau cu

fascicole tubulare, care pot lucra la presiune atmosferică sau sub vid, uscătoare în

strat fluidizat- uscătoare pneumatice.

7.1.2. Descojirea

Coaja seminţelor oleaginoase constituie un material inert în procesul de

prelucrare datorită conţinutului redus în ulei (0,5 - 3%) şi un conţinut ridicat de

celuloză ce este nedorit în compoziţia şorturilor, impunându-se deci eliminarea ei ori

de cate ori este posibil acest proces.

În cursul procesului de descojire, coaja se îndepărtează numai parţial,

deoarece prezenţa unui anumit procent de coajă în materialul descojit este benefică

în procesele de presare şi extracţie.

Avantajele prelucrării seminţelor descojite sunt :

* utilizare mai bună a capacităţii de prelucrare a instalaţiilor ;

* îmbunătăţirea calităţii şrotului datorită creşterii conţinutului de proteină ;

* reducerea uzurii utilajelor, în special a valţurilor şi a preselor.

Dezavantajele operaţiei de descojire sunt legate de :

* pierderi de ulei în miezul antrenat cu coaja;

* consum de energie şi manoperă în plus.

Descojirea seminţelor comportă două faze:

a) spargerea cu detaşarea cojii de miez ;

b) separarea cojilor din amestecul rezultat.

Spargerea şi detaşarea cojii pot fi obţinute prin :

lovire - se aplică la descojirea seminţelor de floarea-soarelui şi la

degerminarea pe cale uscată a porumbului Se realizează în două moduri : prin

lovirea seminţe/or în repaus cu ajutorul unor palete sau prin proiectarea seminţelor

către un perete fix. De regulă, cele două procese se combină obţinându-se o

eficacitate mai mare a descojirii;

tăiere - se realizează prin trecerea seminţelor printre două discuri

rifluite, care se rotesc în sens contrar şi a căror distanţă este reglabilă. Metoda se

foloseşte la descojirea seminţelor de bumbac;

frecare - se efectuează cu ajutorul valţurilor prevăzute cu cilindrii rifluiţi

sau acoperiţi cu pastă abrazivă; metoda se aplică la descojirea seminţelor de soia

şi la decorticarea orezului ;

strivire - se foloseşte la descojirea seminţelor de ricin şi îndepărtarea

tegumentului de pe boabele de arahide ; se realizează cu valţuri prevăzute cu

cilindrii acoperiţi cu un strat de cauciuc. Datorită turaţiei diferite, pe lângă forţele de

presare, apar şi forţe de frecare şi de forfecare.

După spargerea seminţelor rezultă un amestec de miezuri întregi şi sparte, de

coji întregi şi mărunţite, precum şi seminţe întregi, nedescojite.

Separarea cojilor din materialul descojit se efectuează prin doua metode :

* după diferenţa de mărime - realizată prin cernere pe site;

* după diferenţa de masă volumică - prin aspiraţia cu un curent de aer

ascendent produs de un ventilator.

Din procesul de separare rezultă două fracţiuni:

miez industrial - 80 - 85% din greutatea seminţelor de floarea-soarelui

trecute la prelucrare - şi o cantitate de coajă (6 - 8%) păstrată din

considerente tehnologice ;

coajă eliminată - în proporţie de 15- 20% din greutatea seminţelor

trecute la prelucrare, care conţine şi o cantitate foarte redusă de miez

antrenat (~ 0,4 - l %).

Utilajele cele mai folosite la descojirea seminţelor de floarea-soarelui sunt toba

de spargere şi separatorul de coji.

Factorii ce influenţează gradul de spargere sunt :

* viteza cu care se repetă lovirea seminţelor - determinată de numărul de

paiete şi de viteza de rotaţie a axului tobei;

* distanţa dintre paiete şi ecranul de spargere;

* elasticitatea seminţelor - care depinde de umiditatea la care are loc

procesul

de spargere.

Pentru procesul de descojire umiditatea optimă a seminţelor de floarea-

soarelui este de 6,5 - 7%.

7.1.3.Măcinarea materiilor prime oleaginoase

Măcinarea seminţelor oleaginoase este o operaţie importantă în procesul de

pregătire pentru extragerea uleiului, prin aceasta realizându-se o rupere a

membranelor şi destrămarea structurii oleoplasmei celulare care conţine ulei (70 -

80% celule destrămate din total).

În afară de materiile prime oleaginoase mai sunt supuse măcinării brochenul

rezultat de la presare şi, dacă este necesar, şrotul rezultat la extracţie.

În urma măcinării, uleiul se elimină din canalele oleoplasmei sub formă de

picături fine, fiind reţinute la suprafaţa măcinăturii sau în capilarele acesteia.

În timpul măcinării, în afară de necesitatea distrugerii cât mai avansate a

structurii celulare, trebuie să se aibă în vedere şi alte aspecte tehnologice:

* uniformitatea măcinăturii, deoarece viteza proceselor de difuziune şi

conductibilitatea termică (în timpul prăjirii şi extracţiei) sunt invers proporţionale cu

dimensiunile particulelor;

* structura morfologică a seminţelor - seminţele cu coaja tare dau o

măcinătură mai neuniformă decât seminţele cu coajă moale ;

* compoziţia seminţelor (umiditate şi conţinut de ulei) - pe măsură ce

umiditatea şi conţinutul de ulei al seminţelor creşte operaţia de măcinare devine

mai dificilă, măcinătură rezultată fiind cleioasă, cu dificultăţi la presare şi extracţie

şi cu procent mai mare de pierderi de ulei in şrot.

Deoarece se supune măcinării diferite materiale oleaginoase, utilajele folosite

pentru această operaţie trebuie să fie alese corespunzător, pentru a obţine o

măcinătură de calitate. Utilajele folosite pentru măcinare sunt valţurile, concasorul

şi morile cu ciocane.

Valţurile sunt utilaje în care materialul trece printre cilindrii aflaţi în mişcare de

rotaţie şi este mărunţit sub acţiunea forţelor de compresiune, de tăiere sau frecare.

Cele mai utilizate valţuri sunt :

valţul cu 5 cilindrii (tăvălugi) suprapuşi ;

valţul cu 2 perechi de tăvălugi aflaţi în serie ;

valţul cu o pereche de tăvălugi (pentru boabe de soia).

Mărimea măcinăturii rezultate este determinată de distanţa dintre cilindrii

măcinători (care pot avea suprafaţă netedă sau rifluită şi sunt confecţionaţi din oţel

turnat), această distanţă putând fi reglată manual sau cu sisteme de reglare

automată.

Procesul de măcinare la valţuri este influenţat de conţinutul de coajă în

materialul supus măcinării (conţinut >8% coajă conduce la o destrămare

necorespunzătoare datorită măririi distanţei dintre tăvălugi) şi se realizează în 3

etape:

* deformaţia elastică, care are loc până la apariţia primelor crăpături;

* deformaţia plastică, în care materialul se aplatizează şi se compactează:

* destrămarea materialului şi apariţia de celule sparte.

Condiţiile impuse ca materialul să fie măcinat corespunzător sunt:

particulele materialului să poată fi antrenate de tăvălugi;

crearea unei presiuni corespunzătoare la trecerea între tăvălugi.

În funcţie de tipul de tăvălug (rifluit sau neted) măcinarea are loc prin:

tăierea materialului de către rifluri şi de presiunea ce se creează între

cei doi cilindri (cazul cilindrilor rifluiţi cu viteze diferite);

comprimarea materialului - cilindri netezi cu viteze egale ;

comprimare şi frecarea particulelor între ele - în cazul cilindrilor netezi cu

viteze diferite.

Boabele de ricin, datorită conţinutului ridicat în ulei, se supun doar unei striviri

prin trecerea prin valţuri cu o pereche de tăvălugi rifluiţi, având distanţa între ei cu

l-2 mm mai mică decât grosimea medie a boabelor.

În cazul cilindrilor rifluiţi, antrenarea particulelor este mult îmbunătăţită, prin

„prinderea” seminţelor oleaginoase de către rifluri, cu importanţă majoră fiind

parametrii riflurilor.

Valţurile se utilizează, îndeosebi, la măcinarea seminţelor oleaginoase.

Concasoarele utilizate la măcinarea brochenului sunt de două tipuri:

concasoare cu cilindri cu dinţi;

concasoare cu cilindri - cu dinţi;

- rifluiţi

Utilizarea concasoarelor la măcinarea brochenului conduce, în afară de

obţinerea unui brochen cu granulaţia necesară, la distrugerea structurii interioare

secundare, fapt ce permite eliberarea uleiului din aglomerările formate şi uşurarea

extracţiei.

Morile cu ciocane, folosite în industria uleiului în special pentru măcinarea

şrotului, prezintă avantajul că sunt mai robuste, au gabarit mic şi productivitate

mare, în comparaţie cu concasoarele.

Dezavantajele acestora însă:

reglarea atentă a distanţei dintre ciocane şi sita de cernere în funcţie de

umiditatea materialului;

funcţionarea cu uzuri mari necesitând supraveghere atentă şi

permanentă, înlocuirea la timp a ciocanelor şi echilibrarea dinamică repetată,

au condus la o utilizare mai restrânsă.

În general, pentru a se obţine o măcinătură cu % ridicat de celule destrămate,

seminţele de floarea-soarelui, in şi cânepă, trebuiesc trecute de cel puţin 3 ori

printre tăvălugi.

Pentru brochenul de floarea-soarelui destinat extracţiei se recomandă o

trecere prin concasor şi 2 treceri prin valţuri pentru a se obţine o suprafaţă specifică

a măcinăturii de 1,1 - 1,6m2/Kg.

7.1.4.Prăjirea materialului oleaginos

Prăjirea materialului oleaginos este operaţia de tratament hidrotermic aplicat

într-un timp limitat, sub amestecare continuă şi care se realizează fie înaintea

presării măcinăturii obţinute la valţuri, fie înainte de extracţie prin procedee

continui, asupra brochenului rezultat la presare sau a măcinăturii ce trece direct la

extracţie (soia).

Scopul operaţiei este de a realiza:

anumite transformări fizico-chimice ale componentelor măcinăturii ;

modificări ale structurii particulelor în vederea obţinerii unui randament

maxim la presare;

transformări chimice suplimentare ce îmbunătăţesc calitatea produselor

finite ;

dezodorizare parţială.

În cazul prăjirii înainte de extracţie se urmăreşte obţinerea plasticităţii

corespunzătoare unei prelucrări la valţurile de aplatizare în paiete fine, poroase şi

stabile, care, la extracţie, să nu se sfărâme şi să prezinte o structură favorabilă

extracţiei cu dizolvanţi.

Măcinătura este un sistem dispers - în fază lichidă - compus din două faze :

* Faza lichidă, compusă din :

faza grasă - uleiul - se găseşte la suprafaţa şi în capilarele particulelor

sub forma unor picături fine; o parte din uleiul conţinut de măcinătură (20

- 30%) se găseşte „închis” în celulele care nu au fost destrămate la

măcinare;

faza apoasă - apa - este legată de gelul celular prin forţe de adsorbţie,

mai puternice decât forţele de suprafaţă ale câmpului molecular.

* Faza de gel, caracterizată prin :

proprietatea particulelor de a se lipi, la o anumită umiditate :

plasticitate;

aglomerare la anumite presiuni exterioare.

Astfel, la presare, din celulele particulelor de măcinătură se separă cea mai

mare parte din ulei, în timp ce cantitatea de apă eliminată este neglijabilă.

Procesul de prăjire se realizează în două faze :

a) umectarea măcinăturii (cu pulverizare de apă şi injectare de abur saturat,

sau numai prin aburire) până la o umiditate optimă (în funcţie de sortul de

seminţe); în acelaşi timp, are ioc şi o creştere a temperaturii măcinăturii;

b) uscarea măcinăturii pentru atingerea parametrilor optimi de presare sau

extracţie (structură celulară, temperatură, umiditate).

Variaţia temperaturii şi umidităţii în cele două faze este redată în figura 64.

Fig. 64. Modificarea umidităţii si a temperaturii în cele două faze

ale procesului de prăjire

Umectarea măcinăturii - constă în îmbibarea cu apă a gelului celular,

conducând astfel la următoarele modificări ale caracteristicilor acestuia :

- modificarea plasticităţii ;

- aglomerare de particule ;

- modificări ale stării uleiului;

- -modificări chimice şi biochimice ale componentelor măcinăturii.

Viteza de umectare, care la începutul operaţiei este mare şi scade pe măsură

ce gelul celular se îmbibă cu apă, este influenţată favorabil de :

gradul de mărunţire (ca urmare a distrugerii avansate a membranelor

celulare şi a măririi suprafeţei de contact);

bună malaxare în timpul procesului.

Pe măsură ce gelul celular se îmbibă cu apă are loc, la început, separarea

uleiului sub forma unor picături foarte fine care, la o umiditate mai mare, se unesc

formând o peliculă continuă la suprafaţa particulelor.

Separarea uleiului are loc datorită următoarelor fenomene :

* cel de la suprafaţa particulelor - datorită umectării selective (moleculele

de apă sunt mai bine legate de particulele de măcinătură şi, deci, moleculele de ulei

sunt eliberate pentru a se lega apa);

* uleiul din capilarele particulelor - datorită presiunii exercitate asupra lui

de presiunea de îmbibare (prin îmbibarea cu apă a gelului celular, volumul acestuia

creşte presând asupra, uleiului aflat în capilare; sub acţiunea acestei presiuni, uleiul

este împins spre exterior).

Încălzirea şi uscarea măcinăturii produce modificări de natură fizică,

chimică şi biochimică asupra celor două faze, intensitatea acestor modificări fiind

dependente de:

modul de încălzire şi temperaturile utilizate ;

umiditatea măcinăturii,

viteza de evaporare a apei din măcinătură;

durata procesului.

Modificările fazei lichide sunt:

• de natură fizică - scăderea vâscozităţii uleiului; scăderea tensiunii superficiale a

uleiului; evaporarea apei din măcinătură ;

• de natură chimică - oxidarea şi creşterea conţinutului de peroxizi – sunt

neînsemnate, datorită duratei scurte a procesului.

Modificările suferite de faza de gel în timpul încălzirii şi uscării măcinăturii

sunt:

de natură chimică - schimbarea structurii coloidale datorită denaturării

substanţelor proteice şi distrugerii structurii celulare Factorii ce influenţează

denaturarea termică sunt:

o umiditatea - cu cât este mai mare cu atât are loc o denaturare mai

pronunţată;

o viteza de evaporare a apei din măcinătură - scade odată cu umiditatea

măcinăturii

de natură biochimică - creşterea activităţii enzimatice, care conduce la o

creştere a acidităţii libere a uleiului prin hidroliză enzimatică şi descompunerea

substanţelor proteice; în etapa a II-a, de prăjire, are loc scăderea şi încetarea

activităţii enzimatice. Se recomandă ca în faza I de umectare, îmbibarea cu

apă a materialului să se facă concomitent cu ridicarea rapidă a temperaturii

până la 80 - 85°C, când activitatea enzimelor încetează ;

de natură fizică - modificare mai pronunţată a plasticităţii măcinăturii, prin

atingerea valorii optime pentru presare (scade odată cu reducerea umidităţii

şi denaturarea substanţelor proteice).

Prăjirea înainte de extracţie se realizează numai în cazul în care

brochenul necesită o prelucrare plastică pe valţurile de aplatizare.

Nu se recomandă utilizarea unor temperaturi mai mari de 80 - 85°C,

deoarece denaturarea substanţelor proteice şi reducerea plasticităţii depăşesc

limitele normale, rezultând aşa-numita măcinătură supraprăjită.

Utilajele folosite pentru prăjire, în mod curent în industria uleiului, sunt de

tipul prăjitoarelor cilindrice, cu compartimente multietajate (2-6compartimente),

prevăzute cu fund şi manta dublă. Malaxarea măcinăturii în fiecare compartiment

se asigură cu ajutorul unor palete.

Trecerea măcinăturii dintr-un compartiment în altul se realizează cu ajutorul

unui dispozitiv cu clapetă rabatabilă, care asigură în acelaşi timp şi înălţimea

stratului de măcinătură la nivelul dorit în fiecare compartiment (200 - 300 mm).

Durata prăjirii este de circa 45 minute.

7.2. OBŢINEREA ULEIULUI BRUT PRIN PRESARE SAU

EXTRACŢIE

7.2.1. Obţinerea uleiului brut prin presare

Presarea este operaţia prin care se separă sub acţiunea unor forţe exterioare

componentul lichid (uleiul) dintr-un amestec lichid-solid (măcinătură oleaginoasă).

La presare rezultă uleiul brut de presă şi brochenul. Operaţia de presare, cea

mai veche metodă de obţinere a uleiurilor vegetale comestibile, se realizează cu

prese mecanice de mare randament, cu funcţionare continuă.

Presarea se face numai în cazul materiilor prime oleaginoase cu conţinut

>30% ulei, deoarece randamentul presării este de 80-85%, restul uleiului fiind

obţinut prin extracţie cu dizolvanţi.

Procesul de presare a măcinăturii oleaginoase are loc sub influenţa forţelor

de compresiune ce iau naştere în presele mecanice.

Prin presarea particulelor de măcinătură unele de altele, începe procesul de

separare a uleiului de faza de gel : iniţial se separă uleiul de la suprafaţa

particulelor, iar după un timp, când sub acţiunea presiunii exercitate începe

deformarea şi comprimarea puternică a particulelor, eliminarea aflat în capilarele

particulelor.

Când spaţiul dintre suprafeţele particulelor devine foarte mic, uleiul nu mai

poate fi eliminat, pelicula de ulei se rupe în mai multe locuri, iar suprafeţele

particulelor se ating şi începe aşa-numita brichetare, adică formarea brochenului

(turtelor).

Creşterea presiunii asupra particulelor de măcinătură trebuie să fie treptată,

în caz contrar, respectiv aplicarea unei presiuni prea mari de la început, se

blochează ieşirea uleiului din capilare de către particulele fine de măcinătură,

reducându-se astfel randamentul de presare.

Procesul de separare a uleiului este influenţat de următorii factori :

forţa de presare la presele mecanice, P, este creată de un corn elicoidal

(melc), care se roteşte într-un spaţiu închis (camera de presare) Creşterea treptată

a presiunii se asigură prin :

o micşorarea volumului liber al camerei de presare de la o treaptă la

alta;

o reducerea pasului melcului;

o rezistenţa opusă la ieşirea materialului din presă de către o piesă

specială numită "con".

durata de presare, t, se alege astfel încât să permită scurgerea uleiului în

condiţiile date. O mărire a timpului de presare peste limita normală scade

productivitatea presei şi nu duce la o mărire sensibilă a producţiei presei. De

asemenea, durata presării depinde de caracteristicile constructive şi funcţionale ale

presei, putând varia între 40 şi 200 secunde. Durata presării este influenţată, la

rândul ei, de turaţia axului presei, grosimea brochenului la ieşirea din presă şi

caracteristicile fizico-chimice ale măcinăturii.

o turaţia axului presei influenţează invers proporţional asupra duratei de

presare ;

o grosimea brochenului influenţează tot invers proporţional durata de

presare, deoarece cu cât grosimea este mai mare, cu atât scade

presiunea în presă, iar durata presării scade ;

o caracteristicile măcinăturii influenţează astfel :

vâscozitatea uleiului se micşorează prin încălzirea măcinăturii în

timpul prăjirii;

lungimea capilarelor poate fi micşorată prin ;

distrugerea avansată a celulelor la măcinare,

tratament de prăjire,

reducerea distanţei de parcurs de către ulei în camera de

presare.

Brochenul obţinut va fi cu atât mai sfărâmicios, cu cât va conţine mai mult

ulei, deoarece peliculele de ulei nu permit particulelor de măcinătură să se

bricheteze.

Presele folosite curent în schema de prelucrare prin presare urmată de

extracţia cu dizolvanţi sunt:

* pentru presarea preliminară moderată - asigură separarea a 75 - 80% din

ulei şi 18 - 22% ulei randament în brochen ;

* pentru presare avansată - asigură 12-14% ulei remanent în brochen.

La obţinerea uleiului numai prin presare se folosesc :

prese mecanice de presare finală (la o singură treaptă) – realizează

max. 3-6% ulei remanent în brochen;

pentru 2 trepte de presare: în prima treaptă se folosesc prese cu

presare moderată, iar în treapta a II-a prese de presare finală.

În practică se cunosc şi tipuri constructive ce asigură procesul de presare în 2

trepte în acelaşi utilaj, cu 2 camere de presare.

Întreprinderile de ulei din ţara noastră prelucrează seminţele oleaginoase

bogate în ulei după schema presare - extracţie, folosind în acest caz numai prese

pentru presare preliminară (moderată sau avansată).

Uleiul brut de presă este supus în continuare unei operaţii de purificare,

deoarece conţine impurităţi mecanice şi organice în suspensie, urme de apă, care

trebuiesc îndepărtate pentru evitarea degradării rapide a uleiului şi a pierderilor.

Purificarea prealabilă a uleiului, înainte de depozitare, comportă

următoarele operaţii :

separarea resturilor grosiere de măcinătură oleaginoasă (zaţ)

antrenate la presare prin : sedimentare, filtrare sau centrifugare ;

eliminarea umidităţii în exces prin evaporare (uscare) ;

separarea impurităţilor cu dimensiuni mici prin filtrare.

Uscarea uleiului se face numai în cazul când umiditatea uleiului depăşeşte

0,3%.

7.2.2. Obţinerea uleiului brut prin extracţie

Extracţia uleiului este o operaţie tipică de transfer de substanţă, care

se realizează prin solubilizarea uleiului într-un dizolvant, în care ceilalţi

componenţi nu se solubilizează.

Fenomenul preponderent care are loc în timpul procesului de

extracţie este difuzia - fenomen fizic în care substanţele dizolvate trec liber

în soluţia cu concentraţie mai mică, până când are loc o repartizare uniformă

a moleculelor dizolvate. În cazul extragerii uleiului, difuzia are loc în sistem

solid-lichid printr-un complex de reacţii, moleculele de ulei parcurgând 3

etape diferite ;

difuzia moleculară a uleiului din interiorul particulei către marginea ei;

difuzia moleculară a uleiului prin stratul de separare de la suprafaţa

exterioară a particulei la suprafaţa exterioară a dizolvantului;

difuzia prin convecţie a uleiului de la stratul de separare către miscela în

mişcare.

Considerăm o particulă de material oleaginos, cu concentraţia iniţială

de ulei C, cufundată într-un curent de dizolvant (fig. 66). După un anumit

timp, datorită difuziei moleculare din interiorul particulei, la distanţa l/n de

exterior se atinge concentraţia C1.

Fig. 66. Schema extracţiei uleiului în cele trei etape ale sale

La suprafaţa exterioară a particulei, spălată în permanenţă de curentul de

dizolvant are loc difuzia prin convecţie într-un strat de grosime δ numit strat limită

sau marginal, în care concentraţia amestecului ulei - dizolvant (miscelă) este c’’.

Aplicând legile difuziei în cele 3 etape ale procesului, rezultă ;

corespunzător difuziei în interiorul particulei :

corespunzător difuziei din interiorul stratului marginal:

corespunzător difuziei prin convecţie de la exteriorul particulei:

în care : c’ - concentraţia amestecului la exteriorul particulei :

c" - concentraţia miscelei la suprafaţa stratului marginal. Transferul de

substanţă în cele 3 etape va fi :

m=-k(C1-C2)

unde : k - coeficientul transferului de substanţă :

Coeficientul transferului de substanţă, k, caracterizează procesul de

extracţie şi reprezintă cantitatea de ulei difuzată prin unitatea de suprafaţă în

unitatea de timp, în condiţiile unei diferenţe de concentraţie egală cu l.

Dint este coeficientul de difuzie în interiorul particulei.

Difuzia în interiorul particulei, datorită structurii interioare foarte variate şi

transformărilor pe care le suferă seminţele oleaginoase, este influenţată de :

structura oleoplasmei, structura membranelor celulare, a membranelor secundare

şi a porozităţii particulei.

Viteza procesului de difuzie depinde direct de mărimea coeficientului de

difuzie în interiorul particulei (Dint), fiind mare în cazul materialului bine măcinat.

Difuzia în stratul limită are loc după legile difuziei moleculare. Viteza de

difuzie este influenţată de coeficientul de difuzie D şi grosimea stratului limită.

Difuzia între stratul limită şi miscela în mişcare are loc prin convecţie, difuzia

moleculară fiind neînsemnată (ca urmare a agitaţiei termice moleculare). Viteza de

difuzie prin convecţie depinde de: condiţiile hidrodinamice ale curgerii miscelei

(viteză de regim - laminar, turbulent), temperatură şi gradientul de concentraţie

* În practica industrială, are loc extracţia concomitentă dintr-o

multitudine de particule, în acest caz procesul de extracţie prezentând

anumite particularităţi şi abateri de la mecanismul extracţiei unei singure

particule, şi anume:

* diminuarea vitezei şi gradului de extragere a uleiului datorită „blocării

porilor”, fenomen direct proporţional cu forma şi mărimea particulelor şi cu gradul

lor de compresibilitate ;

* antrenarea în fluxul de dizolvant a particulelor foarte mici, care se

aglomerează în anumite zone ale materialului, obligând dizolvantul să curgă prin

alte părţi ale aparatului, cu rezistenţă mai mică; astfel, zonele cu aglomerări de

particule mici vor fi mai puţin prelucrate, rămânând o cantitate mai mare de ulei în

şrot;

* când o multitudine de particule se găsesc într-un strat imobil, între ele

se formează „canale de penetraţie” ale dizolvantului de diferite dimensiuni şi un

grad diferit de sinuozitate;

* particulele tind a se lipi intre ele şi are loc micşorarea diametrului

canalelor de drenaj, înrăutăţind în mare măsură circulaţia miscelei şi reducând

gradul de extracţie al uleiului.

Procesul de extracţie poate fi accelerat prin utilizarea unor tehnici moderne

cum ar fi : utilizarea ultrasunetelor de joasă frecvenţă (21,3 KHz, 1,5 W/cm2);

mărirea coeficientului de transfer de substanţă folosind pulsaţii (30°C/80

pulsaţii/min); folosirea vibraţiilor (20°C/50 - 500 vibraţii/min).

Metode de extracţie, în principiu, extragerea uleiului din diverse materii

prime oleaginoase constă din spălarea cu dizolvant într-un vas de tratament a

măcinăturii pregătite în prealabil, într-o singură sau mai multe trepte.

În practică, se disting 3 moduri de realizare a extracţiei: simplă,

multiplă (în trepte) şi extracţie continuă.

În funcţie de contactul dintre măcinătură şi dizolvant distingem: extracţia prin

imersiune, prin percolare repetată sau o extracţie mixtă cu imersiune şi percolare.

Instalaţiile de extracţie care folosesc aceste modalităţi sunt:

pe principiul percolării :

o extractorul cu bandă (tip De Smet)

o extractorul rotativ cu sită fixă (tip Carusel)

prin imersiune şi percolare:

o extractorul rotativ cu sită rabatabilă (tip Rotocel)

o extractorul continuu cu coşuri

Ca metodă modernă de extracţie poate fi amintită extracţia cu ajutorul

impulsurilor a uleiului din materii prime oleaginoase sau deşeuri oleaginoase ale

altor industrii.

Avantajele oferite de această metodă sunt ;

prelucrarea are loc la temperaturi relativ scăzute (18 - 30 °C), ceea ce face

să se menţină nealterată calitatea proteinelor, a vitaminelor şa ;

prelucrarea se poate face direct la locul de producere a deşeurilor

oleaginoase în fabricile de conserve, eliminându-se cheltuielile de transport;

seminţele pot fi prelucrate în stare umedă fără a mai fi necesară uscarea

lor, care necesită consumuri considerabile de energie

Distilarea miscelei

Operaţia de separare a dizolvantului din miscelă se realizează în condiţii de

temperatură ridicată, prin evaporarea acestuia într-una sau mai multe trepte.

Temperatura de distilare a soluţiei de ulei în dizolvant (miscelă) este cu mult

mai ridicată decât cea a dizolvantului curat, fiind direct proporţională cu

concentraţia în ulei. Astfel, când concentraţia miscelei ajunge la 95 - 99% (iniţial 14

- 35% în funcţie de instalaţie) temperatura de fierbere creşte brusc, trecând de

limitele tehnologice uzuale şi periclitând calitatea uleiului finit. În aceste condiţii,

pentru reducerea temperaturii, evaporarea avansată se realizează sub vid (30-40

mm col Hg) sau prin antrenare cu vapori de apă

Eliminarea totală a dizolvantului presupune o încălzire peste limitele admise

astfel că temperatura maximală de fierbere este totdeauna sub cea

corespunzătoare unei eliminări totale.

Operaţia de distilare constă din următoarele faze ;

• purificarea iniţială, respectiv eliminarea fracţiunilor uşoare ale dizolvantului şi

concentrarea miscelei prin fierbere, până la 80 - 85% ulei ;

• distilarea finală - are loc sub vacuum, în principal la temperaturi superioare celor

de fierbere ale miscelei, deci prin evaporarea dizolvantului.

Purificarea miscelei

Miscela obţinută în procesul de extracţie se prezintă ca o soluţie de ulei în

benzină ce conţine şi impurităţi mecanice şi organice. Purificarea miscelei se poate

realiza prin decantare, filtrare si centrifugare dar metoda cea mai utilizată este

filtrarea.

Distilarea miscelei se poate realiza prin 3 procedee :

• în flux discontinuu :

- distilarea în strat înalt, care variază între 200 mm şi 600 mm; are loc în flux

discontinuu ;

• în flux continuu :

- distilare în peliculă, a cărei grosime este determinată de proprietăţile

fizice ale miscelei; proprietăţile şi poziţia suprafeţei materialului pe care se

formează pelicula de miscelă:

- distilare prin pulverizare, ca rezultat al trecerii miscelei sub presiune

prin duze speciale de pulverizare şi formare în interiorul aparatului a unei

infinităţi de picături fine.

Factorii ce influenţează eficacitatea procesului de distilare a miscelei sunt:

- presiunea remanentă în instalaţie;

- -grosimea stratului de miscelă;

- temperatura miscelei şi a aburului direct;

- durata procesului.

Parametrii atinşi în timpul distilării finale influenţează ulterior calitatea

produsului finit - uleiul-, astfel:

creşte indicele de culoare şi scade indicele de peroxid - în cazul distilării

finale la temperaturi ridicate ;

uleiul nu trebuie să conţină > 0,1 % dizolvant deoarece, datorită

tensiunii de vapori, la o t = 120°C se poate forma o atmosferă explozivă.

De aceea, la distilarea finală se urmăreşte ca punctul de inflamabilitate să fie

min. 135°C pentru uleiul de floarea-soarelui şi min. 140°C pentru uleiul de rapiţă.

Instalaţiile de distilare sunt caracteristice fiecărui tip de extractor.

Recuperarea dizolvantului din şrot

După extragerea uleiului, în materialul degresat (şrot) rămâne o

cantitate mare de dizolvant (25-50%) reţinut la suprafaţa şi în capilarele

particulelor.

Condiţiile de depozitare a şrotului impuse pentru evitarea pericolului de

explozie sunt:

-conţinut de benzină: max. 0,1% ;

- umiditate: max 9% pentru floarea soarelui ;

max. 12% pentru soia.

Procesul de eliminare a dizolvantului şi umidităţii din şrot se realizează cu

ajutorul căldurii, având loc o evaporare la suprafaţă în paralel cu difuzia benzinei şi

a apei din straturile interioare ale particulelor în prima perioadă, iar în partea a

doua a procesului scade. Regimul termic aplicat în procesul de dezbenzinare,

determinat de următorii factorii:

- evitarea denaturării prea avansate a substanţelor proteice din şrot;

- respectarea normelor de protecţia muncii,

utilizează un abur cu temperatura max 180 °C, iar temperatura şrotului nu

depăşeşte 115°C.

Metodele de eliminare a dizolvantului (dezbenzinare) utilizate în prezent sunt:

* îndepărtarea dizolvantului dintr-un strat înalt de şrot sub malaxare

continuă, cu ajutorul aburului direct supraîncălzit; se foloseşte la instalaţiile

discontinui de extracţie;

* îndepărtarea dizolvantului dintr-un şrot, care se găseşte parţial în stare

de suspensie, cu ajutorul aburului direct şi indirect, în evaporatoare elicoidale ;

* îndepărtarea dizolvantului din şrot care se găseşte integral în stare de

suspensie, într-un tunel de evaporare, cu ajutorul vaporilor supraîncălziţi de

dizolvant;

* dezbenzinarea asociată cu o prăjire umedă (toastare), menită să

inactiveze o serie de substanţe cu efecte antinutriţionale, cum sunt în cazul şrotului

de soia : urează, factorul antitripsinic, hemoglutinina, lipoxidaza, saponina, ricina şi

ricinina. În practică, dezbenzinarea se realizează împreună cu toastarea într-un

singur utilaj (toaster), utilizând o umidificare mai avansată, specifică fiecărui

sortiment.

7.3. RAFINAREA ULEIURILOR VEGETALE

Pentru asigurarea calităţii uleiurilor şi a aspectului comercial cerut de

consumatori, uleiul brut este supus unui complex de operaţii, grupat sub numele de

rafinare.

Scopul acestor operaţii este de a ameliora o serie de proprietăţi, cum sunt:

aciditatea liberă, culoarea, gustul şi mirosul, transparenţa, conservabilitatea, prin

eliminarea substanţelor nedorite (mucilagii, acizi graşi liberi, pigmenţi coloranţi,

substanţe mirositoare, ceruri) ce afectează nefavorabil stabilitatea uleiurilor în

timpul depozitării. Fiecare operaţie de rafinare are ca efect principal eliminarea unei

grupe din substanţele de însoţire (tabelul 25).

Tabelul 25

Gruparea metodelor de rafinare după efectul principal al

procesului

(după Boeru, Gh.)

Efectul principal urmărit Denumirea uzuală a metodei Alte denumiri

Eliminarea suspensiilor mecanice şi parţial a substanţelor dizolvate coloidal

Purificarea mecanica prin decantare, filtrare sau centrifugare

Eliminarea mucilagiilor Dezmucilaginare Delecitinizare Degumare

Eliminarea acizilor graşi liberi:

prin formarea săpunurilor alcaline prin antrenare cu vapori de apă sub vid - prin combinarea acizilor graşi cu glicerina - prin fracţionare cu solvenţi selectivi

Neutralizare

Neutralizare prin distilare

Neutralizare prin esterificare

Rafinare cu solvenţi selectivi

Rafinare chimică (caustică)

Rafinare fizică (realizează şi dezodorizarea)

Extracţie cu solvenţi selectivi

Eliminarea pigmenţilor coloranţi Decolorare Albire

Eliminarea substanţelor odorante prin injecţie de abur sub vid

Dezodorizare

Eliminarea cerurilor şi a gliceridelor cu punct de topire ridicat

Winterizare Deceruire, Destearinizare, demargarinizare

Principalele operaţii cuprinse în schema de rafinare a uleiurilor vegetale sunt:

dezmucilaginarea, neutralizarea, uscarea, decolorarea, winterizarea, dezodorizarea

şi polisarea.

7.3.1. Dezmucilaginarea, degumarea uleiurilor vegetale

Uleiul brut, parţial purificat, conţine substanţe mucilaginoase şi alte impurităţi

aflate sub formă coloidală, în suspensie sau dizolvate. Mucilagiile conţin fosfatide,

albuminoide, hidraţi de carbon ş.a.

În rezervoarele de depozitare a uleiului, la o temperatură critică ce depinde de

metoda de obţinere a uleiului, are loc separarea mucilagiilor spontan prin

autohidratare cu umiditatea din aer. Temperatura critică pentru uleiul de floarea

soarelui este 7°C, iar pentru cel de extracţie 21,5°C.

Această precipitare a mucilagiilor este reversibilă, având loc o redispersare dar

la o temperatura mai mare decât temperatura de separare. Astfel, mucilagiile

separate prin răcire la 10-20°C se dispersează la 47-50°C. Temperatura de

dispersare depinde de conţinutul în umiditate şi se poate ridica chiar peste 100°C.

Eliminarea mucilagiilor este necesară din următoarele motive:

- stabilizează emulsiile în timpul neutralizării alcaline determinând creşterea

pierderilor de ulei în soapstock;

- servesc la obţinerea lecitinei folosită ca. emulgator (la fabricarea ciocolatei,

pâinii etc.) şi la creşterea valorii nutritive a produselor alimentare ;

- se utilizează ca metodă independentă pentru rafinarea uleiurilor necesare

producţiei de lacuri şi uleiuri sicative ;

- pentru purificarea uleiurilor înainte de scindare sau hidrogenare.

Dezmucilaginarea este o operaţie dificilă în procesul de rafinare a uleiurilor,

existând mai multe metode de îndepărtare a mucilagiilor, astfel :

- metode fizico-chimice (hidratarea, tratamentul cu absorbanţi) ;

- metode fizice - tratament termic ;

- metode chimice - tratament cu acid sulfuric, clorhidric sau alcalin.

Cele mai utilizate metode sunt hidratarea şi rafinarea acidă.

Hidratarea mucilagiilor are loc în prezenţa apei la cald, când albuminoidele,

fosfolipidele şi complecşii acestora precipită în flocoane, pierzându-şi solubilitatea

în ulei; aceste flocoane pot fi separate ulterior prin sedimentare sau centrifugare

Eficacitatea procesului de hidratare a mucilagiilor depinde de o serie de

factori, cum sunt : natura şi cantitatea agentului de hidratare, temperatura de

lucru, mărimea suprafeţei de contact şi modul de separare a mucilagiilor.

Pentru hidratarea continuă a uleiurilor se folosesc 2 procedee :

• procedeul de hidratare Sharples; instalaţia de bază cuprinde : rezervorul de

amestec ulei-apă, aparatul de hidratare, separatoare centrifugale pentru

separarea mucilagiilor din ulei, filtre pentru ulei, preîncălzitor tip „ţeavă în

ţeavă”. Procesul are loc la 45-50°C pentru ulei de floarea-soarelui şi 70°C pentru

alte uleiuri, sub agitare continuă, timp de 22 minute (20-25 min) şi în prezenţa a

2-3% apă cu temperatura egală cu a uleiului ;

• procedeul de hidratare Alfa De Laval, a cărui instalaţie de bază cuprinde

schimbătorul de căldură cu plăci, aparatul de hidratare şi separatorul centrifugal

cu talere. Procesul are loc la 60-70°C (pentru uleiuri comestibile) sub amestecare

continuă şi cu 1-3% condensat fierbinte. După centrifugare, uleiul delecitinizat

trebuie să aibă temperatura de 65-70°C şi o presiune la ieşirea din separator de

2-3 daN/cm . Concentratul de mucilagii separate la hidratare trebuie să respecte

un raport ulei-fosfatide de 1:1.

Dezmucilaginarea prin tratament acid are drept scop completarea

procesului de hidratare pentru a elimina fosfatidele nehidratabile, în acest scop

folosindu-se acidul fosforic sau acidul citric ce transformă fosfatidele în săruri

solubile în mediu alcalin. De aceea, în practică, după dezmucilaginarea acidă

urmează operaţia de neutralizare alcalină. Tratamentul acid se practică

independent (fără hidratare preliminară), în cazul anumitor uleiuri :

cu acid sulfuric concentrat pentru uleiul de rapiţă destinat hidrogenării sau

utilizării ca ulei lampant;

cu acid fosforic la uleiul de in pentru utilizări tehnice speciale.

Dezmucilaginarea cu acid citric se face cu o soluţie apoasă 10-20%, introdusă

în proporţie de 1-2% faţă de uleiul brut Temperatura de lucru depinde de natura

uleiului (70 - 90°C).

Tratamentul cu acid fosforic se aplică uleiurilor comestibile (la uleiul de

floarea-soarelui pentru loturile închise la culoare), realizându-se cu o soluţie de 75-

85% ce se introduce în proporţie de 0,05-2% faţă de ulei, sub agitare la

temperatura de 70-90 °C, în funcţie de tipul instalaţiei folosite.

Tratamentul acid urmează unei etape de dezmucilaginare prin hidratare, în

care conţinutul de fosfatide a fost redus de la 3,2-3,5% până la 0,15-0,27%

Prin tratamentul acid conţinutul în fosfatide scade până la 0,05-0,09% iar

conţinutul de fier de la 1,12 mg/Kg la 0,55 mg/Kg.

7.3.2. Neutralizarea acidităţii libere a uleiurilor vegetale

Uleiurile brute fabricate la noi în ţară au o aciditate liberă cuprinsă între 1-4%

datorată prezenţei acizilor graşi liberi. Una din cauzele ce conduc la apariţia

acestora în ulei este scindarea trigliceridelor, care poate avea loc :

în timpul depozitării seminţelor oleaginoase ;

în uleiul brut datorită prezenţei urmelor de apă şi condiţiilor de

depozitare necorespunzătoare.

Pentru obţinerea de uleiuri comestibile este necesar ca aciditatea liberă să fie

eliminată.

Există diferite metode de îndepărtare a acidităţii libere :

neutralizarea alcalină :

neutralizarea prin distilare ;

neutralizare prin esterificare - nerecomandată în cazul uleiurilor vegetale

comestibile.

Cea mai utilizată metodă este neutralizarea alcalină, care cuprinde etapele :

* tratamentul cu alcalii (neutralizarea propriu-zisă);

* separarea soapstockului format;

* spălarea uleiului pentru eliminarea urmelor de săpun.

Ca agenţi de neutralizare se utilizează în principal Na OH şi mai puţin Na2CO3.

Efectele tratamentului alcalin sunt:

adsorbţia cantitativă a impurităţilor la suprafaţa peliculei de săpun ;

eliminarea mucilagiilor şi acizilor graşi ;

eliminarea parţială a pigmenţilor coloranţi.

Neutralizarea continuă se efectuează în instalaţii care, din punct de

vedere tehnologic, se pot grupa astfel :

instalaţii în care amestecarea uleiului cu soluţia alcalină se realizează în

aparate sub agitare (procedeele Sharples şi Alfa De Laval);

instalaţii în care reacţia de neutralizare are loc în fază de aerosoli, uleiul

şi leşia fiind fin pulverizate (procedeul Fash).

Separarea soapstockului are loc prin centrifugare în ambele cazuri. Uleiul

neutralizat este trecut la spălare, care se realizează cu apă de condens sau apă

dedurizată. Folosirea apei cu duritate ridicata (peste 5° germane) conduce la

creşterea conţinutului de săpun în uleiul rafinat (se formează săpun de calciu în

ulei).

Temperatura uleiului în faza de spălare trebuie menţinută la 85-90°C.

Regimul de lucru (temperatura, concentraţia şi excesul soluţiei alcaline, durata

tratamentului) se stabileşte în funcţie de felul uleiului şi de aciditatea liberă a

acestuia.

Temperatura optimă este de 70-90°C, iar concentraţia soluţiei de NaOH (sodă

caustică sau leşie), variază în funcţie de aciditatea liberă a uleiului:

o aciditate < 1% - sol. de NaOH cu concentraţie 6-12° Be ;

aciditate liberă între 1-5% - sol. 20° Be ;

aciditate liberă > 5% - sol. 20-30° Be.

După neutralizare, produsele finite rezultate trebuie să aibă

următoarele caracteristici:

ulei neutralizat :aspect limpede, aciditate liberă max. 0,08 mg KOH/g,

săpun max. 0,05%;

soapstock : conţinutul în grăsimi totale 15-25%, iar raportul ulei/ac.

graşi= 1:2,5.

7.3.3. Uscarea uleiului

După spălare, în uleiurile neutralizate cu alcalii rămâne un conţinut de 0,5%

apă, care trebuie îndepărtat.

Eliminarea apei se realizează prin operaţia de uscare a uleiului, prin aceasta

evitându-se fenomenele nedorite ce au loc în prezenţa apei (hidroliza grăsimilor şi

creşterea acidităţii libere, scăderea puterii de decolorare a adsorbanţilor folosiţi

ulterior).

Procedeele de uscare a uleiului pot fi realizate discontinuu sau în flux continuu,

sub vid, cu agitare mecanică.

Regimul de lucru depinde de tipul de procedeu aplicat:

- procedeul discontinuu : t = 90-95 °C/τ =60-90 min/şarja ;

- conţinut de apă şi substanţe volatile la sfârşitul procesului = max 0,2% ;

- procedeul continuu : t = 85-90 °C/p = 10-30 mm Hg;

- conţinut max. de apă al uleiului uscat =0,05%.

7.3.4. Decolorarea (albirea) uleiurilor

Pigmenţii coloranţi sunt substanţe de însoţire a gliceridelor ce conferă culoare

uleiurilor vegetale. Pigmenţii pot fi clasificaţi în două grupe :

* pigmenţi naturali : clorofila (verde); carotina (roşie); xantofila (galbenă);

* pigmenţi secundari: substanţe complexe melano-fosfatidice - se

formează în brochen şi în uleiul obţinut din micele distilate la temperaturi ridicate.

O parte din aceste substanţe colorante sunt parţial îndepărtate în procesele

anterioare - dezmucilaginarea acidă şi neutralizare.

În practică, decolorarea uleiurilor poate fi efectuată prin două procedee :

- decolorarea fizică - realizată prin adsorbţia pigmenţilor pe pământ sau

cărbune decolorant;

- decolorare chimică - realizată printr-o reacţie chimică ce modifică

grupele cromogene ale pigmenţilor; nu se aplică uleiurilor comestibile, ci

numai uleiurilor şi grăsimilor tehnice puternic pigmentate.

Odată cu decolorarea, ca efect secundar are loc şi eliminarea mai avansată a

mucilagiilor, substanţelor proteice precum şi a altor substanţe de însoţire a

materiilor grase (resturi de săpun din uleiurile neutralitate alcalin, urme de

catalizator din uleiurile hidrogenate).

Decolorarea prin adsorbţie constă din introducerea sub agitare a pământului

decolorant în uleiul neutralizat şi uscat sub vid, menţinere şi separarea

adsorbantului din uleiul decolorat. Aceste operaţii pot fi realizate în instalaţii cu

funcţionare continuă sau discontinuă.

Decolorarea, în general, este un fenomen complex în cadrul căruia adsorbţiei

fizice i se suprapune chemosorbţia, precum şi efecte secundare de natură termică

şi oxidativă.

Factorii ce influenţează procesul de decolorare prin adsorbţie sunt –

• • caracteristicile adsorbantului Adsorbantul reţine preferenţial substanţele

colorante până la o anumită limită - volum de adsorbţie - peste care adsorbţia nu

mai are loc. De aceea, în practică, se urmăreşte utilizarea unor agenţi decoloranţi

ce au activitate specifică mare.

• caracteristicile materiei prime - felul uleiului, natura şi concentraţia

pigmenţilor, starea de oxidare, prezenţa acizilor graşi liberi şi a urmelor de săpun

influenţează randamentul procesului de decolorare ;

• condiţiile de lucru - temperatura optimă pentru decolorarea uleiurilor

comestibile este de 85 -90°C la o presiune absolută de max. 60 mm Hg. Durata

de menţinere a contactului dintre agentul decolorant şi ulei este de 15-20min la

decolorarea în flux discontinuu şi câteva minute la decolorarea în flux continuu.

La depăşirea timpului de contact poate apărea fenomenul de reversiune a culorii.

Cea mai utilizată instalaţie de decolorare în industria uleiului este instalaţia De

Smet.

7.3.5. Winterizarea uleiurilor

În uleiul brut, ca substanţe de însoţire se găsesc şi ceruri, al căror conţinut

depinde de efectul decojirii şi separarea din miez a pieliţelor.

Cerurile se dizolvă cu solvenţi, trec în ulei iar operaţiile de rafinare anterioare

nu au efect semnificativ asupra lor.

Winterizarea, numită şi deceruire, constă în cristalizarea cerurilor şi a

digliceridelor solide, urmată de o separare a acestora de ulei prin filtrare.

Efectul cristalizării este mărit dacă temperatura de cristalizare şi filtrare a

cerurilor se apropie de 0°C.

Pentru a avea loc o cristalizare rapidă, în ulei se introduc germeni de

cristalizare - Kieselgur sub formă de praf fin - pe care se aglomerează microcristale

de gliceride şi ceruri, obţinându-se astfel cristale de dimensiuni mai mari.

Cristalizarea poate avea loc şi spontan, iar durata procesului poate varia între

câteva ore şi 38-72 ore La răcirea rapidă a uleiului se obţin cristale mici greu de

separat prin filtrare. De aceea, se preferă răcirea progresivă, de durată, sau

introducerea de germeni de cristalizare, care să conducă la formarea cristalelor de

dimensiuni mari, uşor separabile la filtrare.

În cazul folosirii Kieselgurului, winterizarea se face înaintea dezodorizării,

deoarece acesta imprimă un gust străin care poate fi îndepărtat la dezodorizare.

La filtrare, Kieselgurul formează un strat filtrant cu capacitate de filtrare un

timp mai îndelungat. În acest scop, se mai adaugă în ulei şi alte substanţe ca

azbest, celuloză ş a., amestecul azbest-celuloză fiind denumit în practică cristal -

theorit.

Deoarece la scăderea temperaturii vâscozitatea uleiului creşte, îngreunând

astfel separarea prin filtrare a cerurilor şi gliceridelor solide, procesul de deceruire

în instalaţii cu funcţionare continuă are loc astfel:

prerăcirea uleiului la 20-22°C, urmată de o răcire la 5-7°C ;

introducere de germeni de cristalizare (Kieselgur) cu amestecare

continuă timp de 4 ore ;

încălzire bruscă la 12-16°C;

filtrare.

Au fost puse la punct şi procedee de winterizare a uleiului adus sub formă de

miscelă cu solvenţi.

Cerurile şi stearinele separate din ulei constituie un subprodus de rafinare.

7.3.6. Dezodorizarea uleiurilor

Dezodorizarea - ultima operaţie din procesul complex al rafinării - constituie

faza tehnologică prin care se elimină substanţele care imprimă uleiurilor miros şi

gust neplăcut, provenite atât din materia primă ca substanţe de însoţire a

gliceridelor, cât şi din transformările chimice care au loc pe parcursul procesului de

depozitare şi prelucrare.

Dezodorizarea are loc şi ca efect secundar al altor operaţii de rafinare cum ar

fi:

- adsorbţia de către săpun (la neutralizare alcalină) a unei părţi a acestor

substanţe ;

- în procesul de decolorare la utilizarea amestecurilor de agenţi decoloranţi

care conţin cărbune.

Prin dezodorizare, efectuată mai ales în cazul uleiurilor comestibile şi a

grăsimilor vegetale obţinute prin hidrogenare destinate consumului alimentar,

uleiurile nu se mai pot deosebi între ele pe baza gustului şi mirosului, respectiv se

depersonalizează.

Operaţia de dezodorizare se realizează combinând efectul a trei parametri

tehnologici : temperatură, presiune şi antrenarea cu vapori de apă.

Distilatul obţinut la antrenarea cu vapori conţine un amestec de substanţe

format din:

substanţe volatile la presiune şi temperatură ambiantă, de regulă

hidrosolubile, responsabile de mirosul uleiului;

substanţe nevolatile la presiune şi temperatură ambiantă şi insolubile

în apă formate din :

o substanţe saponificabiie (ac. graşi liberi, trigliceride, ceruri şi esteri

metilici);

o substanţe nesaponificabile (hidrocarburi parafinice, olefinice şi

poliolefinice, steroli liberi şi esterificaţi, tocoferoli liberi şi esterificaţi,

alcooli triterpenici şi alcooli graşi) ;

o produse de oxidare :

ulei antrenat în proporţie de 1:1 faţă de acizi graşi plus substanţe

nesaponificabile antrenate.

Eliminarea eficientă a substanţelor care imprimă gustul şi mirosul uleiurilor şi

grăsimilor se face prin antrenare cu abur la presiune redusă şi temperatură relativ

înaltă (185-220°C pentru uleiuri vegetale şi 220-230°C pentru cele solidificate).

O reuşită bună în procesul de vaporizare se obţine prin asigurarea unei

distribuţii cât mai uniforme şi în cantităţi mici a aburului direct injectat în uleiul

vegetal, având o temperatură cu 30-50°C peste temperatura uleiului.

Aburul de antrenare nu trebuie să conţină gaze (în special oxigen) iar

cantitatea de abur pentru antrenare depinde de o serie de factori cum ar fi:

cantitatea de ulei supus dezodorizării, temperatura, vidul, felul compuşilor volatili,

tensiunea de vapori a acestora etc.

Procesul de dezodorizare se realizează în instalaţii discontinue şi continue.

În instalaţii discontinui, operaţia durează 5-7 h iar parametrii de lucru sunt :

temperatura uleiului 175-185°C, presiunea 5-30 mm col Hg.

Procedeele continui utilizează utilaje legate în flux, cu excepţia situaţiilor de

nesincronizare a debitelor, când pot fi introduse rezervoare intermediare.

Secţiile de rafinare continuă folosesc liniile procedeelor Sharples sau

Alfa-Laval pentru dezmucilaginare-neutralizare, cuplate cu instalaţii De Smet

pentru decolorare-winterizare-dezodorizare.

Rafinarea discontinuă este aplicabilă în liniile cu capacităţi mici (sub

50t /24 h) şi cu schimbări frecvente ale sortimentelor de ulei.

7.4. HIDROGENAREA ULEIURILOR VEGETALE

Pentru fabricarea margarinei şi a altor grăsimi vegetale este necesară

modificarea temperaturii de topire a gliceridelor din uleiurile fluide prin adiţia de

hidrogen la dublele legături ale radicalilor acizilor graşi nesaturaţi din trigliceride.

În funcţie de caracteristicile dorite, reacţia de hidrogenare poate fi

totală - conduce la saturarea tuturor legăturilor duble, rezultând

acizi graşi saturaţi cu acelaşi număr de atomi de carbon ;

parţială - saturarea incompletă a dublelor legături ale acizilor graşi ;

astfel că se obţin uleiuri solidificate care conţin un amestec de acizi graşi saturaţi cu

acizi graşi nesaturaţi, în principal cu o dubla legătură.

Adiţia hidrogenului la dubla legătură a acizilor graşi decurge prin reacţia de

cataliză eterogenă, conform schemei:

Reactanţi + Catalizator Reactanţi-Catalizator Ulei +

Catalizator

având loc şi modificarea atât a compoziţiei cât şi a proprietăţilor trigiceridelor

respective.

O reacţie secundară adiţiei hidrogenului este reacţia de trans-izomerizare,

în care are loc trecerea parţială a izomerilor cis ai acizilor graşi nesaturaţi în

izomeri trans, aceştia din urmă conferind consistenţa necesară grăsimilor.

Catalizatorii utilizaţi pot forma două complexe active, astfel :

C=C şi H-H

Ca+ Cat

Aceste complexe active reacţionează între ele, conducând la un compus

saturat şi eliberând catalizatorul.

Uleiurile sunt formate din molecule de trigliceride care posedă, însă, grade de

saturare diferite. Un model al reacţiilor posibile în timpul hidrogenării poate fi

construit pe baza schemei următoare:

Acid linoleic

Acid linolenic Acid oleic Acid stearic

Acid izolinoleic

Aceasta situaţie ridică problema selectivităţii procesului de hidrogenare.

Hidrogenarea uleiurilor poate decurge:

selectiv - dacă hidrogenul se fixează mai repede la radicalii cei mai

nesaturaţi decât la radicali mai puţin saturaţi ;

neselectiv - când are loc hidrogenarea concomitentă a acizilor graşi mono- şi

polinesaturaţi.

În comparaţie cu hidrogenarea neselectivă, procesul de hidrogenare selectivă

determină reducerea conţinutului în acizi polinesaturaţi şi acizi saturaţi. Prin

aceasta, uleiul hidrogenat selectiv obţine o compoziţie mai omogenă, datorită

căreia se îmbunătăţeşte plasticitatea şi stabilitatea proprietăţilor organoleptice

Etapele reacţiei de hidrogenare sunt:

difuzia reactanţiior pe suprafaţa catalizatorului;

reacţii între moleculele în stare adsorbită în mai multe etape;

desorbţia produşilor de reacţie ;

difuzia produşilor de reacţie în mediu.

Prima si ultima etapă sunt rapide, iar celelalte etape sunt lente,

determinând viteza globală a procesului.

Viteza de hidrogenare este dependentă de următorii faeton :

activitatea şi cantitatea catalizatorului folosit - există o relaţie direct

proporţională între activitatea catalizatorului şi viteza de hidrogenare. Însă, pe

măsură ce catalizatorul se uzează (apar fenomene de învechire şi otrăvire a

catalizatorilor), activitatea acestuia scade; în aceeaşi relaţie este şi cantitatea de

catalizator folosită, dar peste 0.3-0,4% faţă de grăsime, creşterea vitezei de

reacţie nu este semnificativă

temperatura de hidrogenare influenţează direct proporţional viteza de

reacţie, temperatura de hidrogenare variază între 160-240°C (în funcţie de

selectivitatea procesului): pentru grăsimi moi - 160.. 380°C; grăsimi pentru

margarina - 180...200°C, grăsimi tehnice > 200°C ;

presiunea de hidrogenare influenţează favorabil reacţia: viteza de

hidrogenare creşte cu presiunea de lucru, presiunea optimă variind între 1,5-2,0

daN/cm2. Presiunea scăzută favorizează selectivitatea;

intensitatea amestecării asigură menţinerea catalizatorului în stare de

suspensie şi distribuirea uniformă şi continuă a hidrogenului în toată masa, ceea

ce conduce la creşterea vitezei de hidrogenare.

Catalizatorii de hidrogenare ce pot fi utilizaţi sunt :

catalizatori de nichel pur, cu sau fără suport de Kieselgur;

catalizatori din aliaje cu nichel;

catalizatori de amestec

Hidrogenarea uleiurilor vegetale se poate face în proces discontinuu sau

continuu.

Hidrogenarea discontinuă se poate realiza prin următoarele metode :

* hidrogenarea cu barbotare de hidrogen în masa uleiului;

* hidrogenarea în atmosferă staţionară de hidrogen, în care uleiul,

conţinând suspensia de catalizator, este pulverizat în atmosferă de hidrogen ;

* hidrogenarea cu circulaţie atât a uleiului cuprinzând catalizatorul, cât şi

a hidrogenului (circulaţie combinată).

Aceste metode diferă între ele prin modul în care se poate obţine contactul

hidrogenului cu masa de ulei şi catalizator.

Hidrogenarea continuă este mai puţin selectivă şi dă rezultate bune

atunci când se prelucrează un singur sortiment de ulei hidrogenat. În funcţie de

forma de utilizare a catalizatorului metodele aplicate sunt:

* hidrogenarea cu catalizator în suspensie, în care reactanţii sunt

amestecaţi şi vehiculaţi prin mai multe coloane de reacţie ;

* hidrogenarea cu catalizator staţionar, în care catalizatorul se foloseşte

sub formă de sită sau bucăţi special tratate pentru a avea suprafaţa activă

Sfârşitul procesului se stabileşte prin determinarea temperaturii de topire

(care creşte) sau prin măsurarea indicelui de refracţie, care variază liniar cu

temperatura de topire.

Prelucrarea finală a uleiurilor hidrogenate comestibile se face prin rafinare,

începând cu neutralizarea alcalină, dacă aciditatea liberă a uleiului trecut la

hidrogenare este > 0,05%. Dacă aciditatea liberă corespunde acestei limite

este suficientă numai dezodorizarea.