Universitatea de Stat „B.P.Hasdeu” din Cahul

Facultatea de Economie, Inginerie şi Ştiinţe Aplicate

Catedra de Inginerie şi Ştiinţe Aplicate

TEHNOLOGIE ŞI CONTROL

ÎN INDUSTRIA ULEIULUI Note de curs

CECLU Liliana

Dr., lector universitar

Cahul, 2013

2

C

od

ul

dis

cip

lin

ei

Den

um

irea

dis

cip

lin

ei

Tit

ula

rul

Sem

estr

u

Ore Evaluare

To

tal

Cu

rs

Sem

ina

r

La

bo

-

rato

r

Stu

diu

ind

ivi-

du

al

Fo

rma

de

eva

lua

re

Nr.

de

cred

ite

S.07.A.071 Tehnologie şi control în

industria uleiului

Ceclu

Liliana VII 120 30 15 15 60 E 4

Tematica şi repartizarea orelor Nr.

ord

Tematica orelor

Total ore

Cu

rs

Sem

inar

Lab

ora

tor

Stu

diu

ind

ivid

ual

1. Tema 1. Răspândirea materiilor grase în natură 2 2 - 4

2. Tema 2. Clasificarea şi descrierea materiilor prime oleaginoase 2 2 - 4

3. Tema 3. Clasificarea şi descrierea materiilor auxiliare utilizate

în industria uleiurilor vegetale comestibile 2 - 2 4

4. Tema 4. Recoltarea şi postmaturarea materiilor prime

oleaginoase. Recepţia materiilor prime oleaginoase şi

materiilor auxiliare. Descărcarea şi transportul la

depozite a materiilor prime oleaginoase

2 2 - 4

5. Tema 5. Curăţarea materiilor prime oleaginoase. Uscarea

materiilorprime oleaginoase. Depozitarea materiilor

prime oleaginoase. 2 - 2 4

6. Tema 6. Decojirea materiilor prime oleaginoase. Măcinarea

materiilor oleaginoase 2 2 - 4

7. Tema 7. Prăjirea materiilor oleaginoase. Extruderea. 2 - 2 4

8. Tema 8. Bazele teoretice ale procesului de obţinere a uleiului

brut prin presare. 2 2 - 4

9. Tema 9. Utilajele utilizate în procesul de presare. 2 - 2 4

10. Tema 10. Purificarea uleiului brut de presă. 2 2 - 4

11. Tema 11.Extracţia cu dizolvanţi. Metode moderne de extracţie. 2 - 2 4

12. Tema 12. Demucilaginarea. Neutralizarea. Uscarea.

Decolorarea. 2 - 2 4

13. Tema 13. Uscarea. Decolorarea. 2 - 2 4

14. Tema 14. Winterizarea. Dezodorizarea. Rafinarea fizică.

Principii moderne de rafinare. 2 2 - 4

15. Tema 15. Depozitare. Materiale de ambalare a uleiurilor

vegetale. 2 2 - 4

3

CURS 1. MATERII PRIME OLEAGINOASE

În natură, materiile grase se regăsesc în ţesuturile tuturor plantelor, animalelor şi în

structurile de constituţie ale microorganismelor. Lipidele prezente în organismele animale

provin, în cea mai mare parte, din hrană, dar organismele vii au posibilitatea de a-şi sintetiza

llipidele necesare la un moment dat pe piaţa metabolică din glucide sau proteine.

Industria uleiurilor şi grăsimilor vegetale comestibile are ca obiectiv procesarea

principalelor surse vegetale de materii oleaginoase (seminţe, fructe, germeni, sâmburi) cu scopul

separării prin presare şi/sau extracţie a uleiului sau grăsimii vegetale, sub forma unui sistem

alimentar monocomponent (acilgliceroli) sau cun un conţinut maxim admis al compuşilor de

insoţire (colesterol, vitamine liposolubile, acizi graşi liberi, fosfolipide, pigmenţi).

Principalele produse ale industriei uleiurilor şi grăsimilor vegetale sunt

următoarele:

Uleiurile vegetale comestibile de floarea-soarelui, soia, germeni de porumb,

rapiţă, dovleac etc.

Uleiurile vegetale comestibile compoudante (în amestec): soia + floarea-soarelui,

floarea-soarelui + rapiţă;

Grăsimi vegetale simple sau în amestec;

Grăsimi obţinute prin hidrogenarea controlată a uleiurilor vegetale comestibile:

shorteninguri, margarine vegetale;

Lecitină alimentară, monogliceride, digliceride;

Acizi graşi şi derivaţi ai acizilor graşi (acizi aminaţi, halogenaţi, sulfataţi,

sulfonaţi, neutralizaţi etc.) cu utilizări tehnice;

Furfural;

Uleiuri tehnice de floarea-soarelui, soia, in, rapiţă, ricin simple, în amestec,

firnisuri sau sicative, epoxidate, polimerizate, halogenate, sulfonate, sulfatate;

Grăsimi tehnice solidificate;

Uleiuri farmaceutice şi medicinale (ricin);

Stearină vegetală;

Produse derivate din uleiuri: dressinguri, maioneze, sosuri, grăsimi modificate etc.

Produsele industriei uleiurilor şi grăsimilor vegetale îşi găsesc utilizări în următoarele

ramuri economice:

Industria alimentară: uleiuri şi grăsimi vegetale comestibile simple,

compoundate sau obţinute prin hidrogenare, lecitină, monogliceride,

digliceride;

Industria vopselelor şi lacurilor: ulei de in termopolimerizat (standö), ulei

de ricin deshidratat şi sicativat;

Industria lubrifianţilor: uleiuri minerale speciale (aviaţie), unsori

consistente pe bază de ulei de ricin, acizi graşi hidroxilaţi;

Indusria materialelor plastice: derivatul de ozonoliză al acidului erucic din

uleiul de rapiţă (produse Nylon), acroleina obţinută din glicerină

(acrolinitril), acidul sebacic care stă la baza obţinerii poliamidelor;

Cosmetică şi farmaceutică: ulei de măsline, porumb, ricin, unt de cacao,

jojoba, stearat de glicerol, alcooli graşi şi derivaţii acestora etc.

Indusria detergenţilor şi surfactanţilor: acizi graşi sulfataţi şi neutralizaţi,

alcooli sulfataţi/fosfataţi (agenţi de suprafaţă anionici), esteri ai acizilor

graşi cu polialcooli (agenţi de suprafaţă neionici) sau grăsimi transformate

în agenţi cationici de suprafaţă.

Subprodusele rezultate din procesarea industrială a seminţelor oleaginoase în vederea

obţinerii uleiurilor vegetale comestibile sunt următoarele.

1. Şroturile, care reprezintă materialul oleaginos epuizat în ulei. Şroturile se utilizează în

următoarele direcţii:

4

furajarea animalelor (ca atare sau sub formă de furaje concentrate);

obţinerea făinurilor, texturatelor, concentratelor sau izolatelor proteice;

obţinerea cleirotului sau galatitului (industria maselor plastice).

2. Complexul lecitinic format la dismucilaginarea uleiurilor, utilizat la obţinerea lecitinei

alimentare şi farmaceutice;

3. soapstokul, amestecul complex de săpunuri ale acizilor graşi separaţi la neutralizarea uleiurilor

brute, utilizat la:

obţinerea stearinelor şi fitosterinelor;

obţinerea acizilor graşi utilizaţi ca lubrifianţi.

Deşeurile rezultate la procesarea industrială a seminţelor oleaginoase sunt următoarele:

a. cojile separate la decojirea seminţelor, care au următoarele direcţii de utilizare:

combustibil;

obţinerea furfurolului;

obţinerea plăcilor aglomerate.

b. impurităţile separate la curăţarea masei de seminţe oleaginoase constituie:

combustibil

îngrăşământ agricol

c. zaţ, gudroane de distilare a acizilor graşi, distilat de dezodorizare, ape de rafinare etc.

Materiile prime oleaginoase sunt reprezentate de sursele vegetale al căror conţinut în ulei

sau grăsimi este suficient de mare pentru a face procesarea industrială eficientă.

Materii prime oleaginoase – plantele şi arborii a căror seminţe respectiv fructe sunt

utilizate la obţinerea uleiurilor şi grăsimilor vegetale.

Materii prime alternative – plante textilo-oleaginoase, subproduse oleaginoase

Plantele oleaginoase concentrează materia grasă în seminţe, pulpa şi miezul fructelor,

tuberculi sau germeni.

După provenineţă materiile prime oleaginoase sunt grupate astfel:

- seminţe oleaginoase ale plantelor cultivate: floarea-soarelui, in, ricin, rapiţă, arahide,

susan, migdale de pământ, muştar, camelină, perilla, şofrănel, mac;

- seminţe ale plantelor textilo-oleaginoase cultivate: bumbac, cânepă;

- seminţe ale plantelor neoleaginoase necultivate (buruieni oleaginoase): rapiţă sălbatică,

hodolean, pristolnic, erucă;

- fructe oleaginoase ale arborilor cultivaţi: măslin, cocos, palmier, palmist, tung, cacao,

mac, migdal;

- fructe oleaginoase ale arborilor necultivaţi: alun, jir, brad, molid, pin, laur, castan;

- subproduse oleaginoase: seminţe (tutun, tomate), germeni (grâu, porumb), tărâţe (orez),

sâmburi (struguri, vişine, cireşe, prun).

5

Seminţe oleaginoase

Structura morfologică

Seminţele separate de planta –mamă reprezintă germenul unei viitoare plante.

În timpul formării şi maturizării seminţelor oleaginoase, în celule are loc o acumulare de

substanţe hrănitoare (grăsimi, albumine, hidraţi de carbon, compuşi cu fosfor şi alte substanţe),

care au rolul de a asigura germenul funcţiei vitale, până când acesta devine capabil să-şi asigure

singur hrana minerală din sol şi din aer.

Prezenţa acestor substanţe hrănitoare într-o măsură mai mare sau mai mică determină

valoarea seminţelor oleaginoase ca materii prime pentru obţinerea uleiului vegetal şi a celorlalte

componente.

În general, termenul de sămânţă este folosit într-un sens mai larg în agricultură. În

practica industrială, se numesc seminţe şi unele categorii de fructe compuse.

Seminţele şi fructele plantelor se pot deosebi pe baza caracterelor morfologice şi a

însuşirilor lor diferite ca: modificarea culorii cotiledoanelor sub influenţa unor reactivi,

fluorescenţa sub lumină de cuarţ etc.

Din punct de vedere morfologic, seminţele propriu-zise sunt organe de reproducere ale

diferitelor specii de plante care la maturitate se desprind de fruct, acesta având un rol protector

temporar.

Seminţele propriu-zise sunt alcătuite dintr-un înveliş protector mai mult sau mai puţin

tare numit coajă, endospermul (miezul sau albumenul) şi embrionul viitoarei plante.

Fig.1 Structura morfologică a seminţei de floarea-soarelui:1-coajă; 2- tegument; 3- miez

(endosperm, embrion).

Coaja este constituită din 3 straturi: epicarp, mezocarp, endocarp.

Epicarpul este constituit dintr-un strat de celule periferice, neted sau zbârcit, reticulat, costat etc.,

având o culoare specifică pigmentului vegetal caracteristic (cenuşiu, negru, cafeniu).

Mezocarpul este un strat intermediar, cu rol esenţial în asigurarea protecţiei mecanice, biologice

şi microbiologice a seminţei, constituit din structuri multiple de celule cu perete lignifiat,

cimentat cu polioze insolubile (celuloză, hemiceluloză) şi lignine, care conferă rezistenţă şi

protecţie.

Endocarpul este un strat intern de celule cu dimensiuni mici, subţire şi moale

Endospermul reprezintă ţesutul vegetal care concentrează substanţele de rezervă

necesare formării şi maturizării noilor seminţe din organele vegetative ale embrionului.

Seminţele de floarea-soarelui sunt caracterizate de existenţa structurii de endosperm doar

în etapa de formare a seminţei, după care aceasta se resoarbe (pseudoendosperm sau endosperm

efemerid).

6

Embrionul curpinde organele vegetative ale viitoarei plante: radiculă, tigelă, gemulă şi 2

cotiledoane, sistemul reproducător existând în stare latentă până la germinare.

În cotiledoane şi endosperm se concentrează substanţele nutritive (ulei, albumine, glucide, săruri

minerale, vitamine liposolubile), care constituie rezervele de bază ale plantei

Fig.2. Structura schematică a seminţei oleaginoase

Ţesutul de rezervă al seminţelor oleaginoase (ţesut oleaginos) este constituit dintr-un

număr mare de celule de dimensiuni mici.

Celula oleaginoasă (Fig. 3.) este constituită din oleoplasmalemă (biomembrană celulară)

şi citolpasmă, în care există organite celulare, incluziunile microscopice de ulei şi granulele

aleuronice.

Fig. 3. Structura anatomică a celulei ţesutului oleaginos

1 – oleoplasmalema (membrana celulară); 2 – granule aleuronice homoproteice sau

heteroproteice (complexe proteice -fitaţi); 3 – oleoplasma (citoplasma); 4 – nucleu

Oleoplasmalema sau membrana celulară este constituită din unul sau mai multe

straturi poilimoleculare. Grosimea pereţilor celulari la majoritatea seminţelor este mică, fiind

cuprinsă între 0,3-0,5μm. Excepţie fac celulele de soia, a căror grosime este de 1,3μm. Învelişul

celular are de cele mai multe ori contur ondulat, în colţurile de unire a celulelor găsindu-se aşa

numitul „spaţiu intercelular‖; la seminţele de soia şi în spaţiile intercelulare sunt de dimensiuni

mici, ceea ce face ca acestea să fie tari, mai dure, în timp ce la floarea soarelui sau la ricin ele

sunt mai mari, iar seminţele se caracterizează printr-o duritate mai mică, sunt mai fragile.

SĂMÂNŢA

EMBRION ENDOSPERM

COAJĂ

Epicarp

Mezocarp

Endocarp

Radiculă

Tigelă

Gemulă

2 cotiledoane

ţesutul vegetal care concentrează substanţele

de rezervă necesare formării şi maturizării noilor

seminţe

7

Învelişul celular este format în principal din celuloză şi hemiceluloză şi la majoritatea seminţelor

este de grosime mică.

Oleoplasma este formată din protoplasma propriu-zisă (citoplasma), care conţine

suportul pentru uleiul dispersat uniform în citoplasmă, sub forma unor incluziuni

ultramicroscopice. Volumul oleoplasmei diferă de la un soi de seminţe la altul, fiind de 75-82%

din totalul intracelular la ricin, 75-76% la floarea soarelui, 74% la in şi 66-69% la soia.

Granulele aleuronice sunt corpuri solide de origine proteică şi formate din cristaloizi

şi globoizi acoperite de un înveliş deosebit de subţire. Cristaloizii sunt proteine gelificate care se

găsesc sub formă de cristale. Se deosebesc de globoizi prin faptul că în apă se umflă, se îmbibă,

descoperindu-şi astfel originea lor gelică. Globoizii sunt corpuri rotunjite, formate în special din

fitină şi acid fitinic, legate de proteine.

Forma şi dimensiunile granulelor aleuronice diferă foarte mult de la o sămânţă la alta.

Astfel, la seminţele cu conţinut ridicat de ulei, granulele au o formă mai rotunjită, în timp ce la

seminţele mai sărace în ulei au o formă colţuroasă, neregulată. Suprafaţa secţiunii lor

transversale variază între 20,3 μm2 la floarea soarelui şi 87,9μm

2 la inul pentru ulei.

Curba de acumulare a materiei grase în seminţele oleaginoase are 3 etape:

Etapa de iniţiere I – se caracterizează printr-o sinteză lentă a lipidelor. Din poliozele de

rezervă se formează o cantitate mare de acizi graşi liberi, care se vor transforma ulterior

în acilgliceroli. De aceea, uleiul în seminţele verzi are o aciditate liberă mare. În prima

etapă se formează numai acizi graşi saturaţi şi numai după aceea acizi graşi nesaturaţi.

Etapa de dezvoltare şi maturizare II – se caracterizează prin acumularea rapidă de

lipide caracteristice soiului şi varietăţii

Etapa finală III – procesul de acumulare a materiei grase încetează sau se desfăşoară la

limite reduse (în funcţie de necesităţile metabolice ale celulei).

Nivelul de acizi graşi saturaţi, predominant formaţi în faza iniţială, scade, acidul oleic

rămâne relativ constant ca proporţie în faza I şi scade în faza a II-a, iar acidul linoleic creşte lent

dar constant până la limita biologică. Acumularea de lipide şi natura acestora sunt puternic

influenţate de condiţiile agrotehnice şi climaterice de cultură (temperatură, umiditate relativă,

caracteristicle de sol, latitudine, altitudine, lumină, caldură, selecţionarea soiurilor, îngrăşăminte

agricole, substanţe nutritive în sol, tratamente de combatere a dăunătorilor şi bolilor, lucrările de

întreţinere a culturilor, termenul de însămânţare etc.). De exemplu, climatul tropical favorizează

sinteza de acizi graşi saturaţi cu masă moleculară mică (unt de cocos): acid caprilic, caprinic,

lauric şi miristic. Iar climatul arctic, dimpotrivă, favorizează formarea preferenţială a acizilor

graşi polinesaturaţi.

La acelaşi soi, în aceleaşi condiţii de cultură, solul cu umiditate mai redusă favorizează

formarea acizilor graşi saturaţi, creşterea umidităţii solului generând o creştere cantitativă a

lipidelor acumulate în seminţele oleaginoase. Seceta reduce conţinutul de grăsimi şi calitatea

acestora.

În seminţele de floarea-soarelui şi soia partea cea mai bogată în substanţe uleioase este

cotiledonul, în timp ce endospermul este foarte subţire. În seminţele de in, substanţa hrănitoare

se află în proporţii aproximativ egale între cotiledon şi endosperm, iar la ricin se găseşte numai

în endosperm.

Compoziţia principalelor materii prime oleaginoase variază cu specia vegetală din care

provine, cu raportul între coajă şi miez şi conţinutul total de lipide al seminţelor.

Compoziţia chimică variază în funcţie de tipul plantelor oleaginoase. Din punct de vedere

chimic, seminţele oleaginoase conţin cantităţi mari de :

– lipide, proteine, zaharuri, apă;

În cantităţi mici se gasesc şi:

– fosfatide, steride , ceruri, substanţe colorante

– şi alţi compuşi chimici care se extrag împreuna cu uleiul, numite şi substanţe care

însoţesc materia grasă.

8

Compoziţia chimică a materiilor prime oleaginoase indigene

Componentul,

%

Tipul

Floarea

soarelui Soia Rapiţă Ricin

Germeni de

porumb

In pentru

ulei

Conţinut de coajă 14-28 7-12 4-6 22-25 - 4-6

Umiditate 9-11 11-13 6-8 6-9 10-11 9-11

Ulei brut 44-52 17-19 23-42 44-52 20-30 35-38

Proteină 18-20 33-36 25-28 14-18 25-28 25-27

Subst. extractive

neazotate 10-15 20-23 17-20 15-17 28-30 20-23

Celuloză 14-18 3-6 4-6 15-18 4-6 4-5

Cenuşă 2-3 3-5 3-5 2-4 3-4 3-4

• Procentul lipidelor si a substantelor de insotire, care impreuna formeaza uleiul brut este

caracteristic fiecarei specii. Aceasta compozitie chimica uneori poate fi modificata de

conditiile de pastrare a semintelor pana la prelucrarea industriala.

• Proteinele din semintele oleaginoase (albumine, globuline, gliadine, gluteline) in cursul

operatiilor de extragere a materiilor grase trec in srot aproape integral. In timpul

depozitarii, proteinele din semintele oleaginoase pot suferi fenomenul de denaturare, in

urma caruia solubilitatea proteinelor in apa si in solutii diluate scade.

• Glucidele din semintele oleaginoase sunt: celuloza (substanta de baza a cojilor,

nefermentescibila), mucozaharidele (fermentescibile) si hemiceluloza impreuna cu

substantele pectice.

• Apa din semintele oleaginoase poate fi apa libera, cat si apa legata. Umiditatea semintelor

oleaginoase se poate modifica in timpul depozitarii, in functie de temperatura si

umiditatea mediului exterior.

De asemenea, compozitia chimica a semintelor si uleiului poate fi influentata de diferiti

factori: umiditatea solului, procedeele agrotehnice aplicate, temperatura mediului, intensitatea

insolatiei, etc.

Seminţe

oleaginoase

Apa

Substanţa

uscată

lipide

proteine

substanţe extractive

neazotate

săruri minerale

zaharuri

9

CURS 2. MATERII AUXILIARE, MATERIALE ŞI AMBALAJE

Materiile auxiliare utilizate curent în industria uleiurilor şi grăsimilor vegetale sunt grupate, în

funcţie de destinaţie, astfel:

1. materii auxiliare pentru obţinerea şi rafinarea uleiurilor şi grăsimilor vegetale comestibile:

obţinerea uleiurilor brute: apă, abur, dizolvanţi, materiale filtrante;

rafinare: reactanţi de desmucilaginare, neutralizare, decolorare, winterizare,

materii filtrante şi antispumanţi, ambalaje.

2. materii auxiliare necesare obţinerii produselor derivate din uleiuri şi grăsimi vegetale

(shorteninguri, margarine, grăsimi interesterificate, grăsimi modificate etc.): agenţi de

hidrogenare, catalizatori, agenţi de interesterificare sau de obţinere a grăsimilor modificate.

3. materii auxiliare necesare la prelucrarea subproduselor (lecitină comestibilă, acizi graşi,

şroturi etc.): apă, abur, reactanţi de delecitinizare, reactanţi de scindare acidă, materiale

filtrante etc.

1. Apă. Abur

Apa, ca atare sau sub forma de abur sau soluţii de reactanţi, intervine în numeroase etape

(operaţii) din tehnologia de obţinere a uleiurilor şi grăsimilor vegetale comestibile: condiţionare

prin uscarea seminţelor oleaginoase, tratament termohidric (prăjire), extracţie cu dizolvanţi,

rafinare. Apa, ca atare sau sub formă derivată (abur, soluţii), intră în contact direct sau indirect

cu substratul biologic, care suferă transformări succesive, până la obţinerea uleiului comestibil.

Apa furnizată de reţeaua publică de apă potabilă sau provenită din surse proprii trebuie să

îndeplinească condiţiile de calitate organoleptică, fizico-chimică, biologică, bacteriologică şi

radiologică impuse apei potabile.

În plus pentru rezolvarea unor exigenţe speciale impuse de unele operaţii tehnologice, se

practică tratamente suplimentare ale apei, în special tratamente de dedurizare (pentru apa de

spălare a uleiurilor neutralizatealcalin).

Dedurizarea este condusă în mai multe moduri:

termic, pentru înlăturarea durităţii temporare, conferită de bicarbonaţii de Ca şi Mg.

Bicarbonaţii se descompun termic cu eliminare de CO2 iar carbonaţii trec într-o

formă insolubilă, de săruri care precipită;

fizic, cu schimbători de ioni;

chimic, cu agenţi chimici complexaţi de dedurizare

2. Dizolvanţii

Dizolvanţii organici, utilizaţi pentru extracţia uleiului sau grăsimilor vegetale din materii

prime oleaginoase de bază sau alternative, trebuie să asigure condiţiile de randament şi calitate

(puritate) care să permită procesarea eficientă şi transformarea în materii grase comestibile.

Dizolvanţii organici utilizaţi pentru extracţia din măcinături oleaginoase prăjite sau

brochen trebuie să îndeplinească o serie de condiţii obligatorii:

coeficient de extracţie şi solubilitate mare;

solubilitate mare faţă de materia grasă din substratul de extracţie;

puritate, reactivitate chimică şi caracteristici de afinitate faţă de substrat

(vâscozitate, masă specifică, punct de solidificare, presiune de vapori) cât mai

bune;

dispersabilitate şi stabilitate maximă în miscele (amestec binar ulei în dizolvant);

cost, accesibilitate, posibilităţi de recuperare şi reutilizare cât mai bune;

efecte secundare (corozivitate, toxicitate, inflamabilitate) mnimale.

Dizolvanţii organici utilizaţi în industria uleiurilor şi grăsimilor vegetale sunt lichide volatile sau

gaze nepolare hidrofobe, care au constanta dielectrică apropiată de constanta dielectrică a

uleiurilor.

10

Recuperarea dizolvantului din miscele şi şroturi trebuie să se realizeze cu pierderi

cantitative şi calitative minimale. Volatilitatea solventului trebuie să fie suficient de ridicată

pentru a permite o recuperare a dizolvantului prin distilare rapidă, totală şi economică.

Principalele grupe de dizolvanţi admişi în practica procesării indistriale din indistria uleiurilor

vegetale comestibile sunt:

hidrocarburile alifatice;

Hidrocarburile alifatice (hexan, heptan, benzina de extracţie) au o mare putere de

solubilizare şi selectivitate

Benzina de extracţie este un amestec de hidrocarburi alifatice inferioare în care predomină

hexanul, rezultată prin fracţionarea benzinei din ţiţei şi a benzinei rafinate.

n-Hexanul este un dizolvant organic prin distilarea fracţionată a benzinei şi este utilizat la

degresarea materialelor oleaginoase în instalaţii tip „Flash‖.

hidrocarburile aromatice;

hidrocarburile gazoase

hidrocarburile clorurate şi sulfurate;

cetone alifatice;

alcoolii: - alcoolul etilic

- alcoolul izopropilic

amestecurile binare de dizolvanţi

3. Reactanţi de delecitinizare

Reactanţii de delecitinizare (demucilaginare sau degumare) sunt compuşi chimici cu

acţiune fizico-chimică complexă, de insolubilizare şi pierdere a stabilităţii mucilagiilor, gumelor

şi răşinilor din uleurile brute: apă, abur, clorură de sodiu, acid citric, acid fosforic, acid

clorhidric, acid sulfuric.

4. Reactanţii de neutralizare

Reactanţii utilizaţi la neutralizarea alcalină a acidităţii libere a uleiurilor şi grăsimilor

degumate şi a apelor acide: NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2, NH4OH, uree.

5. Materii decolorante

Decolorarea fizică a uleiurilor vegetale se efectuează cu materii decolorante, care

acţionează ca materii adsorbante pentru pigmenţii vegetali: pământuri decolorante, silicagel,

cărbune vegetal activat.

Decolorarea chimică a uleiurilor vegetale se conduce cu agenţi de oxidare (aer ozonizat,

perhidrol, peroxizi, hidrocarbonaţii etc.) ai pigmenţilor vegetali sau cu agenţi reducători (bisulfit

de sodiu în mediu alcalin), reoxigenarea prin O2 atmosferic refăcând culoarea iniţială.

6. Materii filtrante

Purificarea prin filtrare în industria uleiurilor şi grăsimilor vegetale se realizează utilizând

2 categorii de materiale filtrante:

1. materiale filtrante propriu-zise

o site de filtrare;

o pânza de filtru;

o hârtie de filtru;

o cartonul filtrant.

2. suporturi de materiale filtrante propriu-zise:

o kieselgur;

o perlita;

o cristall-theorit.

11

7. Materii antispumante şi desemulsionante

Modocollul este un derivat de celuloză (etil-hidroxi-etil-celuloză), solubil în apă şi soluţii

de alcalii. Este utilizat ca agent antispumant şi desemulsionant (cu efect de spargere a

emulsiilor), utilizat în industria uleiurilor şi grăsimilor vegetale la scindarea soapstock-urilor

rezultate de la neutralizarea alcalină a uleiurilor vegetale.

Desemulsionantul tip D5. În procesele continue De Laval de scindare a soapstock-urilor

se utilizează ca antispumant modocollul şi ca desemulsionant sulfonaţii de Na şi amoniu

(desemulsionantul tip D5), care are un conţinut de max. 50% apă, aciditate liberă de 5-20 mg

KOH/g şi solubilitate completă în apă.

8. Catalizatori de hidrogenare

Catalizatorii sunt compuşi chimici care măresc viteza de reacţie, fără a influenţa

echilibrul de stare al sistemului catalizat şi fără a se consuma în timpul catalizei.

Catalizatorii joacă rolul de acceleratori de reacţie, fie prin acoperirea unei părţi din energia

iniţială necesară activării reactanţilor fie prin orientarea acestora într-o poziţie (sens şi direcţie)

favorabilă interacţiunii cu probabilitate mare.

9. Ambalaje

Uleiurile şi grăsimile vegetale comestibile se livrează în ambalaje de desfacere (produsele

rafinate) sau ambalaje de transport.

Ambalajele de desfacere pentru uleiurile vegetale sunt:

- buteliile PET (0,5l sau 1l);

- bidoane PET (3,4,7l);

- cutii metalice.

Ambalajele de desfacere pentru transport sunt introduse în lăzi de lemn compartimentate, folii de

polietilenă (palete), rastele pe role, curate, uscate, fărăr miros străin.

Ambalajele de desfacere trebuie sa conţină următoarele specificaţii pe etichetă:

- marca producătorului;

- denumirea produslui şi tipul;

- conţinutul în ml;

- data ambalării;

- termen de garanţie;

- condiţii de păstrare;

- numărul standardului de producţie.

Uleiul comestibil de presă se livrează în mijloace de transport terestru (cisterne) sau maritime

(tancuri marine).

12

CURS 3. CONDIŢIONAREA PRIMARĂ A MATERIILOR PRIME OLEAGINOASE

Tehnologiile de obţinere a uleiurilor şi grăsimilor vegetale comestibile reprezintă o

succesiune de operaţii cu faze tehnologice distincte, care asigură procesarea secvenţială a

materiilor prime oleaginoase (seminţe şi fructe oleaginoase) pentru obţinerea uleiului brut prin

presare şi/sau extracţie cu dizolvanţi şi rafinarea acestuia.

Produsul finit unic este uleiul vegetal, nerafinat sau rafinat. Principalele produse

intermediare sunt: seminţele/fructele condiţionate, miezul tehnologic, măcinătura prăjită, uleiul

brut de presă şi/sau extracţie. Produsele secundare ale tehnologiei de obţinere a uleiului şi

grăsimilor vegetale sunt: şroturile oleaginoase, lecitina comestibilă, acizii graşi, emulgatorii

SEMINTE OLEAGINOASE

Receptie

cantitativã

calitativã

Depozitare

Curãtire

Uscare

Descojire (decorticare)

Mãcinare

Tratament hidrotermic (prãjire)

Presare Extractie cu solventi

BROCHEN

(turte de presã)ULEI BRUT

DE PRESÃMISCELÃ SROT

Distilare Desolventizare

ULEI BRUT DE EXTRACTIE

Rafinare

-Desmucilaginare

-Neutralizare

-Spãlare

-Uscare

-Decolorare

-Winterizare (deceruire)

-Dezodorizare

ULEI RAFINAT

13

alimentari. Deşeurile rezultate în procesarea industrială sunt: cojile, corpurile străine, seminţele

cu defecte, distilatul de dezodorizare, apele acide.

În funcţie de natura sursei oleaginoase şi destinaţia uleiului vegetal comestibil au fost

construite scheme de degresare pe ruta de presare unică (definitivă), presare preliminară

(antepresare moderată sau avansată) – extracţie cu dizolvanţi, presare definitivă sau extracţie

unică cu dizolvanţi. Condiţionarea sursei vegetale de ulei se realizează printr-un set de operaţii

preliminare procesării propriu-zise, care include: postmaturarea, separarea corpurilor străine,

uscarea, structurarea materialului oleaginos prin decojire, măcinare, prăjire.

3.1. Recoltarea şi postmaturarea materiilor prime oleaginoase

Recoltarea seminţelor/fructelor oleaginoase se realizează după atingerea stadiului de

maturitate tehnologică.

Stadiul de maturitate tehnologică urmează stadiul de maturitate fiziologică. În seminţele

ajunse la maturitate fiziologică conţinutul în apă este de 3 ori mai mare (35%, faţă de 12-14% la

maturitatea tehnologică în cazul florii-soarelui), iar aciditatea liberă a uleiului este ridicată (3-

5,3%), deaorece nu au fost sintetizaţi acizii graşi specifici şi structurile triacilglicerolice (TAG)

carcateristice soiului şi varietăţii.

După recoltare, urmează stadiul de postmaturare, după desprinderea de organismul –

mamă. Postmaturarea reprezintă o epuizare completă a stadiului de maturizare tehnologică, dacă

aceste nu a vost incheiat. În timpul etapei de postmaturare continuă procesele vitale ale seminţei

(respiraţie, sinteză). Seminţele oleaginoase suferă un proces de reducere a acidităţii libere a

uleiului şi a conţinutului în fosfatide.

Postmaturarea are un efect tehnologic pozitiv, având rolul unei condiţionări naturale a

seminţelor şi a unei autopurificări a uleiului din seminţe/fructe oleaginoase.

3.2. Recepţia materiilor prime oleaginoase şi materiilor auxiliare

După recoltare şi postmaturare seminţele/fructele oleaginoase sunt colectate şi depozitate

temporar în bazele centralizate de recepţie de unde vor fi livrate, pe bază de comandă, firmelor

producătoare de uleiuri vegetale.

Bazele centralizate de recepţie asigură un control cantitativ şi calitativ sumar, prin

verificarea următoarelor carcateristici de calitate: MH, umiditate, conţinut de impurităţi.

Recepţia cantitativă se realizează prin cîntărire cu bascule pentru vagoane CF şi

mijloace auto de transport.

Recepţia calitativă a materiilor prime oleaginoase are drept scop aprovizionarea cu surse

vegetale de ulei/grăsimi care să permită o procesare eficientă şi valoroasă, prin verificarea

următoarelor caracteristici de calitate: MH, umiditate, impurităţi şi seminţe cu defecte, infestare

cu dăunători; analize senzoriale (aspect, culoare, miros, gust); condiţii de transport.

Recepţia cantitativă – calitativă permite previzionarea randamentului de fabricaţie, a

consumului de utilităţi şi construirea bilanţului de materiale pentru fiecarea operaţie din fluxul de

procesare industrială a seminţelor oleaginoase.

3.3. Descărcarea şi transportul la depozitea materiilor prime oleaginoase

Avizul favorabil al bazei de recepţie permite descărcarea şi transportul spre însilozarea

materiilor prime.

Transportul în fabricile de ulei se realizează mecanic, dar şi parţial mecanizat. Descărcarea

cea mai simplă se face prin curgerea naturală a seminţelor în buncărul de descărcare al rampei

de recepţie. Curgerea este realizată până la atingerea talazului natural al seminţelor, restul de

seminţe fiind descărcate din vagoane cu lopeţi, manual sau mecanic.

Descărcarea autovehiculelor se face prin basculare pe rampe de recepţie, seminţele cad prin

grătar în buncărul de descărcare. De asemenea, descărcarea autovehiculelor se face şi prin

platforme basculante cu descărcare laterală sau prin spate.

14

Clasificarea transportoarelor

Regimul de

funcţionare

Modul de

acţionare

Direcţia deplasării Tipul utilajului

Continuu

Mecanică Orizontală

Transportor cu bandă

Transportor cu raclete

Transportor elicoidal

Transportor oscilant

Verticală Elevatorul

Gravitaţională

Înclinată Planul înclinat (jgheabul)

Planul înclinat cu role

Verticală

Burlanul telescopic

Toboganul cu şicane

Toboganul elicoidal

Pneumatică Combinată

Prin aspiraţie

Prin refulare

Rigole pneumatice

Manuală Orizontală fără şine

Cărucioarele

Electrocarele Electrică

Discontinu Mecanică Orizontală pe şine Vagoneţii

Monoraiuri

Transportorul cu bandă Benzile transportoare sunt mijloace de transport a produselor granulare, pulverulente,

cristaline sau în bucăţi, în plan orinzontal sau la o înclinaţie de maximum 20-25º, în funcţie de

unghiul de taluz al materialului de transportat şi tendinţa de alunecare în sens invers faţă de

sensul de mişcare al benzii de transport.

În funcţie de natura materialului din care sunt confecţionate, există următoarele tipuri de

benzi transportoare:

din cauciuc cu inserţii textile;

din OLC (10 TNC 180).

Transportoarele cu banda pot fixe in procesele continue sau mobile, asezate pe roti,

putand fi deplasate de la un loc de incarcare la altul.

Transportoarele cu bandă prezintă avantajele unui consum redus de energie şi a

posibilităţii de transport a unor cantităţi mari de materiale pe distanţe mari.

Dezavantajul principal este determinat de imposibilitatea transportului materiilor uleioase

(zaţuri de ex.) şi a costului relativ mare de instalare – întreţinere.

15

Fig. 3.3.1. Transportor cu bandă

a – vedere generală; b - secţiune prin banda transportoare plană;

c – secţiune prin banda în formă de jgheab;

1 – banda transportoare continua; 2 - tambur de acţiune; 3 – tambur de antrenare; 4 – dispozitiv

de intindere, 5 – greutăţi; 6 – partea purtătoare a benzii; 7 – partea liberă a benzii; 8 – role de

susţinere; 9 – construcţie metalică; 10 – role aşezate înclinat; 11 – pâlnia de descărcare; 12 –

pâlnia de alimentare; 13 – produs.

Transportorul cu raclete

Transportorul cu raclete se utilizează în silozuri şi instalaţiile continue de extracţie (şrot,

brochen). Transportorul cu raclete are ca principiu de funcţionare alunecarea materialului printr-

un jgheab fix, sub acţiunea unor elemente mobile, care pot avea o mişcare de dute-vino sau de

translaţie.

Fig. 3.3.2. Transportor cu raclete

a – vedere generală; b – secţiune prin jgheab şi raclete; 1 – jgheab fix; 2 – raclete;

3 – cablu (lanţ) pentru fixarea racletelor; 4 – tambur de antrenare; 5 – role de ghidare; 6 –

rigidizarea racletelor; 7 – pâlnie de alimentare; 8 – pâlnie de descprcare; 9 – cadru de susţinere;

10 – şurub de întindere; 11 – tambur de întindere

Transportorul cu raclete prezinta avantajul transportului în orice plan, a neafectării structurii

materialului transportat, a gabaritului redus şi a cheltuielilor mici de instalare-întreţinere.

16

Elevatorul

Elevatorul se foloseste pentru

transportul materialelor solide in plan

vertical. Elevatoarele pot fi cu bandă sau cu

lanţuri. Elevatorul cu bandă se utilizează la

transportarea materialelor uscate (seminţe,

şrot uscat, coajă). Elevatorul cu lanţuri se

utilizează pentru transportul materialelor

umede sau uleioase (şrot umed, măcinătură,

zaţ etc)

Cu elevatoare se pot transporta si

sarcini individuare ca: saci, lazi, baloturi etc.

in loc de cupe montandu-se gheare de

prindere, platforme sau leagane.

Fig. 3.3.3. Elevator cu cupe

1, 6 – carcasa; 2 – bandă de transport; 3 –

tambur de aţiune; 4 – tambur de întindere; 5 –

dispozitiv de întindere; 7 – gură de

alimentare; 8 – gură de descărcare; 9 – cupe.

Transportorul elicoidal cu melc

Transportoarele elicoidale se utilizează pentru transportul seminţelor, măcinăturii,

şrotului şi brochenului (materiale cu dimensiuni mici ale particulelor, neabrazive) în plan

orizontal sau înclinat.

Fig. 3.3.4. Transportor elicoidal 1 – jgheab; 2 – melc transportor; 3 – arbore; 4, 5 – lagăre de capăt; 6 – lagăr intermediar; 7 –

angrenaj cu roţi conice; 8 – motor electric; 9 – pâlnie de alimentare; 10 – pâlnie de descărcare;

11 – reductor; 12 – volant; 13 – suport.

Aceste transportoare prezinta avantajul unei constructii simple, deservite usoara si sigura,

pot fi inchise etans evitandu-se pierderile de material si impurificarea atmosferei.

Ca dezavantaj se mentioneaza consumul mare de energie datorita frecarilor interioare

dintre elice, material si jgheab. Se uzeaza rapid jgheabul si elicea, iar materialul se marunteste.

17

3.4. Curăţarea materiilor prime oleaginoase Curăţarea loturilor de seminţe oleaginoase pentru uz industrial, reprezintă operaţia de

reducere a conţinutului de impurităţi (minerale şi organice) şi seminţe cu defecte în limitele

impuse prin standardele de reglementare a calităţii materiilor prime pentru industria uleiului şi

grăsimilor comestibile.

Eliminarea impurităţilor seminţelor cu defecte din masa de seminţe oleaginoase apte

pentru consum industrial reprezintă eliminarea factorilor de risc ai declanşării proceselor de

biodegradare şi/sau degradare microbiologică, care diminuează nivelul de calitate iniţial al

lotului. În plus, impurităţile şi seminţele cu defecte reprezintă un balast indezirabil sub aspect

cantitativ şi calitativ, lipsit de interes tehnologic, cu efecte negative asupra derulării procesului

industrial şi asupra calităţii produsului finit.

Principalele grupe de impurităţi şi seminţe cu defecte care trebuie eliminate prin în timpul

etapei de curăţare a seminţelor oleaginoase sunt:

impurităţi minerale inerte: pământ, nisip, pietriş, bucăţi de metale;

impurităţi organice neoleaginoase: paie, pleavă, bucăţi de plantă;

impurităţi organice oleaginoase şi seminţe cu defecte: mucegăite, strivite, râncede,

decojite, spărturi.

Curăţirea loturilor de seminţe oleaginoase la fabricile de ulei se realizează în două etape:

antidepozitare (precurăţirea- cînd se elimină ~ 50% din impurităţi)

postdepozitare şi la trecerea în fabricaţie (postcurăţirea- cînd se elimină ~ 75% din

impurităţi).

Procedeele de separare a impurităţilor şi seminţelor cu defecte sunt următoarele:

separarea pe baza diferenţei dintre caracteristicile granulometrice;

separarea pe baza diferenţei de masă volumică;

separarea pe baza diferenţei de masă volumică şi proprietăţile granulometrice;

separarea impurităţilor feroase pe baza proprietăţilor feromagnetice.

Separarea pe baza diferenţei dintre caracteristicile granulometrice presupune clasarea

(cernerea) în fracţiuni granulometrice pe baza diferenţei de formă şi dimensiuni a claselor

care trebuie separate dintr-un amestec (seminţe oleaginoase/seminţe cu defecte).

Cernerea se realizează cu site şi ciururi. La cernere, prin orificiile sistemului de separare trec

particulele de dimensiuni mai mici decât ale orificiilor de pe suprafaţa de cernere, care formează

cernutul sau curentul inferior iar pe ciur sau sită rămân particulele cu dimensiuni mai mari decât

al ale orificiilor (refuzul sau curentul superior).

Mişcarea sitelor poate fi :

de dute-vino;

circulară;

vibratorie.

Factorii care influenţează operaţia de cernere sunt:

grosimea stratului de material pe sită;

forma orificiilor de pe sită şi forma particulelor;

viteza de deplasare a materialului supus cernerii;

umiditatea materialului supus cernerii;

natura materialului supus cernerii;

suprafaţa activă de cernere.

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.

18

Praful şi impurităţile mai uşoare decît seminţele care sunt absorbite de ventilatoarele

maşinilor de curăţat sunt dirijate la instalaţiile de captare a prafului care pot fi: cicloane uscate

sau umede, filtre cu saci închise sau deschise.

Separarea pe baza diferenţei de masă volumică şi proprietăţile granulometrice

procedeul combinat aplicat în separatoare-aspiratoare, care foloseşte principiul mixt de

fracţionare a componentelor unui amestec eterogen prin cernere pe site aspirate cu un

curent de aer care antrenează impurităţile uşoare, impurităţile grele fiind refuz la cernere.

Separarea impurităţilor feroase pe baza proprietăţilor feromagnetice se bazează pe

proprietăţile magnetice ale seminţelor şi se realizează cu magneţi permanenţi sau

electromagneţi. Fluxul de seminţe trece prin câmpul magnetic indus de magnetul

permanent sau electromagnet, iar impurităţile feroase sunt reţinute prin atracţie

magnetică.

Impurităţile feroase pot provoca deteriorarea suprafeţelor active ale valţurilor, incendii

sau afectarea calităţii şroturilor oleaginoase.

Maşini pentru curăţarea seminţelor oleaginoase de impurităţi şi seminţe cu defecte

Cele mai utilizate tipuri de utilaje de curăţare a masei de seminţe oleaginoase de

impurităţi şi seminţe cu defecte sunt următoarele:

A. Utilaje de precurăţire: - vibroaspiratorul Sagenta;

- precurăţitorul Bühler.

B. Utilaje de postcurăţire: - tararul cu aspiraţie (separator – aspirator);

- burat;

- postcurăţitor cu separator pneumatic şi electromagneţi rotativi;

- curăţitorul Miag;

- separatoare cu magneţi permanenţi sau electromagneţi.

C. Instalaţii auxiliare de purificare a aerului: - decantor uscat şi/sau umed;

- cicloane;

- filtru cu saci.

Fig. 3.4.1. Separatorul - aspirator

1-batiu; 2-conducta de alimentare; 3-sita preliminară; 4-sita principală; 5-ventilator;

6-contragreutăţi; 7-canale de aspiraţie; 8 – mecanism bielă – manivelă

19

Fig. 3.4.2. Precurăţitorul

Buhler

1-rama; 2-buncar 3-distribuitor

seminte; 4-clapeta de distributie a

semintelor; 5-sita princip; 6-sita

separare nisip; 7-caseta cu site; 8-

conducta aspiratie impuritati

usoare; a-intrare seminte; b-evac.

seminte curatate; c-racord

conductei la echip. desprafuire;

d-evacuare impuritati mari; e-

evac. impuritati mici.

Fig. 3.4.3. Separator pneumatic

1-corp cilindric; 2-cameră de

decantare; 3-canal circular; 4-con cu

deflector; 5-conductă; 6-orificii; 7-

gură de evacuare, 8-ecluză; 9-ecluză;

10-tub; 11-ecluză; 12-ciclon de

decantare; 13-conductă

3.4.4. Filtrul cu saci

1-sac; 2.cilindru metallic conic; 3-

ecluză; 4-conductă; 5-supape;

6-tuburi de injecţie; 7-camera

evacuare aer curat; 8- melc

20

3.5. Uscarea materiilor prime oleaginoase

Condiţionarea prin uscare a seminţelor oleaginoase este impusă de necesitatea păstrării

temporare la nivelul de calitate iniţial dar şi pentru falicitarea procesării industriale.

Condiţionarea prin uscare presupune o stabilizare biochimică şi microbiologică a seminţelor

oleaginoase mature şi sănătoase. Stabilizarea pe cale termică presupune reducerea nivelului de

umiditate sub valoarea umidităţii critice. Conţinutul de apă al seminţelor oleaginoase se află în

raport de inversă proporţionalitate faţă de conţinutul în ulei şi creşte la creşterea umidităţii

relative din spaţiile de depozitare.

Condiţionarea prin uscare are o acţiune favorabilă asupra parametrilor cantitativi ai

procesării industriale şi calitativi.

Uscarea reprezintă operaţia unitară de eliminară a excedentului de apă dintr-un sistem

biologic natural. Procesul presupune evaporarea superficială a umidităţii de difuzie, prin

transportul vaporilor de apă cu un agent purtător de energie termică: aer şi/sau gaze de ardere.

Concomitent, are loc difuzia umidităţii mobilizate din structurile interioare ale ţesutului vegetal

spre suprafaţa seminţelor oleaginoase.

Factorii care influenţează procesul de uscare sunt.

natura materialului supus uscării;

agentul de uscare;

regimul de uscare.

Uscarea reprezintă un proces combinat, cu transfer simultan de căldură şi substanţă,

umiditatea din material difuzând din interior spre exteriorul structurii vegetale, de unde este

eliminată prin evaporare.

Uscarea semnţelor oleaginoase se realizează cu aer drept agent de uscare, la temperaturi

sub punctul de fierbere al apei din sistemul biologic.

Fig. 3.5.1. Uscătoare de seminţe oleaginoase în strat fluidizat

1-calorifer; 2-ventilator; 3-camera de uscare vibranta; 4-gratar; 5-fund dublu; 7-prag; 8-9-

mecanism cu excentric; 10 – bielă; 11-arcuri; 12-electromotor.

Fig. 3.5.2. Uscator discontinu cu tambur

1-exaustor; 2-ciclon; 3-conducta admisie aer; 4-arzator; 5-zona schimb termic

21

Fig. 3.5.3. Uscatoare turn verticale cu aer

cald tip US

1-generator de caldura; 2-coloana de uscare; 3-

ventilator; 4,5-racorduri; 7-buncar alimentare;

11-ventilator; 12-ciclon de separare.

Instalaţiile moderne de uscare sunt sub controlul computerizat, care oferă informaţii

privind umiditatea seminţelor la intrare şi la ieşire din uscător şi temperatura aerului în diferite

secţiuni ale uscătorului. Prin aplicarea acestui sistem se evită suprauscarea. Economia de energie

constituie 12-20% iar debitul de uscare cu personalul 5-10%. Investiţia se amorţizează în doua

sezoane.

3.6. Depozitarea materiilor prime oleaginoase

Depozitarea seminţelor oleaginoase mature tehnologic şi condiţionate (curăţate, uscate)

trebuie să asigure un stoc-tampon de aprovizionare cu materie primă de calitate standard,

reprezentată de seminţele de uz industrial. Succesul tehnologiei industriale de procesare a

seminţelor oleaginoase este influenţat de buna condiţionare şi depozitare a materiei prime.

Obiectivele operaţiei de depozitare a materiilor prime oleaginoase sunt următoarele :

păstrarea compoziţiei chimice iniţiale, caracteristicilor seminţelor mature şi

sănătoase;

prevenirea proceselor de degradare şi de alterare;

îmbunătăţirea însuşirilor tehnologice ale seminţelor oleaginoase;

formarea loturilor având caracteristici omogene ca sort, varietate şi caliatate.

Procesele care au loc în timpul depozitării seminţelor oleaginoase sunt de natură

biologică, chimică şi biochimică.

Depozite de materii prime oleaginoase

Spaţiile de păstrare temporară a seminţelor (5-12 zile) trebuie să asigure stocul-tampon de

materie primă, care să constituie o rezervă de continuitate productivă şi de calitate a fluxului de

producţie şi să dea posibilitatea efectuării setului de operaţii preliminarii procesului de producţie

propriu-zis.

Depozitele de materii prime oleaginoase trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

1. capacitate şi structură constructivă corelate riguros cu capacitatea de producţie a fabricii

de ulei (300 – 1200 t seminţe);

2. posibilitatea depozitării seminţelor pe loturi diferenţiale ca sort, calitate şi varietate;

3. continuizarea proceselor de descărcare, manipulare, păstrare, condiţionare;

4. asigurarea condiţiilor optime de microclimat, igienă şi securitate în depozite.

Principalele tipuri de depozite prezente în fabricile de ulei sunt magaziile etajate şi silozurile

celulare.

22

Procese de degradare a semintelor oleaginoase in timpul depozitarii

Procesele biochimice si chimice care au loc in timpul depozitarii semintelor oleaginoase,

datorate neomogenitatii biologice si fizice, dar si cele cauzate de conditii neprielnice depozitarii,

pot fi provocate atat de factorii interni ( actiunea enzimelor, respiratia si germinatia semintelor),

cat si de factori externi (umiditatea semintelor si a aerului, temperatura mediului ambiant,

actiunea oxigenului atmosferic, a microorganismelor si daunatorilor).

A. Actiunea enzimelor Enzimele care se gasesc in toate celulele vii catalizeaza oxidarile celulare, stabilizand

moleculele reactante.

In cazul semintelor oleaginoase, actioneaza urmatoarele categorii de enzime :

-enzimele proprii semintelor, cu actiune intensa la o umiditate ridicata sau cu actiune

moderata in conditiile unei umiditati mai coborate, situatie cand furnizeaza microorganismele

saprofite, substantele nutritive necesare;

-enzimele secretate de microorganismele de alterare in conditiile dezvoltarii acestora,

mai ales, la semintele deteriorate.

Cea mai importanta influenta, in cazul semintelor oleaginoase, o au fitolipazele. In

timpul dezvoltarii plantei, fitolipazele actioneaza ca si catalizatori ai sintezei materiei grase, iar

dupa recoltare, ele activeaza scindarea materiei grase, in acizii grasi si glicerina.

Actiunea fitolipazelor se manifesta, in special cand umiditatea semintelor este ridicata,

ceea ce conduce la cresterea aciditatii libere a uleiului.

Majoritatea enzimelor actioneaza in conditiile unei umiditatii relative a mediului

ambiant de 62,5%, dar lipaza, poate sasi inceapa actiunea si sub 20% umiditatea relativa si la un

continut de apa de 3-4%.

B. Respiratia semintelor In celulele vii au loc procese respiratorii, care furnizeaza energia necesara asigurarii

functiilor metabolice vitale. In semintele oleaginoase depozitate, respiratia decurge, in principal,

aerob in prezenta oxigenului din aer cu formare de CO2 si apa, reactia fiind exoterma. Reactia

globala a acestui proces se oxidare biologica a glucozei poate fi reprezentat astfel:

C6H12+ 6O2 = 6CO2+6H2O 624 kcal/mol.

Procesul reprezentat nu o ardere simpla de oxidare a glucozei, rezulta o serie de acizii .

In absenta oxigenului respiratia este anaeroba, cu formare de CO2, alcool etilic si acizii formic,

acetic, propionic, oxalic. Reactia poate fiexemplificata prin ecuatia a fermentatiei alcoolice.

C6H12O6= 2C2H5OH+ 2CO2+22kcal/mol

Aceasta situtie este intalnita in silozurilor aerate sau in locurile in care semintele au fost

depoziatein strat inalt.

Factorii care influenteaza respiratia sunt:

-prezenta oxigenului din aer (influenta prezentata anterior)

-umiditatea semintelor

-temperatura semintelor

-activitatea enzimelor

-prezenta microorganismelor

-prezenta daunatorilor.

Umiditatea semintelor. Intensitatea respiratiei aerobe creste cu cresterea umiditaii,

inclusiv a apei libere rezultate in procesul de respiratie. Cresterea este treptata si lenta

pana se atinge umiditatea critica. Se cinsidera drept umiditate critica (% raportate la

23

greutatea totala a semintelor): 6-7%pentru floarea-soarelui, 12%pentru soia, 7-8 %pentru

in si rapita si 6%pentru ricin.Valorile indicate corespund umiditatilor in care racirea

semintelor se face cu aer cu umiditate relativa de 70%.

Temperatura semintelor. Cu cresterea temperaturii, respiratia semintelor se intensifica,

datorita cresterii activitatii enzimatice, atingand un nivel maxim la 40%, dupa care scade

brusc, pana la inactivare.

Caldura degajata din procesul de respiratie se acumuleaza in masa de seminte, efect care poate fi

contracarat prin prefirare sau aerare activa. La temperaturi constante, cu cat umiditatea

semintelor este mai ridicata, cu atat respiratia este mai activa.

Activitatea enzimelor. Intensitatea degradarii enzimatice este influentata de umiditatea

semintelor, fiind mai ridicata, cu atat umiditatea este mai crescuta, respectiv, in conditiile

unei respiratii mai intense. Lipoliza grasimilor din seminte este lenta in faza de inceput a

cresterii umiditatii, iar apoi se intensifica brusc.

Oxidarea acizilor grasi sub actiunea lipooxigazei din semintele oleaginoase, conduce la obtinerea

produsilor de oxidare, ce afecteaza senzorial calitatea semintelor si a uleiurilor brute. Limitarea

procesului necesita respectarea umiditatii si temperaturii optime de depozitare.

Prezenţa microorganismelor. Respiraţia semintelor la depozitare este insumarea a trei

procese distincte: respiratia semintelor, a microorganismelor si a insectelor. In timpul

depozitarii, semintele se pot altera microbiologic, mai ales, in conditiile cresterii

umiditatii.

In cazul semintelor incinse, la temperaturi si umiditati ridicate actioneaza microorganismele

termofile.

Procesele de degradare provocate de actiunea microorganismelor sunt urmatoarele:

-reducerea sau pierderea puterii de germinare ;

-hidroliza trigliceridelor, in anumite conditii de mediu;

-aparitir compusilor de metabolism ai microorganismelor, cu caracter toxic, in special a

mucegaiurilor.

În timp ce, în seminţele proaspăt recoltate predomina mucegaiuri din genurile Alternania,

Cladosporium, Rhizopus, Mucor, după un timp de depozitare, acestea sunt înlocuite cu

reprezentanţi ai genurilor Aspergillus si Penicilium.

Principalele mucegaiuri care provoacă alterarea microbiologică a seminţelor, aparţin

genului Aspergillus şi Penicilium, acţiunea lor fiind specifică tipului de cultură.

Alterarea microbiologică este legată şi de starea iniţila a seminţelor.

Seminţele necoapte sau cu un început de alterare se vor degrada mai repede, decât cele

ajunse la maturitate. Seminţele care au suferit o descojire parţiala în operaţiile de recoltare,

transport şi pregătire preliminară se alterează mai repede, deoarece microorganismele au acces

mai uşor la substratul nutritiv; în aceste cazuri se intensifică şi procesul de respiraţie.

Pentru floarea-soarelui, existenţa cojii intacte, întârzie atacul mucegaiurilor asupra

miezului, dar în final, filamentele de mucegai străpung coaja şi atacă miezul.

Prezenţa dăunătorilor. Seminţele depozitate pot fi infestate cu diverşi dăunători:

gărgăriţe, molii, rozătoare, arahide, etc. atunci când spaţiile de depozitare sunt improprii.

Dăunătorii pătrund spre miez prin canalul aflat la locul de fixare a miezului de coajă

(floarea-soarelui) sau prin perforarea învelişului extren la seminţele de soia, in, cânepă,

etc.

24

C. Autoîncălzirea (incingerea) seminţelor Autoincalzirea se caracterizeaza prin uscare brusca a temperaturii semintelor, intr-un

interval de cateva zile, urmata apoi de scaderea lenta a temperaturii la un interval mai indelungat.

Procesul de autoincalzire decurge in patru stadii, caracterizate de temperaturi diferite:

-creşterea temperaturii până la 25°C, perioada în care, culoarea, strălucirea şi mirosul seminţelor

rămâne neschimbate;

-creşterea temperaturii de la 25°C la 55°C, când are loc o dezvoltare masivă a

microorganismelor, în special, a mucegaiurilor;

-creşterea temperaturii de la 55°C la 75°C este o perioadă caracteristică de dezvoltare a

bacteriilor termofile;

-cresterea temperaturii peste 70°C, are loc in cazuri rare, situatie in care procesele enzimatice

sunt oprite, dar apar procese de degradare chimica cuformare de gaze pirofore, care se aprind in

contactul cu aerul.

25

CURS 4. STRUCTURAREA MATERIILOR PRIME OLEAGINOASE CONDIŢIONATE

ÎN VEDEREA OBŢINERII ULEIURILOR BRUTE

4.1 Decojirea materiilor prime oleaginoase

Coaja botanică a seminţelor de floarea-soarelui are un conţinut foarte redus în ulei (0,5 -

3%), restul fiind din celuloză. Coaja constituie un material inert şi trebuie eliminată în procesul

de prelucrare a seminţelor. Aceasta se realizează prin procesul de descojire, un randament de

descojire bun realizându-se cu seminţele care au coajă tare şi miezul slab aderent la coajă.

Prelucrarea seminţelor descojite prezintă unele avantaje, şi anume:

— se măreşte capacitatea de prelucrare a instalaţiilor, deoarece se elimină de la începutul

procesului de fabricaţie o parte din coajă lipsită aproape complet de ulei;

— se îmbunătăţeşte calitatea şrotului, în urma reducerii conţinutului de celuloză,

substanţă greu asimilabilă;

— se reduce uzura utilajelor, în special a valţurilor şi a preselor, deoarece coaja conţine

bioxid de siliciu, care este un material abraziv;

— se reduc pierderile de ulei în şrot, deoarece coaja absoarbe o cantitate apreciabilă de

ulei pe care la extracţie o cedează mai greu decît miezul.

Descojirea seminţelor prezintă însă şi unele dezavantaje, ca:

— pierderi de ulei în miezul antrenat cu coaja îu cursul descojirii;

— necesită instalaţii în plus sub formă de descojitoare şi utilaje anexe;

— consum de energie şi manoperă în plus.

Descojirea are loc în două faze succesive şi anume: detaşarea cojii de miez prin spargerea

seminţelor şi separarea cojilor rezultate.

Spargerea şi detaşarea cojii de miez poate fi obţinută prin lovire, tăiere sau forfecare. în

cazul seminţelor de floarea-soarelui se foloseşte procedeul prin lovire.

Separarea cojilor de miez se obţinie prin două metode:

- separarea pe baza de diferenţă de mărime, prin cernere;

- separarea pe bază diferenţei dintre masa specifică a cojilor faţă de miez, prin aspiraţie cu un

curent de aer produs de un ventilator.

În practică se folosesc utilaje care combină cele două metode. Din procesul de separare

rezultă două fracţiuni şi anume:

o miezul industrial care reprezintă circa 75 — 85% din seminţele prelucrate şi

conţine pe lângă miezul botanic o cantitate redusă de coajă 6 - 8%;

o coaja industrială reprezintă la floarea-soarelui circa 15 - 25% din seminţele

prelucrate şi conţine pe lângă coaja botanică şi o cantitate foarte mică de miez

aderent, aproximativ 0,4-1%.

Factorii ce influenţează gradul de spargere sunt :

viteza cu care se repetă lovirea seminţelor - determinată de numărul de palete şi de

viteza de rotaţie a axului tobei;

distanţa dintre palete 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%.

Utilajele folosite sunt: decojitorul format din toba de spargere în care datorită rotirii unui

ax cu palete acesta loveşte seminţele de nişte reţele metalice montate orizontal în interiorul tobei

de descojire. Ceea ce rezultă în urma spargerii seminţelor este trecut la separatorul de coji care

este format din sita plană şi pneumoseparator. Separarea cojilor de către miez, are loc datorită

diferenţei de mărime dintre fracţiuni realizate la descojire în sita plană, iar în pneumoseparator se

separă cojile, datorită diferenţei dintre masa specifică, a cojilor şi a celorlalte fracţiuni (miez,

seminţe întregi, coji aderente la miez, miez spart etc).

26

Fig. 4.1.1. Toba de spargere

1-suprafaţăcilindrică, 2-ax, 3-rozete,

4-palete, 5-ecran de spargere, 6-grăunţar, 7-

mecanism

Fig. 4.1.2. Separator de coji tip „Vulcan”

1-cadru de susţinere,2-toba de spargere,3-cadre cu site, 4-ax cu excentric,5-site,6-ventilator,7-

camera de aspiraţie,8-canale de aspiraţie.

Toba de spargere: seminţele intrate în tobă sunt proiectate cu ajutorul rotorului spre

ecranul de spargere. Prin izbire puternică de suprafaţa ecranului de spargere, şi datorită strivirii

seminţelor, în spaţiul dintre palete şi ecran coaja este despicată de-a lungul fibrelor şi se sparge

(se sfărâmă o parte din coajă şi din miez). Acţionarea se face printr-o roată de transmisie.

Separator de coji: amestecul de miez, coji, tocătură şi seminţe întregi, rezultat din tobă

cade pe prima sită, unde rămân seminţele, miezurile şi cojile întregi, dar trec tocătura, miezul,

cojile mici şi sparte. Prin mişcarea de du-te-vino a sitelor, realizată de un mecanism cu excentric,

materialul rămas pe prima sită ajunge la primul canal de aspiraţie. Aici cojile sunt antrenate, şi

cade materialul prin primul canal de aspiraţie, apoi pe capătul celei de a doua site unde se

întâlneşte cu refuzul de pe sita 2 (miez şi coji sparte şi miez şi coji întregi mai mici) şi trece pe

sub al doilea canal de aspiraţie unde viteza este mai redusă( se evită pierderi mari de miez şi

coajă). Materialul rămas ajunge la capătul celei de a treia site, unde se uneşte cu refuzul de pe

aceastăsită(miez şi coajămici). Materialul trecut prin sita 3 (tocătura) cade pe sita oarbă, de unde

este dirijat la un transportor evitând trecerea sub canalul de aspiraţie.

Restul materialului descojit, de pe capătul siteti 3, trece pe sub canalul de aspiraţie şi

apoi pe sita retur unde intensitatea aerului este şi mai redusădeoarece materialul conţine o

cantitate mare de spărturi de miez. Pe sita retur, materialul se separă în coji mari şi seminţe

27

întregi ce rămân pe sităcare cad într-un transportor de unde cu un elevator ajunge iar în toba de

spargere, iar materialul descojit trece prin sită şi este colectat pe sita oarbăapoi dirijat la

valţuri.

Coaja antrenată prin canalele de aspiraţie, intră în camera de aspiraţie unde coaja uşoară

este evacuată de un ventilator prin suflare, iar coaja grea cade la partea inferioară şi este

evacuată cu un transportor elicoidal. Intensitatea curentului de aer se regleazăcu nişte clapete.

Ambele cadre cu site sunt suspendate de batiul maşinii cu arcuri de susţinere şi acţionate de un

ax cu excentric.

Separatorul de coji tip „M I S" (Fig.4.1.3.) este format din două utilaje distincte: sita

plană şi separatorul pneumatic. Sita plană serveşte la separarea fracţiunilor după mărime şi

separatorul pneumatic pentru separarea cojii pe baza diferenţei de masă specifică.

Sita plană (Fig.4.1.3,a) se compune dintr-o carcasă metalică 2, confecţionată din oţel

profilat şi tablă subţire. în interiorul carcasei sînt dispuse înclinat barele de conducere pe care

culisează ramele sitelor metalice.

Fig. 4.1.3. Separatorul de coji tip „M1S": a — sita plană; b — separatorul pneumatic.

1 – gură de alimentare; 2 – carcasă metalică; 3 - ; 4 – bile de cauciuc; 5,6,7 – compartimente de

depunere; 8 – gură de evacuare; 9,10,11 - clapete; 12 – clapetă de reglare; 13, 14, 15 – pereţi de

şicanare; 16 – cilindru de alimentare

Fig. 4.1.4. Schema sitei plane

28

4.2 Măcinarea materiilor oleaginoase

În urma descojirii, miezul industrial este trecut la măcinare. 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).

Deschiderea celulelor are loc prin desprinderea membranelor care învelesc celulele şi

destrămarea struturii citoplasmei, de unde rezultă aglomerarea picăturilor fine de ulei dispersate

în citoplasmă.

Uleiul se separă sub forma unui lichid care este reţinut la suprafaţa particulei de

măcinătură şi în capilarele acestor particule, datorită forţelor de suprafaţă şi forţelor capilare. La

o măcinare optimă mai rămân aproximativ 20 - 25% celule nedesfăcute, o parte a uleiului

rămânâmd în celulele întregi, acest ulei se va separa mai greu prin operaţia de presare şi

extracţie. 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,

măcinătura rezultată fiind cleioasă, cu dificultăţi la presare şi extracţie şi cu procent mai

mare de pierderi de ulei in şrot.

Măcinarea seminţelor se realizează printr-un procedeu mecanic în cursul căruia

materialul este supus unor forţe de compresiune, frecare şi tăiere. 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 necesare pentru măcinarea seminţelor şi

finisarea brokenului concasoarele pentru măcinarea grosieră a brokenului, iar morile cu ciocane

pentr măcinarea şrotului.

Valţurile sunt utilaje în care materialul trece printre cilindrii aflaţi în mişcare de rotaţieşi 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 s p a r t e .

29

Fig. 4.2.1.Valţ cu douăperechi

de cilindri 1-coş de alimentare, 2-grăunţar,

3-cilindrii rifluiţi, 4-cilindrii

netezi

Fig. 4.2.2. Valţ de aplatizare

cu cilindri în paralel şi

suprapuşi

a. 1-gurăde alimentare,

2-distribuitor, 3-table de ghidaj,

4-cilindrii netezi, 5-cuţite, 6-

motor electric, 7-gura de

evacuare.

b. 1-suprafaţa cilindrului,

2-lagăre mobile, 3-paliere, 4-

arcuri, 5-pâlnia de alimentare, 6-

grăunţar, 7-pâlnie de evacuare,

8-cuţite.

Concasor cu cilindri cu

dinţi şi rifluiţi

1-coloane 2-placa de

fundaţie 3- perechi de cilindri

30

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-2mm 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.

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.

4.3 Prăjirea materiilor oleaginoase

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).

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.

31

Procesul de prăjire are loc în două faze: umectarea şi uscarea.

Umectarea constă în aducerea măcinăturii la o umiditate optimă care variază între 8,5 -

11% în funcţie de sortul de seminţe care se prelucrează, conducând la următoarele modificări ale

carcateristicilor macinăturii:

- 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).

Apa are proprietatea de a umecta mai bine decât uleiul suprafaţa particulei de măcinătură,

datorită tensiunii superficiale dintre lichid şi solid mai mici decât uleiului. În acest fel forţele de

suprafaţă care reţin uleiul în măcinătură sunt anihilate deoarece măcinătura absorbind apa se

eliberează uleiul. În ceea ce priveşte seminţele întregi nedesfăcute la măcinare, acestea în contact

cu apa se umflă iar în faza următoare de uscare se sparg şi eliberează uleiul.

Uscarea măcinăturii se realizează prin încă1zire având ca efect denaturarea proteinelor,

scăderea umidităţii şi scăderea vâscozităţiii uleiului. 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 ;

32

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

valorii optime pentru presare (scade odată cu reducerea umidităţii şi denaturarea substanţelor

proteice).

Prin denaturarea proteinelor se schimbă structura măcinăturii care dintr-o masă plastică

devine o masă nisipoasă şi spongioasă favorizând astfel scurgerea uleiului. De asemenea

scăderea vâscozităţii favorizează scurgerea uleiului, iar reducerea umidităţii îmbunătăţeşte

procesul de presare a măcinăturii.

Temperatura optimă de uscare este de 90 - 110°C în funcţie de sortiment. Astfel la florea-

soarelui temperatura optimă este de 105 - 110°C, la in 90 - 95°C, la soia 95-100°C.

Fig.4.3.1. Utilaj de prăjire-presare

1 - şnec de alimentare, 2 - şnec

inactivare, 3 -prăjitoare, 4 - prese

mecanice,5-reductor,6-burlan de

alimentare, 7 - tub de scurgere a

măcinăturii prăjite, 8 - evacuare

brochen, 9-tuburi de aspiraţie, 10-

burlan de evacuare vapori, 11-

scurgere condensat, 12-registru de

reglare a alimentării

Fig. 4.3.2.Prăjitor cu şase

compartimente

1-compartimentele prăjitoarei, 2-

fundul compartimentului, 3-

mantaua, 4-racord, 5-racord de

vizitare, 6-locaştermometru, 7-ax

principal, 8-cuplaj, 9-caneluri

circulare, 10-cadru, 11-tub de

curgere, 12-pâlnie de alimentare,

13-racord, 14-tijă, 15-supapă

rabatabilă,16-flotor,17-pârghie, 18-

palete, 19-colţar, 20-reazem, 21-

buloane, 22-motor electric, 23-

indicator denivel, 24-cuzineţi de

bronz, 25-mufe de fontă, 26-

reductor, 27-manşon elastic, 28-ac,

29-fante, 30-guri de ventilaţie, 31-

gurăde descărcare, 32-pârghie, 33-

registru, 34-orificii, 35-ax, 36-

fluture, 37-tijă, 38-uşăde control,

39-conducte perforate.

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.

33

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.

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.

Fig. 4.3.3. Prăjitor cu trei compartimente montat pe presă mecanică

1— compartiment; 2 .— fund dublu; 3 — manta; 4. — arborele malaxorului; 5 — palete; 6

— burlan de alimentare; 7 — gură de evacuare între compartimente; 8— gură de descărcare spre

presa; 9— registrul de deschidere-încliidere a gurii de descărcare; 10 — melc alimentare presă.

Prăjitorul cu trei compartimente. Acest utilaj este asemănător cu prăjitoarele descrise

anterior dar are dimensiuni mai mici, fapt pentru care alimentează o singură presă. în figura

4.3.3. este reprezentat un asemenea utilaj, schema permiţând să se vadă construcţia şi modul de

deplasare a materialului în prăjitor.

Compartimentele 1 sunt prevăzute cu funduri duble 2 şi mantale 3 ale spaţiului de abur;

pentru care se prevăd racorduri de intrare a aburului şi ieşire a condensatului. Arborele 4 este

prevăzut cu paletele 5 situate la fiecare compartiment şi este antrenat cu 41 rot/min.

34

CURS 5. OBŢINEREA ULEIULUI BRUT PRIN PRESARE.

PURIFICAREA ULEIULUI BRUT DE PRESĂ.

5.1. Obţinerea uleiului prin presare

Noţiuni introductive

Presarea reprezintă operaţia tehnologică de separare a uleiului brut din măcinăturile

prăjite prin acţiune mecanică intensivă (presare definitivă) sau semiintensivă (antepresare sau

presare preliminară). Materialul oleaginos parţial epuizat în ulei prin presare constituie turtele de

presare.

Toate operaţiile tehnologice anterioare presării reprezintă etape de condiţionare şi

structurare a materialului oleaginos, care maximizează randamentul de obţinere şi puritatea

uleiului brut. Obţinerea uleiului brut din materia oleaginoasă se poate realiza în următoarele

variante tehnologice:

1. presare definitivă sau totală;

2. dublă presare;

3. presare preliminară (antepresare) – extracţie cu dizolvanţi;

4. extracţie unică cu dizolvanţi.

Presarea se aplică materiilor oleaginoase cu un conţinut minim de 30% ulei, materiile

prime sărace în ulei fiind procesate pe ruta directă a extracţiei cu dizolvanţi. Turtele (brokenul)

care rezultă în urma presării mai conţin aproximativ 18 - 20% ulei, care urmează să fie recuperat

prin extracţie.

Bazele teoretice ale procesului de presare

Presarea materiilor oleaginoase condiţionate şi structurate (decojite, prăjite, paietate,

măcinate) poate fi abordată, sub aspect teoretic, ca un proces de separare progresivă a fazei

fluide (materia grasă) dintr-un sistem bifazic solid-lichid. Separarea parţială a fazei uleioase din

masa de material oleaginos are loc progresiv, sub acţiunea unui câmp de forţe de compresiune

exercitat în presele mecanice. Amplificarea presiunii în spaţiul camerei de presare este generată

nu numai de aplicarea eforturilor exterioare de compresiune dar şi ca rezultat al creşterii

rezistenţei opuse de material pe măsura epuizării în ulei.

Procesul de presare determină:

modificările structurale, sub acţiunea forţelor de compresiune exercitate în spaţiul

camerei de presare;

modificări compoziţionale, sub acţiunea forţelor de frecare a particulelor între ele şi faţă

de spire şi cilindrul strecurător al preselor.

Modificările structurale ale materialelor oleaginoase în cursul procesului de presare au

loc în etape, corespunzătoare treptelor de compresiune progresivă:

1. eliminarea aerului dintre particulele de măcinătură;

2. separarea uleiului liber din măcinătură;

3. deformarea şi compactarea materialului, cu formarea unui sistem de canale capilare

care străbat masa de măcinătură şi prin care se scurge uleiul liber eliberat din

particulele destrămate mecanic.

4. compactarea avansată a materialului adus la limita de expulzare a uleiului prin

presare, când se produce afectarea drastică a structurii capilare a materialului presat,

care nu mai permite eliberarea uleiului prin acţiune mecanică de compresiune.

Presiunea de expulzare a fazei uleioase creşte odată cu scăderea vâscozităţii uleiului şi

amplificării presiunii mecanice exercitate în presă.

Lungimea capilarelor poate fi micşorată prin distrugerea avansată a structurii celulare

prin măcinare şi, parţial, în timpul prăjirii, ca şi prin reducerea distanţei de parcurs de

către ulei pînă la orificiul de ieşire a uleiului din camera de presare (stratul de material

din camera de presare, să aibă o grosime cît mai mică).

35

Cu cît brochenul conţine mai mult ulei, cu atît va fi mai sfărîmicios, deoarece peliculele

de ulei nu permit particulelor de măcinătură să se bricheteze. Invers, cu cît brochenul va

conţine mai puţin ulei, cu atît va fi mai dur, deoarece brichetarea particulelor se face

mai intens. Totuşi, la presare nu are loc o brichetare completă, astfel că la sfărîmarea

brochenului nu se observă o masă omogenă, ci părţi separate, incomplet legate şi cu

goluri între ele.

Modificările compoziţionale ale materialelor oleaginoase la presare sunt de natură

cantitativă şi calitativă.

Din punct de vedere cantitativ are loc reducerea treptată a conţinutului de ulei din

materialul presat, care depinde de: presiunea de lucru, durata presării, compresibilitatea

materialului prăjit şi grosimea stratului de material în presă.

Din punct de vedere calitativ se urmăreşte randamentul şi puritatea uleiului brut.

Modificările compoziţionale ale materialelor oleaginoase supuse presării sunt următoarele:

Reducerea treptată a umidităţii, care afectează plasticitatea şi compresabilitatea

materialului în cursul presării;

Afectarea compoziţională a fracţiunii uleioase:

o aciditate liberă mai redusă;

o antrenarea în uleiul brut a unor compuşi de însoţire preluaţi din măcinătură

(fosfatide, ceruri, apă, pigmenţi naturali şi melanoidinici, metale grele);

o degradări termice – reducerea indicelui de iod, şi conjugarea dublelor

legături ale acizilor graşi polinesaturaţi, scăderea vâscozităţii şi a

stabilităţii termooxidative.

Afectarea compoziţională a fracţiunii proteice prin denaturarea termică cu

formarea proteinelor solubile şi chiar aminoacizi liberi, care afectează valoarea

proteinei brute din şrot.

Factorii care influenţează procesul de presare

a. Forţa de presare P este dată de spirele axului melcat din interiorul camerei de

presare. Evoluţia forţei de compresiune în timpul presării trebuie să fie treptată,

pentru a evita brichetarea prematură a măcinăturii neepuizate în ulei, afectarea

structurii multicapilar-poroase şi infundarea capilarelor

b. Durata presării τ durata presării trebuie să fie atît de mare încît să permită

scurgerea uleiului în condiţiile date. O prelungire a timpului de presare peste acest

interval nu duce la mărirea importantă a randamentului de ulei, în schimb determină

micşorarea sensibilă a producţiei presei.

c. Turaţia axului presei influenţează invers proporţional durata de presare, dar peste o

anumită limită, creşterea turaţiei determină scăderea neglijabilă a duratei de presare.

d. Grosimea stratului de brochen la ieşire prin conul de evacuare al preselor mecanice

influenţează invers proporţional durata de presare, deoarece cu cât grosimea este mai

mică cu atât scade durata presării.

e. Carcateristicile structurale ale măcinăturii şi disponibilitatea de separare a fracţiunii

uleioase caracteristicile structurale ale măcinăturii (porozitate, granulozitate,

structură capilară, rezistenţă opusă la presare) sunt determinate de calitatea setului de

operaţii preliminare obţinerii uleiului prin presare (decojire, măcinare, prăjire).

f. Caracteristicile constructive ale preselor şi condiţiile de funcţionare ale preselor

mecanice determină productivitatea, randametul şi puritatea uleiului brut. Principalele

caracteristici constructive care influenţează procesul de presare sunt următoarele:

capacitatea de prelucrare a preselor;

turaţia axului cu melci;

dimensiunile orificiului de evacuare a brochenului din prese;

coeficientul de reducere a diametrului secţiunii camerei de presare şi

dimensiunea şliţurilor de scurgere a uleiului;

36

reglarea dispozitivului de alimentare a presei.

Periodic, trebuie să se stabilească gradul de uzură a pieselor din camera de presare,

deoarece:

uzura melcilor determină mărirea debitului de reflux;

uzura cuţitelor determină accentuarea mişcării de rotaţie a măcinăturii odată cu axul

melcat, reducându-se efectul de inaintare prin treptele de presare;

uzura baghetelor determină creşterea procentului de zaţ în uleiul brut de presă;

uzura conului de presare măreşte grosimea stratului de brochen la evacuare şi reduce

randamentul în ulei.

Asigurarea productivităţii şi a randamentului optim în ulei este determinată de respectarea

următoarelor restricţii de exploatare a preselor mecanice:

alimentarea cu măcinătură corect prăjită să se facă continuu şi uniform, într-un debit

stabilit în funcţie de productivitatea presei şi gradul de uzură;

forţa de presare, deci capacitatea presei, să se stabilească în acord cu puterea motorului

electric de acţionare a axului cu melci;

durata presării să fie sub 60 secunde la o turaţie a axului cu melci la 20-25 rot/min;

viteza maximă de eliminare a uleiului să se înregistreze la sfârşitul treptei I de presare şi

în timpul treptei a II-a;

volumul brochenului să fie de 2,9-3 ori mai mic decât volumul cantităţii corespondente

de măcinătură.

Controlul procesului de presare se realizează:

cantitativ, prin stabilirea randamentului în ulei şi cantităţi de brochen format în

unitatea de timp (o oră);

calitativ, sedimentul şi aciditatea uleiului brut de presă, umiditatea şi conţinutul de

ulei în brochen.

Fig. 5.1.1. Separarea componenţilor la presare:

a- măcinătura la intrarea în presă; b- broclien ieşit din presă; c — ulei brut separat din presă;

1 - ulei; 2 - substanţă degresată şi uscată; 3 - umiditate.

În principiu, efectul operaţiei de presare asupra componenţelor măcinăturii poate fi

urmărit pe figura 5.1.

După modul de construcţie şi caracteristicile de lucru, presele mecanice se împart în

următoarele grupe:

prese pentru presare preliminară sau antepresare (forprese), care asigură separarea a 75-

85% din ulei; aceste prese sunt concepute pentru presarea preliminară moderată (cu 18-

22% ulei în brochen) sau presare preliminară avansată (cu 12-14% ulei în brochen); dacă

ultimul tip funcţionează în regim de presare moderată, poate prelucra cu 50% mai multă

sămînţă;

37

prese pentru presarea finală, care evacuează brochenul cu 3-5% ulei;

prese cu acţiune dublă, în care procesul de presare preliminară şi de presare finală are loc

în acelaşi utilaj prevăzut cu două camere de presare.

Unele tipuri de prese sunt astfel construite încât pot funcţiona pentru presarea într-o singură fază

(presare unică), realizând presarea măcinăturii direct la un brochen cu conţinut de 3—6% ulei.

Presiunea exercitată în camera de presare creşte, treptat, de la zona de alimentare pînă la

capătul de evacuare. Presiunea atinge circa 250 daN/cm2 la prese pentru presarea preliminară şi

400—2 000 daN/cm2 la prese pentru presarea finală sau unică.

Presă mecanică este compusă din:

- batiul maşinii (suportul)

- motorul şi reductorul de acţionare

- şurubul elicoidal

- camera de presare

- conul de reglaj

- dispozitiv de colectare a uleiului.

Funcţionarea presei: (http://www.youtube.com/watch?v=25ibz2WnP5Y) Măcinatura este

alimentată prin pâlnie, la intrarea în camera de presare este preluată de şurubul elicoidal acţionat

de motoreductor. Datorită mişcării şnecului măcinătura avansează până la inelul de presiune care

corespunde sfărşitului treptei I. Aici, intervine o stagnare a măcinăturii, se creează o presiune şi

pe măsura ce măcinătura avansează, datorită micşorării diametrului camerei de presare, a măririi

diametrului corpului şurubului elicoidal şi a micşorării distanţei dintre spire se creează o presiune

mare, scurgerea uleiului devenind abundentă în treapta II. În treapta III şi IV deşi presiunea este

foarte mare de circa 250 kg / cm2, intensitatea scurgerii uleiului prin sliţurile de scurgere este

scăzută datorită micşorării conţinutului de ulei din măcinătură.

Fig. 5.1.2. Presă mecanică cu melc

1-suporturi din fontă, 2,3 – suporturi verticale, 4-reductor, 5-roata deacţionare, 6,7- roţi dinţate,

8,9-ax, 10-lagăr de presiune, 11-cuplaje, 12-ax cu şurub elicoidal, 13-camera de presare, 14-

dispozitivde reglare, 15-placăde tablăînclinată, 16-jgheab colector.

La presele mecanice, forţa de presare este creată de un corp elicoidal care se roteşte într-

un spaţiu închis (cameră de presare). Creşterea treptată a presiunii se asigură la presele mecanice

prin micşorarea volumului liber al camerei de presare de la o treaptă la alta (prin mărirea

diametrului melcului şi micşorarea diametrului camerei), prin reducerea pasului melcului,

precum şi prin rezistenţa opusă la ieşirea materialului din presă de către o piesă specială numită

„con".

38

Fig.5.1.3. Mecanismul de reglare a presiunii

în presă:

1 - conul propriu-zis; 2 - lagăr axial; 3 - inel de

reţinere; 4 - volan; 5 - piuliţă; 6 - bucşa de

reglare; 7 - lagăr de comandă; 8 - bucşa

lagărului de comandă; 9 - suport; 10 - şurub;

11 - diapozitiv de reglare.

La o funcţionare normală a presei conţinutul de ulei din broken nu trebuie să depăşească

18 - 20%. Obţinerea unui randament optim la presare este în funcţie de următorii factori:

- modul de alimentare al măcinăturii care trebuie să fie constant;

- respectarea regimului tehnologic de la prăjirea măcinăturii;

- presiunea creată în camera de presare;

- durata presării;

- viteza cu care se evacuează uleiul din camera de presare (în funcţie de vâscozitatea

uleiului)

- modul de întreţinere al presei.

Fig. 5.1.4. Presă mecanică pentru presarea preliminară moderată

5.2. Purificarea uleiului brut de presă

Elemente introductive

Depozitarea temporară a uleiurilor vegetale brute destinate rafinării sau comercializării sub

formă nerafinată impune stabilizarea fizico-chimică, prin eliminarea unor clase din compuşii de

însoţire: apă, particule coloidale în suspensie sau sub formă de sediment (zaţ). Compuşii de

însoţire eliminaţi la anterafinarea uleiurilor brute de presă determină transformări degradative,

cantitative şi calitative, ale fracţiunii uleioase în cursul depozitării, accentuează pierderile în ulei

la rafinare şi afectează capacitatea de rafinare (rafinabilitatea) a uleiului brut.

Zaţul reprezintă sedimentul format (separat) din uleiul brut la depozitare. Este format din

particule de măcinătură antrenate cu uleiul brut la presare(aproximativ 3-4% din greutatea

măcinăturii prăjite). Particulele în suspensie (<1%) sunt reprezentate de fragmente de ţesut

39

vegetal dezintegrat prin tratament mecano-termic (mărunţire, prăjire, presare) şi antrenate în

uleiul de presă. În plus, excesul de umiditate (>0,3%) trebuie eliminat, deoarece declanşează

procesele de autooxidare, prin iniţierea lipolizei şi crearea substratului proceselor de degradare

oxidativă. Uscarea uleiului brut de presă este obligatorie, dacă comercializarea acestuia se face

sub formă de ulei nerafinat.

Principalele etape de purificare a uleiului brut de presă sunt următoarele:

răcirea uleiului sub limita de risc oxidativ (55-60°C) ;

separarea impurităţilor mari care au tendinţa de separare sub formă de zaţ, prin

sedimentare (decantoare), filtrare (filtre), centrifugare (oleocicloane);

preuscarea, pentru eliminarea umidităţii în exces (maximum 0,2% pentru uleiul brut de

floarea-soarelui calitatea I);

separarea impurităţilor mici aflate în suspensie prin filtrare (filtre-presă cu rame şi plăci).

Principalele scheme tehnologice de purificare a uleiurilor brute de presă sunt prezentate în

fig.5.2.1.

a) Schema clasică de purificare a uleiului brut

Fig. 5.2.1. Schema tehnologică clasică de purificare a uleiurilor brute de presă.

b) Scheme moderne de purificare a uleiurilor brute de presă

Condiţiile de purificare a uleiului brut în schema clasică (temperatura iniţială de

prelucrare sub 60°C, contactul cu oxigenul din aer a uleiului fierbinte pe o suprafaţă mare la

nivelul sitei vibratorii, prezenţa compuşilor de însoţire cu efect prooxidant) favorizează procesele

de autooxidare, relevate prin creşterea indicelui de peroxid de 3,5-4 ori faţă de nivelul iniţial

(0,5-2mEq/kg).

Valoarea indicelui de peroxid pentru uleiurile brute comestibile sau destinate obţinerii

produselor derivate (margarine, shorteninguri) este limitată (maximum 5mEq/kg) şi nu poate fi

asigurată decât prin reducerea temperaturii la maximum 55-60°C a uleiului brut înainte de

intrarea în schema clasică de purificare. Traseul modificat de purificare a uleiului brut răcit sub

limita de risc oxidativ aduce o evoluţie mai lentă şi limitată a indicelui de peroxid în cursul

De la „Prese mecanice”

Ulei brut de presă

Separarea impurităţilor grosiere

Uscare sub vid

Separare impurităţi fine

Cântărire

Zaţ 1

Zaţ 2

La „Prăjire”

Sită vibratoare

Filtru - presă

Uscător sub vid

Depozitare

Ulei de presă purificat

Rezervor - basculă

40

etapelor de purificare (creştere a indicelui de peroxid cu maximum 1,5-2 ori faţă de valoarea

iniţială).

Fig. 5.2.2. Schema tehnologică modernă de purificare a uleiului brut de presă

În liniile tehnologice care funcţionează pe schema clasică de purificare se recomandă

următoarele adaptări tehnice:

prefiltrarea în cursul transportului, prin separarea unei părţi din zaţ la nivelul tronsonului de

şnec perforat (= 4mm) plasat sub presele mecanice;

răcirea uleiului înainte de purificarea propriu-zisă, aplicată la nivelul sistemelor de

transport şi colectare a uleiului brut;

uscarea sub vid a uleiului brut;

răcirea uleiului după filtrarea finală şi uscare.

În liniile tehnologice moderne (fig.5.2.2.), separarea impurităţilor grosiere din uleiul brut

de presă răcit se face în decantoare şi olecicloane de purificare iar finisarea filtrării se face după

răcire la 50-60°C, în filtre-presă. Uscarea uleiului filtrat se realizează după preîncălzire, în

uscătoare cu funcţionare sub vid, după care uleiul uscat este răcit şi cântărit înainte de

depozitarea temporară (înainte de ambalare sau rafinare). Zaţul separat din ulei în cursul celor

două etape principale de purificare este dirijat la prăjitoare.

De la “Prese mecanice

Ulei prepurificat(~30%)

Separarea suplimentarã a impurităţilor mari

(ciclonare)

Ulei brut de presă

Separarea impurităţilor

mari (decantare)t=80°C

Rãcire (t=50...600C)

Ciclon de separare

Decantor

Ulei răcit

Uscãtor sub vid

Preîncălzire

Recipient-colector

Separare impurităţi fine (filtrare)

Filtre-presã

Ulei de presă purificat

Cântărire

Depozitare

Răcire

Uscare

(~70%)

Zaţ (1)

Zaţ (2)

41

Utilaje folosite pentru purificare:

sita vibratoare: uleiul intră în partea stângă a sitei şi se filtrează prin ea, ieşind prin

conducta montată în partea inferioară a sitei. Impurităţile mecanice sunt reţinute pe sita

de alamă, şi datorită mişcării ei vibratorii, se deplasează spre celălaltcapăt al sitei, unde

sunt evacuate. Reziduul conţine 35-45% ulei.

filtru- presă cu rame şi plăci: din rezervorul de ulei, cu ajutorul unei pompe, uleiul trece

prin filtru-presă. La începutul filtrării, uleiul curge tulbure şi trebuie dirijat înapoi în

rezervor. Pe măsură ce pe pânzele de filtru se formează stratul filtrant suplimentar, uleiul

începe să curgă limpede şi poatefi dirijat spre colectorul de ulei filtrat. În timpul filtrării

trebuie urmărit dacă uleiul curge limpedeprin toate robinetele. Acolo unde se observă

curgerea tulbure, robinetele se închid. Când presiunea uleiului introdus de pompă în filtru

creşte, iat viteza de filtrare scade, filtrul se scoate din circuit, se suflă cu aer comprimat,

şi se deschide pentru curăţire. Resturile aderente la materialul filtrant se curăţă prin

răzuire cu şpaclu din lemn, se colectează şi se trimite la recuperarea uleiului. După

curăţire dacă pânza filtrantă este îmbâcsită, se înlocuieşte, fitrul se strânge pentru a fi

repus în funcţiune.

Fig.5.2.1.Sita vibratoare

1-pereţi laterali, 2-cadru site, 3-ax cu

excentric,4-arcuri vibratoare, 5-şasiu, 6-

articulaţie, 7-cremaliere de reglare a înclinării

sitei, 8- şuruburi de întindere a sitelor.

Fig.5.2.2. Filtru de presă

a - vedere generală: 1-picioare, 2-placă frontală, 3-traverse orizontale, 4-închidere hidraulică, 5-

jgheab, 6-canal alimentare lichid de filtrat, 7-robinet evacuare filtrat, 8-robinet scurgere lichid, 9-

robinet aer, 10-

b - elementele unui filtru-presă: 1-placă cu camere, 2-placa unui filtru-presă cu rame, 3-rama, 4-

secţiune prin filtru-presă cu rame, 5-marginea îngroşată a plăcii şi ramei, 6-suprafaţa rifluită a

plăcii, 7-canal intrare ulei, 8-deschidere în ramă pentru ulei, 9-robinet evacuare filtrat, 10-scoabe

pentru atârnare plăci şi rame.

42

CURS 6. OBŢINEREA ULEIULUI BRUT PRIN EXTRACŢIE.

RECUPERAREA DIZOLVANTULUI.

CONDIŢIONAREA ŞROTURILOR BRUTE.

Elemente introductive

Extracţia cu dizolvanţi, aplicată ca metodă unică de obţinere a uleiului sau în combinaţie

cu antepresarea, reprezintă o operaţie–pilon în tehnologia industrială de procesare a materialelor

oleaginoase. Operaţia permite degresarea totală a materialelor oleaginoase, în condiţii de maxim

randament, nivel de puritate şi eficienţă economică .

Extracţia uleiului cu dizolvanţi are ca scop degresarea completă a materialelor

oleaginoase parţial epuizate în ulei prin presare (brochen) sau condiţionate pentru extracţie

directă (paiete, măcinătură).

Extracţia uleiului cu dizolvanţi are la bază mecanismul transferului de substanţă prin

difuzie. Uleiul este componentul care difuzează din materialul oleaginos în curentul de dizolvant.

Conducerea operaţiei se realizeaz până la degresarea totală a materialului oleaginos condiţionat

pentru extracţie. Amestecul binar ulei–dizolvant rezultat la extracţie poartă denumirea de

miscelă. Fracţionarea componentelor miscelei se realizează prin distilare iar separarea uleiului

brut de extracţie şi a dizolvantului lichid se realizează prin condensare(fig.6.1.).

Fig. 6.1. Schema tehnologică generală de obţinere a uleiului brut de extracţie

Obţinerea uleiului din materiale oleaginoase cu un conţinut de materie grasă sub 20% se

realizează exclusiv prin extracţie directă cu dizolvanţi. Materiile oleaginoase cu un conţinut

apreciabil de ulei (40 - 65%) sunt procesate industrial prin antepresare moderată (max. 18 – 22%

ulei în brochen) şi degresate complet prin extracţie cu dizolvanţi (max.1,5% ulei în şrot).

Bazele teoretice ale procesului de extracţie

Extracţia uleiului cu dizolvanţi din materialele oleaginoase condiţionate este operaţia de

solvatare selectivă şi transfer de substanţă din substratul extracţiei (măcinătură, paiete, brochen)

în curentul de dizolvant. Uleiul este fracţiunea care migrează treptat, prin difuzie, din structura

materialului oleaginos în curentul de dizolvant selectiv. Concentraţia în ulei a miscelei creşte

progresiv prin difuzie la extracţie, concentraţia limită corespunzând degresării totale a

substratului oleaginos.

Brochen

Miscelă

Dizolvant

Distilare si antrenare cu vapori

Vapori de apã si dizolvant

Extracţie

Paiete

Ulei brut de extracţie

Condensare – Separare faze La rafinare

Şrot (max. 1,5% ulei)

Ape acide Dizolvant reciclat

la "Condiţionare şrot"

43

Dinamica procesului de extracţie este guvernată de existenţa gradientului concentraţiei de

ulei (t

c

), care reprezintă variaţia concentraţiei pe unitatea de grosime a stratului de material

oleaginos supus extracţiei. Dinamica transferului de substanţă (ulei), la gradient variabil în

stratul de material oleaginos este caracterizat de legea a II-a a lui Fick:

2

2

x

cD

t

c

Difuzia moleculară caracterizează evoluţia concentraţiei de ulei în stratul de material

oleaginos în regim staţionar. Difuzia prin convecţie caracterizează dinamica concentraţiei la

extracţia în regim nestaţionar al fazelor. Difuzia prin convecţie are loc concomitent cu difuzia

moleculară. În regim nestaţionar, difuzia se realizează prin dislocarea fazelor aflate în mişcare

relativă una faţă de cealaltă.

Difuzia convectivă se poate conduce în două variante:

o convecţie naturală, realizată sub acţiunea forţei motrice reprezentată de gradientul

concentraţiei fazelor aflate în mişcare relativă;

o convecţie forţată, realizată prin substituţia accelerată a fazelor sub acţiunea unui câmp

exterior de forţe.

Extracţia uleiului din materiale oleaginoase condiţionate se realizează conform următorului

mecanism:

dizolvarea directă a uleiului liber de la suprafaţa particulelor de material supus extracţiei;

difuzia dizolvantului în interiorul celulelor oleaginoase şi dizolvarea uleiului din

oleoplasmă, schimbul osmotic realizat prin membrana celulară semipermeabilă şi difuzia

moleculară în spaţiul extracelular, până la egalizarea concentraţiilor;

difuzia moleculară a uleiului din interiorul particulei la suprafaţa acesteia;

difuzia moleculară a uleiului prin stratul-limită;

difuzia prin convecţie din stratul-limită în fluxul de miscelă.

Mecanismul extracţiei, tratat la nivelul unei particule elementare, presupune parcurgerea

succesivă în timp a etapelor de proces. Pentru tratarea bazelor teoretice ale procesului de

extracţie se consideră că o particulă de material oleaginos (paiete) cu grosime l este plasat într-un

curent de miscelă având concentraţia C2 (fig.6.2.). La suprafaţa paietei se formează stratul-limită

cu grosime δ. C1 se consideră concentraţia medie în ulei a miscelei create în interiorul particulei

la distanţa l1=l/n ţă de peretele interior al acesteia. Concentraţia miscelei la suprafaţa paietei

este C', la suprafaţa stratului limită C", iar în curentul de dizolvant C2.

Fig. 6.2. Schema extractiei uleiului în cele trei etape ale sale

44

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.

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

corespunzator difuziei în interiorul particulei :

corespunzator difuziei din interiorul stratului marginal:

corespunzator 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 dupa 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

moleculara fiind neînsemnată (ca urmare a agitaţiei termice moleculare). Viteza de difuzie prin

convecţie depinde de: condiţiile hidrodinamice ale curgerii miscelei (viteza 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 si gradului de extragere a uleiului datorita „blocarii porilor‖,

fenomen direct proportional cu forma si marimea particulelor si cu gradul lor de

compresibilitate;

antrenarea in fluxul de dizolvant a particulelor foarte mici, care se aglomereaza in

anumite zone ale materialului, obligand dizolvantul sa curga prin alte parti ale

45

aparatului, cu rezistenta mai mica; astfel, zonele cu aglomerari de particule mici

vor fi mai putin prelucrate, ramanand o cantitate mai mare de ulei in srot;

cand o multitudine de particule se gasesc intr-un strat imobil, intre ele se

formeaza „canale de penetratie‖ ale dizolvantului de diferite dimensiuni si un

grad diferit de sinuozitate;

particulele tind a se lipi intre ele si are loc micsorarea diametrului canalelor de

drenaj, inrautatind in mare masura circulatia miscelei si reducand gradul de

extractie 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

vibr/min).

Metode de extracţie. În principiu, extragerea uleiului din diverse materii prime

oleaginoase constă din spalarea cu dizolvant într-un vas de tratament a măcinăturii pregatite în

prealabil, într-o singura sau mai multe trepte.

Principalele cazuri particulare, determinate de metoda de extrac ie sunt:

1. extracţia prin imersie, în care particulele de material oleaginos sunt scufundate în

dizolvantul aflat în regim staţionar, situaţie în care difuzia prin convecţie nu exist .

Dinamica úi gradul de extrac ie sunt controlate de mecanismul difuziei moleculare

interioare respectiv exterioare particulei.

2. extracţia prin percolare. Particulele de material oleaginos sunt ―spălate‖ de un flux de

miscelă cu viteză redus (0,1 m/s). Rezistenţa la difuzie prin stratul–limit şi difuzia

convectivă este relativ ridicată, de 2–3 ori mai mare la difuzia convectivă comparativ

cu cea moleculară prin stratul–limită (grosimea paietelor 0,5 – 0,55 mm, t =50–55°C ).

Utilaje pentru extracţie

Clasificarea pe baza principalelor caracteristici constructive şi funcţionale ale

extractoarelor care funcţioneaz în acest moment în industria mondială a uleiului este următoarea:

1) extractoare cu funcţionare semicontinuă, în contracurent:

bateria de extracţie;

2) extractoare cu funcţionare continuă:

extractoare rotative (Rotocel, Blow-Knox, Carusel);

extractoare cu bandă perforată orizontal (De Smet);

extractoare verticale cu coşuri (Bollman);

extractoare verticale cu şnec (Hildebrand);

extractoare malaxor (Ellis-Cehnars, Anderson);

extractoare orizontale cu coşuri (Miag, HLS)

Extractorul DE SMET (fig.6.3.) funcţionează pe principiul percolării, agentul de extracţie

circulând în contracurent faţă de sensul de deplasare al materialului oleaginos condiţionat.

Extractorul are carcasă de formă paralelipipedică, cu două capace având închidere

hidraulică. Materialul oleaginos supus extracţiei este transportat în corpul extractorului cu un

transportor cu bandă. Banda transportoare are un suport metalic articulat pe care sunt fixate

plăcile perforate acoperite cu sită metalică filtrantă.

Banda orizontală de transport este aşezat pe doi tamburi:

- tamburul de acţionare, plasat la capătul benzii de extracţie în zona de evacuare a şrotului

umed;

- tamburul de întindere, plasat lateral faţă de buncărul de alimentare cu material oleaginos

condiţionat.

Acţionarea tamburului motor se face printr-un sistem de transmisie cu roţi dinţate de la un

sistem electromotor – reductor variator de turaţie. Buncărul de alimentare are un dozator de

debit, cu dispozitiv de semnalizare a atingerii debitelor extreme. Atingerea valorii minime de

46

debit determină blocarea mişcării benzii, pentru reglarea înălţimii stratului de material. Atingerea

debitului maxim admis pentru o funcţionare corectă şi sigură determină blocarea sistemului de

alimentare (transportor – elevator). Înălţimea stratului de material poate fi reglată printr-un

registru acţionat din exterior.

Percolarea se realizează prin recircularea miscelelor intermediare la nivelul compartimentelor

9. Înainte de evacuarea ca şrot umed a materialului oleaginos degresat, în ultima treapt de

extracţie percolarea se realizeaz cu benzină proaspătă, iar prima miscelă (concentraţie minimă în

ulei) este pulverizată în prima treaptă de extracţie. Concentraţia miscelei creşte progresiv, prin

degresarea treptată a materialului oleaginos. Sensul de scădere a concentraţiei în ulei din material

este sensul creşterii concentraţiei miscelei. Miscela concentrat este evacuat din ultima secţiune.

Fig. 6.3. Extractorul DE SMET

1 - tamburul de acţionare; 2 - ecluză – dozatoare de debit; 3 – buncăr de alimentare; 4 –

dispozitiv de semnalizare şi interblocare cu reglare automată a înălţimii măcinăturii în buncăr; 5

- registru de reglare a înălţimii stratului de măcinătură pe bandă; 6 – düze stropitoare pentru

percolare ;7- pâlnii colectoare; 8 – pompe de recirculare a miscelei; 9 - greble pentru spargerea

crustei la suprafaţa măcinăturii; 10 – buncăr de evacuare; 11 – şnec tăietor; 12 – ecluză; 13 –

perie de curăţire a benzii; 14 – sifon; 15 – pulverizator pentru benzină curată; 16 – racord pentru

vid.

Stratul de material oleaginos este stropit cu miscel recirculată, respectiv cu benzină

proaspătă în ultima secţiune de extracţie a benzii. Între cele două ramuri ale benzii transportoare

exist 9 pâlnii de colectare a miscelelor, racordate la conducta pompelor de recirculare. Fiecare

secţiune de percolare este urmată de o secţiune de scurgere, în care stratul de material oleaginos

este malaxat cu o greblă–raclor. Malaxarea, la o adâncime de 100 mm, are ca scop formarea

unghiului de taluz,care separă între ele secţiunile de extracţie, eliminând riscul amestecării

miscelelor de diferite concentraţii. În plus, raclarea stratului de material determină gradul de

afânare şi permeabilitatea faţă de agentul de extracţie.

Materialul oleaginos, care părăseşte ultima secţiune de extracţie, este dirijat în zona de

scurgere a benzinei (1,5 – 2 m) iar şrotul umed cade în bunc rul de desc rcare cu melc –

dezintegrator şi dozator- ecluză. Şrotul este dirijat în secţia ″condiţionare şrot″ (debenzinare –

uscare). Banda este curăţată de materialul aderent cu o perie (curăţare uscată) şi prin stropire cu

miscelă (curăţare umedă).

Miscelele intermediare sunt recirculate dup preîncălzire. Pâlniile de colectare au un unghi

de înclinare al bazei de 2%, care asigură trecerea succesivă dintr-o secţiune de extracţie în

următoarea, în contracurent faţă de materialul supus extracţiei. Miscela finită este evacuată din

ultima pâlnie în rezervorul de miscelă şi, în parte, este utilizată la curăţarea umedă a benzii.

47

Extractorul funcţionează sub o uşoar depresiune (3 mm col.H2O).

Parametrii tehnologici de funcţionare a extractorului DE SMET sunt:

−capacitatea de extracţie: 10 – 700 t/24h;

−durata extracţiei:135 min – 150 min;

−grosimea stratului de material: 1,4 – 1,45 m;

−debit de miscelă recirculată : 10 m3/h;

−concentraţia miscelei finite: 25%;

−depresiunea în extractor: 2 – 3 mm col. H2O;

−concentraţia remanentă de ulei în şrot: max 1%;

−viteza de transport a benzii: 4 – 5,5 m/h.

Extractorul DE SMET se construieşte la două capacităţi de extracţie: 130 şi 170 tone de

material oleaginos/24h.

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 maximă de fierbere este totdeauna sub cea corespunzătoare unei eliminari totale.

Operaţia de distilare constă din următoarele faze:

purificarea iniţiala, 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 benzina ce

conţine şi impurităţi mecanice şi organice. Purificarea miscelei se poate realiza prin decantare,

filtrare şi centrifugare dar metoda cea mai utilizata este filtrarea.

Distilarea miscelei se poate realiza prin 3 procedee :

în flux discontinuu :

- distilarea în strat înalt, care variaza 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 düze

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:

48

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 sa 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 suprafaţă 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:

o evitarea denaturării prea avansate a substanţelor proteice din şrot;

o respectarea normelor de protecţia muncii,

o utilizarea unui abur cu temperatura max 180 °C, iar temperatura şrotului să nu

depăşească 115°C.

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

îndepartarea 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 gaseste partial în stare de

suspensie, cu ajutorul aburului direct si indirect, in 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: ureaza,

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 avansata, specifică fiecărui sortiment.

49

CURS 7. RAFINAREA ULEIURILOR BRUTE.

TEHNOLOGII MODERNE DE RAFINARE A ULEIURILOR COMESTIBILE

Elemente introductive

Pentru asigurarea calităţii uleiurilor şi a aspectului comercial cerut de consumatori, uleiul

brut este supus unui complex de operaţii, grupat sub numele de rafinare.

Rafinarea uleiurilor vegetale obţinute prin presare şi/sau extracţie presupune îndepărtarea,

până la limita tehnologică posibilă şi avantajoasă sub aspect economic, a componentelor minore

cu efect indezirabil asupra caracteristicilor comerciale ale uleiurilor, 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. Principalele operaţii cuprinse în

schema de rafinare a uleiurilor vegetale sunt:

demucilaginarea;

neutralizarea;

uscarea;

decolorarea şi winterizarea;

dezodorizarea şi polisarea.

Ulei brut

Demucilaginare

Soluţie de

sodă caustică

Agent

decolorant

Polisare

Neutralizare

Dezodorizare

Spălare

Uscare

Decolorare

Winterizare

Apă şi condensat Agent pentru

demucilaginare

Depozitare

ULEI RAFINAT Reziduuri winterizare Soapstock Ulei tehnic Pământ uzat

Ape de spălare

Decantare

Ape la canal

Ulei de batal

Suport cristale

Pământ uzat +

ulei

Extragere ulei

50

În funcţie de calitatea şi destinaţia uleiului se folosesc diferite metode de rafinare, care, în

principiu, pot fi clasificate în trei grupe:

Metode fizice de rafinare, care constau în procese mecanice, ca: sedimentarea, filtrarea şi

centrifugarea, şi în procese termice, ca: neutralizarea prin distilare si dezodorizarea.

Metode chimice de rafinare, cum sunt: neutralizarea alcalină, dezmucilaginarea acida,

decolorarea chimică, neutralizarea prin esterificare.

Metode fizico-chimice, ca: demucilaginarea prin hidratare, decolorarea prin adsorbţie,

rafinarea cu dizolvanţi selectivi.

7.1. Demucilaginarea

Demucilaginarea este prima operaţie din ciclul de rafinare a uleiurilor brute, care are

drept scop eliminarea mucilagiilor coloidale, în suspensie sau dizolvate.

Compoziţia medie a mucilagiilor este următoarea:

albuminoide16 % ;

fosfaţide20 % ;

răşini7,5 % ;

carbohidraţi (galactoză, xiloză, arabinoză) 12,6 % ;

săruri minerale12,9 % ;

apă 31% .

Eliminarea mucilagiilor este necesară din următoarele considerente:

sunt compuşi străini şi necaracteristici uleiului vegetal rafinat ;

afectează următoarele caracteristici de calitate ale uleiurilor comestibile:

caracteristici senzoriale: limpiditate, claritate, stabilitate structurală şi

compoziţională;

caracteristici fizico-chimice: indice de refracţie, vâscozitate, indice de

aciditate, indice de peroxid.

Caracteristicile de calitate dau valoarea comercială, influenţează conservabilitatea (stabilitate

termooxidativă) şi comportarea în utilizare (rezistenţa la procesare termică, spumarea, formarea

de sediment).

favorizarea operaţiilor ulterioare de rafinare (neutralizare, în special) ;

valorificarea complexului mucilaginos pentru recuperarea, concentrarea şi purificarea

lecitinei.

Demucilaginarea 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-şisolubilitatea în ulei; aceste flocoane pot

fi separate ulterior prin sedimentare saucentrifugare.

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 pentruulei de floarea-soarelui şi 70°C pentru alte uleiuri, sub agitarecontinuă,

51

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 bazăcuprinde schimbătorul

de căldură cu plăci, aparatul de hidratare şiseparatorul centrifugal cu talere. Procesul

are loc la 60-70°C (pentru uleiuri comestibile) sub amestecare continuă şi cu 1-3%

condensatfierbinte. După centrifugare, uleiul delecitinizat trebuie să aibătemperatura

de 65-70°C şi o presiune la ieşirea din separator de 2-3daN/cm . Concentratul de

mucilagii separate la hidratare trebuie sărespecte un raport ulei-fosfatide de 1:1.

Demucilaginarea prin tratament acid are drept scop completarea procesuluide 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.

Demucilaginarea 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 demucilaginare 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. Neutralizarea acidităţii libere a uleiurilor vegetale

Între substanţele care însoţesc permanent trigliceridele din uleiurile brute sunt şi acizii

graşi liberi. Ei se găsesc în uleiurile vegetale brute în cantităţi variabile. În mod normal,

aciditatea liberă a acestor uleiuri este de 1—3%, dar, în unele cazuri, poate fi şi mai ridicată.

Pentru obţinerea uleiurilor comestibile, eliminarea acidităţii libere este obligatorie; limita

maximă a acidităţii libere este reglementată prin standardul de stat. De asemenea, chiar în cazul

rafinării unor uleiuri pentru scopuri tehnice (hidrogenare, sicativare etc.) se impune necesitatea

de a reduce aciditatea libera a uleiului pâna la limitele admise de procesul tehnologic respectiv.

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.

Dezacidifierea uleiurilor se realizeaza prin:

neutralizare alcalina;

neutralizarea prin distilare;

neutralizarea prin esterificarea acizilor graşi cu glicerină;

rafinarea cu dizolvanţi selectivi.

Metodele de neutralizare se aplică în funcţie de aciditatea liberă a uleiurilor.

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

tratamentul cu alcalii (neutralizarea propriu-zisă);

separarea soapstock-ului format;

spălarea uleiului pentru eliminarea urmelor de săpun.

52

Fig. 7.2.1. Aparat universal

1 – conductă de alimentare cu ulei; 2 – conductă de

alimentare cu soluţie alcalină; 3 – conductă de alimentare cu

saramură 8-10%; 4 – conductă de alimentare cu apă de

spălare; 5 – ştuţ de evacuare ; 6 – ştuţ abur/apă de răcire; 7 –

ştuţ apă de răcire/condens; 8 – conductă de alimentare cu

pământ decolorant; 9 – instalaţie de vid; 10 – agitator pentru

agentul decolorant; 11 – palete de amestecare; 12 –

distribuitor; 13 – discuri de dispersare; 14 – vizor.

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

Efectele tratamentului alcalin sunt:

o adsorbţia cantitativă a impurităţilor la suprafaţa peliculei de săpun ;

o eliminarea mucilagiilor şi acizilor graşi ;

o eliminarea parţială a pigmenţilor coloranţi.

Separarea soapstock-ului are loc prin centrifugare în ambele cazuri. Uleiul neutralizat

este trecut la spălare, care se realizează cu apă de condens sau apă dedurizată. Spalarea uleiului

se efectuează pentru îndepărtarea cantitativă a săpunului din 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), variază în funcţie de aciditatea liberă a

uleiului:

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.

Tratamentul cu dizolvanţi selectivi are ca scop separerea glucidelor şi uleiurilor în mai

multe fracţiuni.

7.3. Uscarea uleiurilor

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% ;

53

procedeul continuu : t = 85-90°C/p = 10-30 mm Hg; conţinut max.de apă al uleiului

uscat = 0,05%.

Uscarea se poate realiza în uscatoare sub vid, rotative, uscăroare tambur şi în instalaţiide

iradiere cu radiaţii infraroşii. Viteza de uscare depinde de umiditatea iniţială şi finală a

seminţelor oleaginoase, de temperatura mediului în care are loc uscarea şi de intensitatea de

mişcare a agentului. Uscarea uleiurilor se realizează la o temperatura de 90-95oC, la o presiune

reziduală de 100-160 mm Hg. Aparatul de uscare trebuie supravegheat, deoarece in cde cazul

spumării uleiului, aceasta poate fi aspirat pe conducta de vid. Conţinutul de apă al uleiului uscat

este de circa 0,05 %. Uscarea uleiului se efectuează pentru a îndepărta apa rămasă în ulei după

spălare. Încălzirea sub vid la o anumită temperatură asigură evaporarea ultimelor resturi de apă.

Fig. 7.3.1. Uscătorul de ulei

1 – suporturi metalice; 2 – prinzător de

picături; 3 – conducte de alimentare cu ulei

prevăzute cu servoventile (supape de reglaj); 4

– pulverizatoare; 5,6 – conducte de conectare

la instalaţia de vid; 7 – talere de dispersare; 8 –

conductă de evacuare a uleiului uscat; 9 –

sticlă de nivel.

7.4. Decolorarea şi Winterizarea

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

broken şi în uleiul obţinut din miscele distilate la temperaturi ridicate. O parte din

aceste substanţe colorante sunt parţial îndepărtate în procesele anterioare

(demucilaginarea acidă şi neutralizare).

Decolorarea (albirea) are ca scop obţinerea unui ulei cu o coloraţie cât mai slabă.

Prezenţa acizilor graşi liberi precum şi a urmelor de săpun micşorează eficienţa decolorării cu

adsorbanţi, datorită faptului că sunt adsorbanţi preferenţiali. Efectul secundar al decolorării

constă în diminuarea resturilor de substanţe de însoţire (mucegai, resturi de săpun). Decolorarea

prin adsorbţie constă din introducerea sub agitare a pământului decolorant în uleiul neutralizat şi

uscat sub vid, menţinerea şi separarea adsorbantului din uleiul decolorat. Factorii care

influenţează acest proces de decolorare sunt:

cantitatea acizilor grşi liberi;

prezenta unor urme de sapun;

temperatura de lucru (90-105oC);

54

durata de contact dintre ulei şi agentul adsorbant;

natura şi caracteristicele adsorbantultui utilizat;

metoda şi tipul de instalaţie folosit;

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;

Cea mai utilizată instalaţie de decolorare în industria uleiului este instalaţia DeSmet.

Utilajele instalaţiei DE SMET pentru decolorare sunt:

Reactor de decolorare preliminară (Fig. 7.4.1.)

Reactor de decolorare finală

Filtrul vertical NIAGARA (Fig. 7.4.2.)

Fig. 7.4.1. Reactor de decolorare

preliminară

1 – corpul reactorului; 2 – manta; 3 – axul

agitatorului; 4 – discuri deflectoare; 5 –

paletele agitatorului; 6 – racord de alimentare

cu ulei + agent de decolorare.

Fig. 7.4.2. Filtrul vertical NIAGARA

1 – corp cilindric; 2 – capac bombat; 3 – fund

tronconic; 4 – capac rabatabil; 5 – contra-

greutate; 6 – dispozitiv hidraulic; 7 – rame din

oţel inoxidabil; 8 – vibrator pneumatic; 9 –

racord alimentareulei; 10 – conductă; 11 –

racord evacuare ulei filtrat; 12 – racord

evacuare ulei + pamant decolorant sau

kieselgur.

Winterizarea. 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

(deceruirea) este o operaţie prin care se elimină din ulei cerurile şi gliceridele care se solidifică la

55

temperatura camerei. Temperatura de cristalizare este de 5-7oC, iar în vederea obţinerii de

cristale cu dimensiuni mari, se introduc ca centre de cristalizare, granule de kieselgur în

proporţie de 0,5%. Filtrarea se face in filtre tip Seitz, iar pentru formarea stratului filtrant se

aplica dozele de 1 kg cristal teorit si 25 kg kiselgur pentru primele 2500 kg ulei. La o temperatua

mai joasa de 15-20oC apare o tulbureala a uleiului, care este rezultatul precipitării cerurilor şi

gliceridelor saturate. Procesul de winterizare este influenţat de:

temperatura la care este racit uleiul;

cantitatea de praf folosita;

durata mentinerii la temperatura respectiva;

temperatura de reincalzire a uleiului.

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.

Fig. 7.4.3. Aparat de winterizare al instalaţiei DE SMET

1 – motor electric; 2 – agitator; 3 – serpentină; 4 – plăci,

funduri prevăzute lângă ax cu canale de circulaţie a uleiului;

5 – palete;

7.5. Dezodorizarea

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 este obligatorie pentru uleiurile comestibile obţinute prin extracţie.

Operaţia de dezodorizare se realizează combinând efectul a trei parametri tehnologici:

temperatură, presiune şi antrenarea cu vapori de apă.

Prin dezodorizare se urmăreşte eliminarea mirosului fără antrenarea gliceridelor.

Tensiunea de vapori fiind redusa la presiunea atmosferică, temperatura de fierbere este de

193-263oC pentru eliminarea dimetilului şi cetonelor. Pentru reducerea temperaturii de distilare

se lucreaza fie sub vid, fie utilizându-se antrenarea cu gaz inert.

Pentru a evita hidroliza gliceridelor se va aplica, pentru uleiurile vegetale, temperatura

maxim de 185-200oC. Ca gaz inert se folosesc vaporii de apă. În timpul dezodorizării se pierde

56

de la 0,2-0,8% ulei. La dezodorizarea discontinuă se va urmări coeficientul de umplere al

aparatului. De asemea serpentina de încălzire va fi în permanţă acoperita de ulei, pentru aevita

supraincalzirea unor stropi de ulei, producand degradarea produsului finit. Aburul utilizat la

dezodorizare trebuie să fie obţinut din apa bine purificată sau chiar din condens, deoarece urmele

de săruri prezente în abur pot influenţa gustul uleiului. Pentru evitarea pericolului oxidării,

înainte de evacuarea din aparat, uleiul dezodorizat se răceşte până la 110oC, iar în etapa a doua

până la 20-30oC. După răcire, uleiul este supus filtrării de control, numită polisare.

Fig. 7.5.1. Dezodorizator discontinuu

1 – corpul metalic; 2 – fundul instalaţiei; 3 –

capac bombat; 4 – con de evacuare a vaporilor

de

Schema controlului tehnic de calitate la rafinarea uleiurilor reprezinta una dintre cele mai

importante faze si cuprinde controlul la:

uleiul supus rafinarii: aciditatea, umiditatea, substante insolubile in eter etilic, fosfatide

si mucilagii;

neutralizare: aciditate si continut de de sapun (dupa spalare) controlulapelor la spalare

(continut in sapun);

albire: aciditate, culoare, continut in sapun, continut de ulei in pamantuldecolorant;

acizi grasi de rafinare: continut de acizi grasi, umiditate, impuritati;

Procesul de dezodorizare se realizează în instalaţii discontinue şi continue. În instalaţii

discontinue, operaţia durează 5-7 h iar parametrii de lucru sunt:temperatura uleiului 175-185°C,

presiunea 5-30 mm col Hg. Procedeele continue 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 demucilaginare-

neutralizare, cuplate cu instalaţii De Smet pentru decolorare-winterizare-dezodorizare. Rafinarea

discontinuă este aplicabilă în liniile cu capacităţi mici (sub 50t /24h) şi cu schimbări frecvente

ale sortimentelor de ulei.

7.6. Controlul produselor finite

Uleiurile se păstrează în rezervoare ferite de acţiunea luminii şi umidităţii care

favorizează producerea unor fenomene de degradare. Rezervoarele trebuie să fie etanşe, pentru a

împiedica pătrunderea prafului şi mirosurilor străine. În timpul depozitării uleiul poate suferi

procese de degradare (hidroliza enzimatică, absorbţia unor substanţe volatile, mirositoare).

Râncezirea hidrolitică se produce în prezenţa umezelii şi a lipazelor produse de mucegaiuri

(Penicillium, Aspergillus) şi se caracterizează prin creşterea acidităţii, în timp ce râncezirea

oxidativă duce fie la formarea metil-cetonelor puternic mirositoare (râncezirea cetonică), precum

57

şi a unor peroxizi şi în final la aldehide şi acizi cu catenă mijlocie. Alterarea se produce cu atât

mai repede cu cât grăsimea conţine o cantitate mai mare de acizi graşi nesaturaţi şi grăsimea este

mai impură. La descompunerea lecitinelor cuprinse în grăsimi, aceastea primesc miros de peşte

prin formarea trimetil-aminelor.

Aplicaţii biotehnologice

Turtele şi şroturile, rămase ca produse secundare de la fabricile de ulei,constituie

nutreţuri concentrate valoroase pentru creşterea animalelor fiindbogate în proteină (30-55%),

extractive neazotate, grăsimi şi vitamine.

Compozitia chimica a turtelor si sroturilor depinde de calitatea semintelor si demetodele

de prelucrare a acestora, in special, de eficienta procedeelor dedescojire si extractie. Cantitatile

de ulei rezidual in turte si srot contribuie la imbunatatirea calitatiiacestora prin furnizarea unor

cantitati suplimentare de energie. Compozitia chimica (% substanta uscata) a srotului si a

concentratelor proteicede floarea soarelui.

Componente Făină degresată

de floarea soarelui

Concentrat proteic

de floarea soarelui

Proteină 55 70

Lipide 1,5 1

Fibră brută 6,5 7

Cenuşă 7,5 8,5

Extractive neazotate 29,5 13,5

Produsele proteice de floarea soarelui, in special, faina degresata, suntcaracterizate printr-

un bun continut de micronutrienti (calciu, fier si fosfor) si pot ficonsiderate ca surse valoroase

ale complexului hidrosolubil de vitamina B(tiamina, riboflavina si acid pantotenic). Comparativ

cu alte produse oleaginoase turtele si srotul de floarea soarelui suntlipsite de factori

antinutritionali (inhibitorii tripsinici) sau de substante toxice si dearome neplacute.

Şrotul (făina) este un subprodus al procesului de extracţie al uleiului şi este un excelent

nutreţ pentru animale, în special pentru rumegătoare. Valoarea nutritivă a şrotului de floarea-

soarelui, ca a celor mai multe ingrediente neconvenţionale, este afectată de conţinutul său ridicat

de polizaharide fără amidon.

Şroturile reprezintă 300 kg pentru fiecare tonă de sămânţă. Acestea conţin 30-35%

substanţă uscată, 6-10% grăsimi, 8-26% celuloză, 7-30% substanţe extractive neazotate, 5-10%

cenuşă.

Turtele de ulei pot fi: comestibile şi necomestibile. Turtele rezultate în urma procesului

de extracţie a uleiului (aproximativ 300 kg/t sămânţă), constituie o sursă valoroasă de proteine

pentru rumegătoare, iepuri, porci şi păsări. Turtele conţin proteină brută (între 33,7 şi 47,8 %) şi

aminoacizi esenţiali, cu valori apropiate cu cele de la soia, excepţie făcând lizina, care se găseşte

în cantităţi mai mici. Valoarea enegetică a turtelor este corelată cu gradul de decorticare

aseminţelor.Turta de ulei de floarea soarelui poate fi fracţionată în trei componente principale:o

fracţiune lignocelulozica (LCF), o fracţiune proteica (PF) şi o fracţiune solubilă(SF), ceea ce

reprezinta: 23.2 la 25.3%, 55.4 - 57.6% şi respectiv 17.1 - 21.4%din greutatea în stare uscată.

După îndepărtarea fractiunii proteice, subprodusele rămase (LCF şi SF) au un potenţial

ridicat pentru utilizarea ca surse defermentare. Turta de ulei de floarea soarelui contine un nivel

ridicat de metionină,dar scăzutde lizină şi treonină. Turtele de ulei au fost utilizate pe scară largă

pentru producţia de enzime industriale, antibiotice, biopesticide, vitamine şi alte substante

biochimice. Deasemenea, au fost utilizate ca supliment pentru hrana animalelor.

58

Sursă de energie

Experimentele de piroliză a turtei de ulei de floarea soarelui realizate într-unreactor

tubular cu strat fix şi efectele debitului de azot şi a temperaturii finale depiroliza privind

randamentele produsului de piroliză şi compoziţiile chimice au

arătat că uleiul obţinut din turta de ulei de floarea soarelui poate fi folosit ca uncombustibil

regenerabil şi ca materie prima chimică.

Concluzii

Marea provocare pentru biotehnologia semintelor oleaginoase este necesitatea de a

produce cantităţi suficiente de uleiuri vegetale, la preţuri accesibile pentru a satisface cererea la

nivel mondial. Această provocare poate fi abordată prin creşterea randamentului uleiului din

culturi şi prin extinderea producţiei la terenurile cu fertilitate şi precipitaţii mai scăzute prin

tehnologizarea culturilor deja existente pentru utilizarea sporită a azotului şi eficienta utilizării

apei sau prin introducerea de culturi de seminţe oleaginoase alternative care sunt mai bine

adaptate la solurile periferice. Fiind bogate în proteine, turtele de ulei au fost considerare, ideale

pentru suplimentarea hranei animalelor. Cu toate acestea, punând accent pe reducerea costurilor

proceselor industriale şi pe creşterea valorii reziduurilor agro-industriale, turtele de ulei ar putea

fi sursa ideală de substanţe nutritive proteice şi matrice-suport pentru diferite procese

biotehnologice. Turtele de ulei comestibile, oferă beneficii potenţiale atunci când sunt utilizate

ca substrat pentru bioprocese. Acestea au fost utilizate pentru producerea fermentativă de

enzime, antibiotice, ciuperci. Aplicaţiile biotehnologice a turtelor de ulei includ, utilizarea lor şi

pentru producerea de vitamine şi antioxidanţi.

59

CURS 8. DEPOZITAREA ŞI AMBALAREA ULEIURILOR VEGETALE

COMESTIBILE

Depozitarea uleiului brut

Uleiurile brute de presă şi de extracţie se depozitează înainte de rafinare în rezervoare de

oţel cu capacitate mare (mii m3). Fundul rezervoarelor trebuie să fie uşor înclinat spre golire,

pentru a se realiza golirea completă şi pentru evitarea depunerii sedimentelor.Rezervoarele

trebuie să fie prevăzute cu agitatoare tip elice sau şurub, montate lateral la parte inferioară,

prezenţa acestora fiind benefică deoarece: se asigură loturi de ulei cu caracteristici calitative

omogene, fapt important la rafinare; se împiedică separarea spontană a mucilagiilor în rezervor.

Temperatura de depozitare a uleiului este de 38ºC (rezervoarele sunt plasate în contact cu

atmosfera).

În funcţie de calitate şi destinaţie, ambalarea uleiurilor vegetale comestibile se realizează în

următoarele variante:

ambalare pentru comercializare en detail (butelii PET, butelii din sticlă, cutii metalice) a

uleiurilor rafinate comestibile;

ambalare pentru comercializare en-gross, în următoarele variante:

ambalaje de transport auto (butoaie, bidoane, cutii);

ambalaje de transport CF (vagoane) şi autocisterne;

ambalaje de transport marin (tancuri marine).

Ambalarea uleiurilor vegetale rafinate pentru comerţul en detail Uleiurile vegetale rafinate brute sunt ambulate exclusive în butelii PET de 1, 3, 5, 7l.

Succesiunea operaţiilor din procesul de imbuteliere este:

formarea buteliei în condiţii aseptice, prin insuflare de aer în pastila PET care

evoluează volumic într-o matrice capsulară;

umplerea cu ulei, închiderea buteliei şi controlul etanşietăţii;

etichetarea buteliilor;

paletizarea buteliilor.

Ambalarea uleiurilor vegetale în butoaie

Ambalarea în butoaie se face pentru comercializarea en-gross (consum industrial şi

colectiv) şi se aplică, de regulă, uleiurilor brute dar şi celor rafinate. Ambalarea automatizată în

butoaie a uleiului parcurge următoarea succesiune de operaţii:

controlul vizual al suprafeţei interioare, după condiţionarea butoaielor prin:

o eliminarea resturilor de ulei;

o aburire;

o spălare cu leşie;

o spălare cu apă;

o uscare cu aer.

În plus, se verifică etanşietatea închiderii, prin crearea de vid timp de câteva secunde în

spaţiul interior al butoaielor închise;

tararea butoaielor goale şi curate;

umplerea prin curgere liberă în sistem închis din rezervorul-depozit, printr-o

conductă cu cot rabatabil şi canea, până la capacitatea admisă de umplere

(apoximativ 200 l);

etichetare.

Butoaiele metalice sau din lemn sunt utilizate atât la ambalarea uleiurilor comestibile cât

şi a grăsimilor solidificate prin hidrogenarea uleiurilor tehnice, acizilor graşi şi lecitinei

alimentare.

60

Utilizarea deşeurilor ramurii.

Turtele şi şrotul obţinut în urma extragerii uleiului constituie circa 30% din masa

seminţelor cu un conţinut de proteină brută de 35,7-47,8% şi aminoacizi esenţiali aproximativ ca

şi cele din soia,care sînt folosite în alimentaţia păsărilor şi animalelor.

Din deşeurile de rafinărie se fabrică săpunuri,fosfatide şi tocoferoli.Fosfatidele şi lecitina

din uleiul de floarea-soarelui sînt utilizate în industria alimentară,în panificaţie,în prepararea

ciocolatei,mezelurilor,etc.

Cojile seminţelor de floarea-soarelui măcinate pot fi folosite ca furaj sau pentru obţinerea

de drojdie furajeră.

Dintr-o tonă de coji, prin hidroliză activă, se obţine 50kg de furfulor,utilizat la fabricarea

fibrelor artificiale,a materialelor plastice şi ca solvent la fabricarea uleiurilor. Cojile seminţelor

de floarea soarelui au un conţinut ridicat de energie (3500kcal/kg) şi pot fi utilizate ca

combustibil.De asemenea se pot utiliza la fabricarea plăcilor fibro-lemnoase.

Capitulele de floarea-soarelui sînt utilizate ca furaj, valoarea lor nutritivă fiind apreciată ca

similară cu cea a fînului de calitate medie

Tulpinile de floarea-soarelui pot fi utilizate ca sursă de căldură sau pentru fabricarea de plăci

antifonice şi hîrtiei.

61

BIBLIOGRAFIE

1. Banu, C. (coordonator) (1989-1999). Manualul inginerului de industrie alimentară .

Ed. Tehnică, Bucureşti.

2. Banu, C. (coordonator) (1992-1993). Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice în

industria alimentară, vol.I, II. Ed. Tehnică, Bucureşti.

3. Dunford, N.T. and Dunford, H.B. (2004). Nutritionally Enhanced Oil and Oilseed

Processing. AOCS Press, Champaign, IL. ;

4. Dunford, N.T. (2012). Food and industrial bioproducts and bioproccesing. Wiley-

Blackwell Food Science Books, John Wiley & Sons, Inc. UK;

5. Kemper, T.G., (2005). Oil extraction. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, Sixth

Edition,Six Volume Set. Edited by Fereidoon Shahidi. John Wiley & Sons, Inc. ;

6. Vintilă, I. (2003). Tehnologia uleiurilor vegetale comestibile. Ed. Didactică şi

Pedagogică. Bucureşti.

7. Vintilă, I. (2001). Tehnologia şi controlul calităţii uleiurilor şi grăsimilor vegetale,

vol.I, Ed. Fundaţiei Universitare ―Dunărea de Jos‖, Galaţi.