TEHNOLOGIA GENERALĂ DE FABRICARE A ULEIULUI DE FLOAREA SOARELUI

2.1. Pregătirea materiilor prime pentru prelucrare (condiţionarea); 2.2. Măcinarea seminţelor; 2.3. Tratamentul hidrotermic şi presarea măcinăturii; 2.4. Extracţia uleiurilor cu solvenţi; 2.5. Rafinarea uleiurilor brute de presă şi a celor de extracţie. Materiile prime din care se pot extrage uleiurile vegetale alcătuiesc o gamă largă de surse de origine vegetală. În funcţie de provenienţa lor, materiile prime se clasifică în:

- seminţe ale plantelor oleaginoase cultivate; - seminţe ale plantelor textilo-oleaginoase cultivate; - fructe oleaginoase ale arborilor cultivaţi; - fructe oleaginoase ale arborilor de pădure; - subproduse şi deşeuri oleaginoase: seminţe şi sâmburi oleaginoşi; germeni oleaginoşi

Astfel, se poate obţine ulei din seminţe de floarea soarelui, soia, rapiţă, in (exclusiv cu scopuri tehnice sau farmaceutice), arahide, susan, mac, măsline, palmier, cacao, migdale, germeni de porumb, tărâţe de orez, germeni de grâu, seminţe de dovleac, seminţe de tomate, sâmburi de struguri etc.

În lucrarea de faţă, atenţia va fi axată pe tehnologia de fabricare a uleiului rafinat de floarea soarelui.

Floarea soarelui (Helianthus annus) este o plantă anuală ierboasă şi meliferă, cu o dezvoltare puternică a sistemului radicular şi a organelor aeriene, originară din America de Nord-Vest.

Coaja seminţelor de floarea-soarelui constituie un balast în tehnologia fabricării uleiurilor, fapt pentru care se îndepărtează în mare măsură la decorticare.

Tegumentul are forma unei membrane este concrescut cu cotiledoanele, aderă de ele cât şi de coaja seminţelor.

Raportul dintre conţinutul de coajă şi miez este foarte important în procesarea seminţelor de floarea soarelui în vederea obţinerii uleiului. Astfel, speciile de floarea soarelui cultivate în ţara noastră conţin 20-27% coajă şi 73-80% miez.

Cotiledoanele conţin substanţele de rezervă, precum şi organele viitoare aflate în stadiul embrionar: tigela, gemula şi radicula. Endospermul există numai scurt timp după fecundarea florii şi începerea formării seminţei, acesta având aspect gelatinos. Miezul este format dintr-un număr mare de celule. Celula constitutivă este formată din membrană, oleoplasmă, nucleu şi granule de proteine (aleuron). Oleoplasma este formată din protoplasmă propriu-zisă (citoplasmă) şi din ulei dispersat omogen în aceasta sub formă de incluziuni microscopice. Apa se găseşte în partea de gel a seminţelor, sub formă legată (coloizi) şi liberă. Seminţele cu conţinut mic de apă au toată apa legată sub forma unor pelicule de hidratare în jurul particulelor coloidale. Compoziţia chimică procentuală a cojilor şi miezului seminţelor de floarea soarelui este redată în tabelul 2.1.

Compoziţia chimică (% s.u.) a seminţelor de floarea soarelui (Nedelcu, 1993) Tabelul 2.1

Componenta

Parte anatomică Lipide

Substanţe proteice

Fosfor total Celuloză Cenuşă

Coajă 0,5-1,8 3,0-4,7 0,05-0,007 52-60 1,2-2,5

Miez 51-65 19-29 1,26-1,57 1,8-3,8 2,9-3,8

Miezul seminţelor de floarea soarelui conţine următoarele substanţe proteice: albumine (15,2-32,4%), globuline (45,7-47,9), gluteline (7,8-19,1), proteine insolubile (8,5-13,5). Lipidele conţinute de seminţele de floarea soarelui cuprind: triacilgliceroli (97,5-98%) şi 1-2,5% substanţe de însoţire.

Triacilglicerolii sunt, din punct de vedere chimic, esteri ai glicerinei cu acizii graşi.

Acizi graşi constituie compuşi de bază ai lipidelor. Cei mai importanţi acizi graşi din punct de vedere biologic se caracterizează prin următoarele:

1) sunt, de regulă, acizi monocarboxilici care conţin o grupare carboxilică ionizabilă şi un lanţ de atomi de carbon nepolar, aciclic neramificat;

2) conţin, în general, un număr par de atomi de carbon; 3) pot fi saturaţi sau nesaturaţi cu una sau mai multe duble legături.

CH3 (CH2)12 COOH

CH3 (CH2)14COOH

CH3 (CH2)16 COOH

acid miristic (14:0)

acid palmitic (16:0)

acid stearic (18:0)

CH3 (CH2)18 COOH

CH3 (CH2)20 COOH

CH3 (CH2)22 COOH

acid arahic (20:0)

acid behenic (22:0)

acid lignoceric (24:0)

Acizii graşi nesaturaţi se găsesc în lipide într-o cantitate mai mare decât cei saturaţi. Principalii acizi nesaturaţi au 18, 20, 22 sau 24 atomi de carbon şi una, două trei, patru sau cinci duble legături. Datorită existenţei dublelor legături şi faţă de acestea, catena atomilor poate avea o configuraţie cis sau trans.

Acizii graşi nesaturaţi naturali, au în majoritate, conformaţia izomerului cis. Astfel, toţi acizii graşi care au fost identificaţi în membranele celulare sunt izomerii cis. De asemenea, dublele legături nu sunt niciodată conjugate sau la distanţe întâmplătoare una de cealaltă, ci întotdeauna separate de o grupare metilen, adică din 3 în 3 atomi de carbon.

Cel mai răspândit acid gras nesaturat este acidul oleic. El se găseşte atât în lipidele de origine vegetală cât şi în cele de origine animală. De cele mai multe ori, în grăsimile animale, alături de acidul oleic se întâlneşte şi acidul palmitoleic. În ţesuturile mamiferelor frecvent se întâlnesc acidul linoleic şi acidul arahidonic. În lipidele vegetale predomină acizii oleic şi linoleic.

Cei mai importanţi acizi graşi nesaturaţi sunt prezentaţi mai jos.

CH3 (CH2)5 CH=CH (CH2)7 COOH

CH3 (CH2)7 CH=CH (CH2)7 COOH

CH3 (CH2)7 CH=CH (CH2)11 COOH

CH3 (CH2)4 CH=CH CH2 CH=CH (CH2)7 COOH

CH3 CH2 CH=CH CH2 CH=CH CH2 CH=CH (CH2)7 COOH

acid palmitoleic (16:1, D 9)

acid oleic (18:1, D 9)

acid erucic (22:1, D 13)

acid linoleic (18:2, D 9, 12)

acid linolenic (18:3, D 8, 11, 14)

Triacilglicerolii sunt cele mai răspândite lipide în natură. Sunt substanţe de rezervă care se acumulează în cantităţi mari în ţesutul adipos al animalelor, în seminţele şi fructele multor plante şi au un important rol biochimic şi fiziologic. Se numesc şi gliceride. Sub aspect structural, acilglicerolii sunt esteri ai glicerinei cu acizii graşi. Una, două sau trei grupări hidroxilice ale glicerinei pot fi esterificate cu acizi graşi cu formarea de mono-, di- şi triacilgliceroli, respectiv. Dintre aceştia, cei mai răspândiţi sunt triacilglicerolii, însă mono- şi diacilglicerolii se întâlnesc şi ei în natură şi joacă un rol important în metabolismul lipidelor.

CH2 O CO R

CH

CH2

O CO R1

O CO R2

CH2 O CO R

CH

CH2

O CO R1

OH

CH2 O CO R

CH

CH2 OH

OH

trigliceridă digliceridă monogliceridă

Substanţele de însoţire ale trigliceridelor sunt reprezentate de: fosfatide, substanţe colorante (pigmenţi), ceruri, steride, substanţe odorante etc. Toate aceste substanţe sunt îndepărtate din ulei în etapa de rafinare a acestuia.

Etapele principale ale procesului tehnologic de fabricare a uleiului rafinat de floarea-soarelui: 2.1.Pregătirea materiilor prime pentru prelucrare (condiţionarea); 2.2. Măcinarea seminţelor; 2.3. Tratamentul hidrotermic şi presarea măcinăturii; 2.4. Extracţia uleiurilor cu solvenţi; 2.5. Rafinarea uleiurilor brute de presă şi a celor de extracţie.

Fig. 2.1. Schema tehnologică generală de fabricare a uleiului de floarea-soarelui

SEMINłE DE FLOAREA-SOARELUI

RecepŃie calitativa si cantitativa

Depozitare

Curatire

Uscare

Decojire

Măcinare

Tratament hidrotermic

PRESARE EXTRACłIE CU SOLVENłI

BROCHEN ULEI BRUT DE PRESA MISCELA ŞROT

Purificare Măcinare Distilare Desolventizare

BENZINA DE

EXTRACłIE

Desmucilaginare

Neutralizare

Spălare

Uscare

Decolorare

Vinterizare

Dezodorizare

ULEI RAFINAT DE FLOAREA-SOARELUI

ULEI BRUT DE EXTRACłIE

ŞROT FURAJER

IMPURITATI

COJI

2 . 1 . C o n d i ţ i o n ar e a se m i nţ e l or d e f l o ar e a- s o a r el u i

� Depozitarea se realizează în silozuri datorită caracterului sezonier pe perioade lungi de timp. În fabricile de ulei, se depozitează seminţele pentru 5-12 zile. Pentru a se preveni degradarea seminţelor în timpul depozitării trebuie cunoscute şi prevenite procesele biochimice şi microbiologice ce se pot desfăşura la depozitare.

Seminţele sunt “vii”, deci prezintă o activitate metabolică şi în timpul depozitării. Astfel, există un schimb gazos între seminţe şi mediul ambiant. Umiditatea seminţelor de floarea-soarelui influenţează în mare măsură calitatea seminţelor la depozitare.

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

zona I zona II zona III

ucritica=7,5%

Fig. 2.2. Reprezentarea schematică a zonelor de depozitare în funcţie de umiditatea seminţelor de floarea-soarelui

zona I – seminţele cu umiditate mai mică decât uc = 7,5% pot fi depozitate în condiţii optime.

Dar plantele respiră, deci se formează apă, iar aceasta determină creşterea umidităţii şi a temperaturii. Odată cu depăşirea pragului uc se intensifică procesele degradative, apare oxidarea, hidroliza grăsimilor din seminţe, precum şi râncezirea hidrolitică.

zona II – zonă nefavorabilă depozitării. La umidităţi de până la 45%, procesele degradative ale seminţelor de floarea-soarelui se înteţesc, iar respiraţia şi hidroliza conduc la deteriorări grave ale calităţii seminţelor.

zona III – umiditate mai mare de 45% seminţele încep să germineze (încolţire), se consumă substanţele nutritive pentru acumularea de energie necesară dezvoltării noii plate.

� Curăţ i rea

Este o operaţie tehnologică necesară deoarece impurităţile existente în seminţe măresc conţinutul în cenuşă şi uzează utilajele. În plus, corpurile străine organice aduc o încărcătură microbiană mai mare, o umiditate mai ridicată, modifica proprietăţile şi compoziţia chimică a materiilor prime, iar seminţele se pot degrada pe perioada depozitării.

Îndepărtarea impurităţilor se face în două etape:

- înainte de depozitare (pr ec u r ă ţ i r e a ) când se elimină circa 50% din totalul impurităţilor iniţiale; - p o s t c ur ă ţ i r e a (curăţirea propriu-zisă) – înainte de prelucrare în urma căreia rămân în seminţe circa

0,3 – 0,4% impurităţi.

Există mai multe principii care stau la baza separării impurităţilor:

a) separarea impurităţilor metalice se bazează pe proprietăţile magnetice ale acestora şi se realizează cu ajutorul magneţilor sau al electromagneţilor. Se execută înaintea tuturor celorlalte operaţii pentru evitarea defectării utilajelor;

b) separarea pe baza diferenţelor de mărime – se bazează pe mişcarea (rectilinie, circulară sau vibratorie) unui strat de seminţe la suprafaţa unor site orizontale sau înclinate perforate;

c) separarea pe baza diferenţei de viteză de plutire – se face cu ajutorul unui curent de aer care trece prin amestecul de seminţe şi impurităţi antrenând impurităţile mai uşoare decât seminţele şi separându-le.

Utilaje de curăţire: – separator - aspirator (tarar); – vibroaspirator Sagenta; – postcurăţitor Miag

� Uscarea este procesul prin care se îndepărtează cel puţin 4% din umiditatea iniţială a seminţelor (de la 12-14% iniţial se ajunge la 8-10% final).

Scopul uscării este de a evita fenomenele de autoîncingere şi autoaprindere prin încetinirea proceselor chimice şi biochimice.

Temperatura la care se realizează uscarea este de 60°C. O temperatură mai mare poate denatura termic proteinele din seminţele de floarea-soarelui şi degradarea calităţii uleiului din seminţe.

Agenţi de uscare folosiţi: aer cald, amestec de aer cu gaze de ardere.

Utilaje de uscare: – cu tambur rotativ orizontal – coloane verticale cu mai multe zone – în strat fluidizat, cu curenţi de aer de înaltă frecvenţă.

� Decoj i rea (decort icarea)

Scopul decojirii: Coaja seminţelor oleaginoase are un conţinut de ulei foarte redus (0,5-3%) şi un conţinut ridicat de celuloză (52-60% raportat la substanţa uscată). Din această cauză, coaja constituie un material inert în procesul de prelucrare şi nedorit în compoziţia şroturilor.

Această operaţie se execută în special în cazul seminţelor care conţin o cantitate mare de coajă care nu aderă la miez. Boabele de soia nu sunt decorticate decât în cazul obţinerii unui şrot destinat extragerii proteinelor pentru consum uman.

A v a nt a je l e operaţiei de decojire:

- creşte capacitatea zilnică a instalaţiilor de presare şi extracţie; - se îmbunătăţeşte calitatea şroturilor prin scăderea conţinutului în celuloză (la floarea-soarelui, în

coajă există 52-60% celuloză); - se reduce uzura utilajelor de prelucrare; - se reduc pierderile de ulei în şrot deoarece coaja absoarbe ulei, care se îndepărtează greu la

extracţie.

După decojire, miezul trebuie să conţină circa 8% coajă, procent care favorizează buna desfăşurare a proceselor de presare şi extracţie.

Decojirea cuprinde 2 etape:

a) spargerea şi detaşarea cojii de miez; b) separarea cojii din amestecul rezultat.

a) Spar ger ea ş i detaşarea co j i i de miez

Această operaţie se bazează pe principiul lovirii repetate a seminţelor de floarea soarelui, urmată de fisurarea, spargerea şi detaşarea cojii de miez. Utilajul în care se realizează operaţia se numeşte tobă de spargere şi este compus dintr-un tambur rotativ prevăzut cu palete, iar suprafaţa interioară a tobei de spargere este ondulată, ceea ce permite mărirea suprafeţei de impact cu sămânţa proiectată de palete.

Viteza medie de lovirea acestora, necesară spargerii seminţelor este de 18-25 m/s, ceea ce înseamnă la un diametru al tamburului egal cu 800 mm, o viteză unghiulară de 550-610 rot/min.

Astfel, masa de seminţe este alimentată în tobă, iar paletele fixate pe tamburul rotativ lovesc seminţele şi le proiectează pe suprafaţa interioară ondulată a tobei unde suferă o a doua lovire. În urma acestor loviri repetate, coaja se fisurează, fisurile se măresc şi determină desprinderea cojii de miez.

La baze tobei de spargere se acumulează amestecul format din seminţe întregi, coji şi miez, care se separă ulterior.

b ) S epar ar ea co j i i d in amestecu l r ezu l tat se face pr in două metode:

- după diferenţa de mărime – cernere prin site; - după diferenţa de greutate – aspiraţia cu un curent de aer.

Din procesul de separare rezultă două fracţiuni:

i miez industrial 75 - 85% din amestec şi 6-8% coajă păstrată din considerente tehnologice (facilitează formarea capilarelor de scurgere a uleiului la presare şi apoi la extracţie);

i coajă eliminată 15 - 25% din amestec; aceasta a antrenat o cantitate mică de miez (0,4 – 1%).

U t i l a j e cu ajutorul cărora se realizează operaţia de decojire sunt reprezentate de toba de spargere şi separatorul de coji.

2 . 2 . M ăc i n a r e a s em i n ţ e l o r d e f l o ar e a - s oa r e l u i

Măcinarea este operaţia prin care materia primă oleaginoasă este mărunţită sub acţiunea forţelor mecanice în particule de dimensiuni mici din care să se poată face separarea uleiului cu randament maxim.

Măcinarea are ca efect deschiderea celulelor (oleoplastelor) în vederea îndepărtării mai uşoare a uleiului la presare şi extracţie. Astfel, printr-o bună măcinare, se deschid circa 70-80% din totalul celulelor. Structura lor intracelulară este distrusă prin acţiunea mecanică de măcinare iar uleiul se aglomerează în picături fine, se elimină din canalele oleoplasmei şi este reţinut sub forma unor pelicule la suprafaţa şi în capilarele măcinăturii. O cantitate de ulei rămâne în celulele nedeschise (20-30% din totalul celulelor), eliberarea lui fiind dificilă.

Gradul de măcinare este deosebit de important pentru desfăşurarea ulterioară a procesului tehnologic, influenţând în special presarea şi extracţia uleiului. Astfel, o măcinătură prea fină se aglomerează în timpul tratamentului hidrotermic, mărind solicitarea braţelor amestecătoare ale toasterelor. De asemenea, dimensiuni mici ale particulelor de măcinătură îngreunează presarea uleiului şi scăderea randamentului de recuperare a uleiului prin presare datorită colmatării capilarelor de scurgere a uleiului.

U t i l a j e le cu ajutorul cărora se realizează măcinarea sunt, în funcţie de tipul seminţelor supuse măcinării, precum şi a particulelor ce trebuie obţinute: valţuri, concasoare, mori cu ciocane.

Valţur i le sunt alcătuite din 2 tăvălugi metalici (din oţel) goi în interior, cu suprafaţă netedă sau rifluită, aflaţi în mişcare de rotaţie; mărunţirea se realizează sub acţiunea forţelor de compresiune, de tăiere sau frecare. Astfel, există mai multe situaţii:

- ambii cilindri netezi, cu viteze egale: măcinarea are loc sub acţiunea forţelor de compresiune; - ambii cilindri rifluiţi, cu viteze egale: măcinarea are loc sub acţiunea forţelor de frecare; - ambii cilindri rifluiţi, cu viteze diferite: măcinarea are loc sub acţiunea forţelor de frecare şi forfecare.

Dimensiunile particulelor măcinăturii depind de distanţa dintre tăvălugi, de tipul suprafeţei acestora, precum şi de viteza relativă (viteza cu care se rotesc unul în raport cu celălalt).

Concasoar e le sunt utilaje folosite la mărunţirea brochenului (turtele care rezultă la presarea măcinăturii), care produce lângă obţinerea unui brochen cu granulaţia necesară, distrugerea structurii interioare secundare, ceea ce permite eliberarea uleiului din aglomerările formate şi uşurarea extracţiei.

Mor i le cu c iocane sunt folosite la măcinarea şrotului, destinat alimentaţiei animalelor.

2 . 3 . T r a t a m e nt u l h i dr o t e rmi c ( p r ăj i r e a)

Tratamentul hidrotermic este o operaţie realizată sub acţiunea combinată a căldurii şi a apei efectuat sub o amestecare continuă. Acest tip de tratament se poate aplica în patru situaţii diferite:

- înainte de presare, asupra măcinăturii obţinute la valţuri; - înainte de extracţie, asupra brockenului de la presare, după concasare; - înainte de aplatizarea materialului oleaginos; - înainte de extracţie, asupra paietelor aplatizate.

S copur i le acestei operaţii sunt următoarele:

- îmbunătăţirea condiţiilor de separare a uleiului din măcinătură; - reducerea vâscozităţii şi a tensiunii superficiale a uleiului; - îmbunătăţirea condiţiilor de scurgere a uleiului la presare.

Faze le t r atamentu lu i h idr otermic :

i Um ec t ar e a ş i î n c ă l z i r e a m ă c i n ăt u r i i . Principalul scop al umectării îl constituie separarea uleiului pelicular. Operaţia constă în îmbibarea cu apă a măcinăturii: apa are capacitatea de a anula tensiunea superficială care reţine uleiul în măcinătură în formă peliculară, deci se favorizează eliberarea şi scurgerea acestuia la presare.

În acelaşi timp, prin introducerea apei în măcinătură, proteinele conţinute de aceasta se îmbibă, îşi măresc volumul presează asupra capilarelor, le micşorează secţiunea favorizând îndepărtarea uleiului. De menţionat faptul că la început viteza de îmbibare a măcinăturii cu apă este mare, apoi scade pe măsură ce măcinătura se saturează în apă. Viteza de îmbibare depinde de condiţiile de umectare cât şi de conţinutul în ulei (este invers proporţională cu cantitatea de ulei din măcinătură).

Celulele rămase întregi după măcinare suferă şi ele transformări în timpul umectării. Astfel, acestea se umflă, iar la încălzirea ulterioară se sparg eliberând uleiul conţinut.

Umectarea şi încălzirea trebuie realizate simultan pentru a stopa activitatea enzimelor care ar putea mări aciditatea uleiului, în prezenţa apei.

i P ră j i re a - u sc a re a – măcinătura este încălzită în vederea modificării structurii şi a proprietăţilor acesteia precum şi a reducerii umidităţii. Încălzirea se realizează treptat şi începe o dată cu umectarea măcinăturii şi progresează astfel încât la sfârşitul operaţiei se înregistrează temperatura cea mai ridicată iar apa se evaporă intens.

Încălzirea determină producerea unor modificări de natură fizico-chimică şi coloidală asupra celor două faze (lichidă şi solidă) ale măcinăturii.

Modificarea fazei lichide. Modificările de natură fizică aduse fazei lichide a măcinăturii constau în scăderea vâscozităţii uleiului şi a tensiunii superficiale a acestuia, precum şi în evaporarea apei din măcinătură. Scăderea vâscozităţii uleiului este rapidă o dată cu creşterea temperaturii. La temperaturi de peste 60°C, scăderea vâscozităţii evoluează după un palier mai lent.

Scăderea vâscozităţii uleiului şi a tensiunii superficiale a acestuia uşurează eliminarea lui din măcinătură şi scurgerea lui la presare.

În timpul tratamentului hidrotermic pot avea loc şi modificări de natură chimică şi biochimică: oxidarea uleiului şi creşterea conţinutului în hidroxiacizi. Aceste procese au loc însă cu viteze foarte reduse deoarece durata tratamentului este mică.

Modificarea fazei de gel (coloidale). În timpul tratamentului hidrotermic, proteinele se denaturează şi determină distrugerea structurii celulare. Structura fazei solide devine elastică şi afânată, ceea ce favorizează scurgerea uleiului sub acţiunea presiunii sau a dizolvantului. Denaturarea termică se produce în prezenţa apei şi este cu atât mai intensă cu cât umiditatea măcinăturii este mai ridicată.

Pe lângă transformările chimice, în prima etapă a tratamentului hidrotermic au loc în măcinătura umectată şi procese biochimice: creşterea activităţii lipazelor care are ca efect mărirea acidităţii uleiului prin hidroliza triacilglicerolilor. Activitatea enzimatică scade în a doua etapă a tratamentului hidrotermic, deoarece sub acţiunea temperaturii sunt inactivate enzimele. De aceea, se recomandă ca umectarea materialului oleaginos să se realizeze în prima fază a tratamentului concomitent cu ridicarea rapidă a temperaturii până la 60-70°C când încetează activitatea enzimatică.

În faza a doua a tratamentului hidrotermic (ridicarea temperaturii) are loc desfacerea agregatelor mai mari şi tasarea particulelor, ceea ce se explică prin scăderea umidităţii, denaturarea termică a proteinelor şi separarea uleiului pe suprafaţa particulelor.

De asemenea, prin prăjire rezultă o modificare pronunţată a plasticităţii măcinăturii. Datorită scăderii umidităţii şi a denaturării proteinelor, plasticitatea măcinăturii scade atingând valori optime pentru presare.

U t i l a j e le care intră în alcătuirea instalaţiei de tratament hidrotermic sunt:

- prăjitoare verticale cu corp cilindric (toastere) cu compartimente multietajate (Krupp); - prăjitoare orizontale cu mai multe corpuri; - prăjitoare în pat fluidizat.

P r esar ea măcinătur i i

Este operaţia tehnologică prin care se separă uleiul din măcinătură prin aplicarea unei forţe de presarea asupra măcinăturii prelucrate prin tratament hidrotermic. Presarea are ca produşi b r o c h e n u l (măcinătura epuizată în ulei) şi u l e i u l b r u t d e p r e s ă .

Operaţia se face numai în cazul materiilor prime oleaginoase cu un conţinut de ulei mai mare de 30% deoarece randamentul presării este 80-85%, restul uleiului fiind obţinut prin extracţie.

Prin presarea particulelor de măcinătură unele de altele, începe procesul de separare a uleiului de faza de gel: iniţial se separă uleiul de la suprafaţa particulelor, iar după un timp, sub acţiunea presiunii exercitate începe deformarea şi comprimarea puternică a particulelor. Când spaţiul dintre suprafeţele particulelor devine foarte mic, uleiul nu mai poate fi eliminat.

Factorul principal care defineşte modul de realizare al presării este presiunea. Cu cât presiunea este mai mare, cu atât contactul între suprafeţele interioare şi exterioare ale măcinăturii creşte, cu atât se elimină mai bine uleiul din spaţiile care se crează între aceste suprafeţe, iar viteza de scurgere a uleiului este mai mare.

Creşterea presiunii asupra măcinăturii trebuie să fie însă aplicată treptat deoarece o presiune prea mare la începutul presării duce la colmatarea capilarelor, reducându-se randamentul la presare.

Lungimea capilarelor trebuie să fie cât mai mică şi este influenţată de grosimea stratului de material.

Randamentul maxim în ulei se poate obţine prin îmbunătăţirea proprietăţilor structural-mecanice ale măcinăturii favorizate de decojire, măcinare şi tratamentul hidrotermic corespunzătoare.

Durata presării trebuie să permită scurgerea uleiului şi depinde de:

- caracteristicile fizico-chimice ale măcinăturii - caracteristicile constructive şi funcţionale ale presei - grosimea brochenului la ieşirea din presă.

În timpul presării, măcinătura suferă o serie de modificări fizico-chimice:

- reducerea umidităţii materialului datorită încălzirii; - trecerea unei părţi din fosfatide din faza de gel în cea de ulei; - formarea de combinaţii melanoidinice la temperaturi mai mari de 100°C prin interacţiunea dintre

grupările NH2 ale proteinelor şi grupările CHO ale glucidelor ducând la închiderea culori măcinăturii şi a uleiului;

- pigmenţii naturali liposolubili se solubilizează în ulei.

U t i l a j e le necesare realizării presării măcinăturii se numesc prese şi pot fi de mai multe tipuri, în funcţie de productivitate, de turaţie, putere şi, în special, de randamentul dorit.

- presa Tehnofrig TPU: - productivitate 2 t/h măcinătură - turaţia 2,5 rotaţii/min. - putere 20 kW - reduce uleiul din turte până la 18-20%

- superpresa Goliat: ulei în turte 5%

Uleiul brut obţinut după presare se purifică prin sedimentare şi se elimină excesul de umiditate. Operaţiile principale de purificare a uleiului brut de presă sunt: separarea sedimentului cu site vibratoare, decantarea, uscare sub vid, răcirea, filtrarea uleiului.

2 . 4 . E x tr a c ţ i a c u s o l v e n ţ i

Extracţia cu solvenţi a uleiului de floarea-soarelui din măcinătură cuprinde mai multe operaţii:

2.4.1. Extracţia propriu-zisă 2.4.2. Distilarea miscelei 2.4.3. Recuperarea solventului din şrot şi condensarea acestuia

2 . 4 .1 . E xt r ac ţ ia p ro p r i u - z i s ă

Extracţia este procesul tehnologic prin care, dintr-un amestec de substanţe se separă un anumit component pe baza solubilizării lui într-un solvent. În vederea extracţiei uleiului, materialul oleaginos (faza solidă) este amestecat cu solventul (faza lichidă). În timpul amestecării, uleiul este solubilizat în benzina de extracţie cu care formează o soluţie denumită m is c e l ă . Materialul solid degresat care rămâne după extracţie se numeşte ş r ot .

Extracţia se utilizează ca metodă unică de separare a uleiului din materialele oleaginoase sărace în ulei (soia, germeni de porumb etc.). Altfel, ea se aplică suplimentar după presarea materialului oleaginos tratat hidrotermic, schema de presare-extracţie asigurând o recuperare a uleiului de 98%.

Extracţia uleiului este o operaţie tipică de transfer de substanţă care se realizează prin solubilizarea uleiului într-un dizolvant în care celelalte componente sunt insolubile. Rolul preponderent în extracţie îl joacă difuzia care poate fi de mai multe feluri: moleculară, prin convecţie sau prin membrane celulare.

- D i f u z i a m o l e c u la r ă . În acest caz, omogenizarea concentraţiilor se realizează sub acţiunea agitaţiei moleculare. Factorul motor al difuziei este cu atât mai mare cu cât diferenţa de concentraţie este mai mare, ceea ce face să crească energia cinetică a moleculelor. Viteza de difuzie este dată de relaţia:

τ⋅=

dS

dGv , kg/(m2·h), unde:

v – viteza de difuzie (cantitatea de substanţă ce difuzează în unitatea de timp, kg/(m2·h); G – cantitatea de substanţă, kg; Sd – suprafaţa de difuzie, m2; τ – timpul de difuzie, h.

Cantitatea de substanţă care difuzează în unitatea de timp, pe unitatea de suprafaţă corespunde unui vector proporţional cu gradientul de concentraţie, cu direcţia şi sensul în care are loc difuzia. Reprezentarea matematică a acestui fapt este dată de legea lui Fick:

τ⋅⋅⋅−=dx

dcSDG legea lui Fick, unde:

dx

dc - variaţia concentraţie pe unitatea de drum (distanţă parcursă de substanţa care difuzează); gradient de

concentraţie; D – coeficient de difuzie moleculară; S – suprafaţa de difuziune; τ – timpul de difuzie.

Coeficientul de difuzie moleculară este direct proporţional cu temperatura amestecului şi invers proporţional cu vâscozitatea dizolvantului şi cu dimensiunile moleculelor care difuzează.

- D i f u z i a pr i n c o n ve c ţ ie . Este un proces fizic de omogenizare a concentraţiilor unui amestec prin deplasări ale unor porţiuni macroscopice de fluid în mişcare turbulentă, masa trecând dintr-o fază în alta prin mişcarea unei faze în raport cu cealaltă. Difuzia prin convecţie este însoţită de difuzia moleculară şi se exprimă prin relaţia:

τβ ⋅⋅⋅−=dx

dcSGconv , unde:

β – coeficient de difuzie prin convecţie.

Transferul de substanţă în procesul de extracţie a uleiului este un proces de difuzie care implică numai primele două tipuri de difuzie.

C o n d i ţ i i le o p t im e pentru desfăşurarea procesului de extracţie sunt:

- prelucrarea materialului oleaginos adus la umiditatea optimă, care în funcţie de metoda de extracţie variază între 6-9%;

- formă şi dimensiuni potrivite ale particulelor de măcinătură, măcinătura prea fină colmatează instalaţia; se preferă forma de paiete care se menţine nemodificată pe parcursul extracţiei. Particulele se pot lipi între ele, ceea ce conduce la micşorarea “canalelor de drenaj”, fapt care înrăutăţeşte circulaţia miscelei şi reduce gradul de extracţie a uleiului;

- un grad avansat de destrămare a structurii celulare: materialul supus extracţiei nu trebuie să conţină celule nesparte;

- viteză mare de circulaţie a solventului care să asigure un gradient de concentraţie mare, în fiecare moment al extracţiei; viteza şi gradul de extracţie a uleiului depind de grosimea stratului de material deoarece concentraţia miscelei în ulei creşte la traversarea stratului.

- temperatură optimă de lucru, limitată la 55°C, din considerente de securitate.

- la extracţie trec în ulei din materia primă în miscelă ceruri, fosfatide, pigmenţi.

Înainte de extracţia propriu-zisă, materialul supus extracţiei (brochenul) trebuie măcinat astfel încât să aibă particule cu dimensiunea de 3-12 mm. După măcinare (realizată în concasoare) brochenul este condiţionat hidrotermic în toastere, aplatizat şi paietat (paietele obţinute au grosimea de 0,2-0,3 mm).

B . E t a p e l e p ro ce s u l u i d e e xt r ac ţ ie

1. Etapa de difuzie moleculară a uleiului din interiorul particulei către exteriorul ei; 2. Etapa de difuzie moleculară a uleiului prin stratul de la suprafaţa exterioară a particulelor la suprafaţa

solventului care înconjoară particulele; 3. Etapa de difuzie prin convecţie a uleiului de la stratul de separare către miscela în mişcare. În practica industrială, procesul de extracţie are loc simultan dintr-o mulţime de particule aflate în strat, în mişcare sau în strat imobil, când se recirculă numai solventul. Solvenţii de extracţie folosiţi trebuie să fie nepolari, hidrofobi, cu constanta dielectrică apropiată de cea a uleiului. Ideal, un solvent trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: - să dizolve repede şi uşor uleiul, fără să extragă şi alte substanţe; - să nu distrugă aparatura în procesul de extracţie; - să nu lase miros străin după distilarea miscelei; - să aibă compoziţie omogenă, stabilă, un punct de fierbere constant; - să nu fie miscibil cu apa; - să nu-şi schimbe compoziţia şi proprietăţile la depozitare; - să nu formeze amestec exploziv cu aerul; - să fie ieftin.

Benzina de extracţie este solventul care îndeplineşte cea mai mare parte din condiţiile impuse unui solvent, motiv pentru care este utilizată în industria uleiului în etapa de extracţie. Caracteristicile benzinei de extracţie sunt: - temperatura de fierbere: 65-68°C; - concentraţia periculoasă în aer: 47-270g/cm3

- în amestec cu aerul se aprinde la 250°C;

- vaporii de benzină se aprind uşor;

- este mai grea decât aerul de 2,7 ori.

C . M et o de de e xt r ac ţ i e

1. Metoda scufundării (imersării). Extracţia se desfăşoară prin metoda degresării succesive a materialului oleaginos în contracurent (solventul proaspăt se introduce peste materialul cel mai degresat, iar miscela concentrată peste materialul proaspăt).

Extracţia de realizează în prezent în extractorul Bernardini cuplat cu un percolator şi extractorul orizontal EMI;

2. Metoda stropirii repetate (percolare) cu dizolvant a materialului care se deplasează pe un transportor oarecare. Materialul cel mai degresat este stropit cu dizolvant proaspăt, iar materialul proaspăt este stropit cu miscela cea mai concentrată.

3. Metoda mixtă este metoda prin care materialul proaspăt se umectează bine cu miscela concentrată, apoi se degresează pe transportorul extractorului, în continuare, prin percolare cu miscelă, apoi cu dizolvant proaspăt.

D . U t i la j e ş i i n s t a l aţ i i f o l o s i te la e xt r a cţ ie

- Extractorul Rotocel utilizează ca principiu de funcţionare extracţia mixtă

Caracteristici funcţionale:

- durata extracţiei = 100-300 minute; - grosimea stratului de material = 1,3-1,5 m; - concentraţia miscelei = 18%; - conţinutul de ulei în şrot = 1-1,2%; - debitul de miscelă recirculată = 12-18 m3/h; - capacitatea = 180 t/zi.

- Extractorul Carusel utilizează ca principiu de funcţionare metoda percolării.

Caracteristici funcţionale:

- durata extracţiei = 95-135 minute; - grosimea stratului de material = 1,8-2 m; - concentraţia miscelei = 22-25%; - conţinutul de ulei în şrot = 0,7-0,8%; - debitul de miscelă recirculată = 12-18 m3/h; - capacitatea = 180 t/zi.

- Extractorul DeSmet este un transportor orizontal cu sită care utilizează ca principiu de funcţionare metoda percolării.

Caracteristici funcţionale:

- durata extracţiei = 135-150 minute; - grosimea stratului de material = 1,0-1,7 m; - concentraţia miscelei = 25%; - conţinutul de ulei în şrot = 1%; - debitul de miscelă recirculată = 10 m3/h; - capacitatea > 200 t/zi.

2 . 4 .2 . D i s t i l a re a m is ce l e i

Miscela obţinută la extracţie reprezintă ulei solubilizat în solvent. Aceasta trebuie separată în cele două faze componente: uleiul şi benzina de extracţie (care se recirculă, făcându-se astfel şi economie de solvent). Principiul pe care se bazează separarea solventului din miscelă este diferenţa de volatilitate a celor două faze ale amestecului. În practică, se realizează prin încălzirea miscelei la temperatura de fierbere a solventului (63-65°C), când aceasta se evaporă şi este ulterior recuperată prin condensare.

Înainte de separarea uleiului, miscela trebuie purificată fizic de impurităţile antrenate în procesul de extracţie: prin decantare, filtrare, centrifugare.

În vederea micşorării timpului de distilare, se poate mări suprafaţa de contact dintre benzină (miscelă) şi agentul de încălzire (aer cald). Acest lucru se poate realiza prin: pulverizarea miscelei în distilator; barbotarea de aer cald în miscelă; distilarea în peliculă, caz în care miscela curge pe un perete vertical, în strat subţire, în contact cu aerul cald.

Recuperarea solventului din miscelă decurge în două etape:

� P re d i s t i l a re – operaţie în care miscela este concentrată până la 35-45% ulei, într-un schimbător de căldură tubular, apoi într-un economizor (evaporator tubular sau pelicular) la un vacuum de 400 mmHg şi temperatura de 90-95°C.

� D i st i l a re a f i na l ă realizată la temperaturi de 105-110°C şi un vacuum de 720-730 mmHg în coloane cu blază, cu talere sau prin introducere de abur direct.

2 . 4 .3 . Re c u pe r a re a so lv e nt u l u i d i n ş r o t

După extracţia uleiului, şrotul conţine 25-50% solvent la suprafaţă şi în capilarele particulelor. Îndepărtarea solventului din şrot este asemănătoare ca principiu de separare cu cel al uscării, numai că în acest caz lichidul care trebuie evaporat este solventul (benzina de extracţie) şi nu apa. Dezbenzinarea şrotului şi toastarea lui se poate face în toastere cu 4-10 compartimente. Fiecare compartiment este încălzit la paliere diferite de temperatură, aşa încât benzina se evaporă treptat şi este recuperată apoi condensată şi reintrodusă în extracţie.

Pentru obţinerea de şroturi destinate făinurilor alimentare se utilizează instalaţia “Flash” care lucrează în sistem HTST (High Temperature Short Time).

2 . 5 . R a f i n ar e a u l e i u l u i br u t d e f l o a r e a -s oa r e l u i

Uleiurile vegetale brute conţin, pe lângă trigliceride naturale şi substanţe de însoţire: suspensii mecanice, mucilagii, acizi graşi liberi, substanţe colorante, ceruri, substanţe odorante. Conţinutul lor variază între 1-4% şi depinde de:

- materia primă: gradul de maturitate, compoziţia chimică, condiţiile de depozitare şi păstrare, procesul tehnologic de obţinere a uleiului brut:

- procesul tehnologic de obţinere a uleiului brut: presare, extracţie, presare urmată de extracţie. În uleiurile brute, substanţele de însoţire se găsesc sub diferite forme: particule solide dispersate în ulei; soluţii sau suspensii de natură coloidală; substanţe solubile în ulei. În timpul rafinării, o dată cu impurităţile menţionate se îndepărtează şi substanţele valoroase precum vitaminele liposolubile (A, D, E) pierzându-se şi o anumită cantitate de ulei, antrenată cu substanţele de însoţire îndepărtate.

Fig. 2.3. Schema tehnologică de rafinare a uleiului de floarea-soarelui

DESMUCILAGINARE

Ulei brut

NEUTRALIZARE

Acid oxalic Acid tartric (L & D) Acid malic Acid fumaric (trans) Acid acetic Acid maleic Acid citric H3PO4 H2SO4

HCl Acid formic HNO3

Na2CO3+ NaOH (+NaCl) CaO Ca(OH)2 NaOH KOH HIDROGENARE

INTERESTERIFICARE

DECOLORARE N.B.E. (Ulei uscat)

A.B.E. (T.D.A.) Carbon activ

HIDROGENARE INTERESTERIFICARE

VINTERIZARE

DEZODORIZARE Abur Azot CO2

VINTERIZARE FRACłIONARE

ULEI RAFINAT

Fosfatide Aminofosfatide Proteine Mucilagii

Acizi graşi liberi

Glucolipide

Ioni metalici

Mono- şi digliceride

Produse oxidate

Pesticide Compuşi policiclici Hidrocarburi policiclice aromate (PAH)

PigmenŃi CLOROFILĂ XANTOFILĂ CAROTEN

Compuşi de aromă şi miros

Rafinarea uleiurilor vegetale brute presupune parcurgerea unei serii de etape:

2 . 5 .1 . D e sm uc i l a g i n ar e a / d e g um ar e a u le iu l u i 2 . 5 .2 . N e ut r a l i za r ea ş i s p ă l a re a u le i u l u i 2 . 5 .3 . D e co lo ra r ea u le i u l u i 2 . 5 .4 . V i n te r i z ar e a ( de ce r u i re a ) u l e i u l u i 2 . 5 .5 . D e zo do r i z a re a

2 . 5 .1 . D e sm uc i l a g i n ar e a / d e g um ar e a u le iu l u i

Uleiul brut conţine substanţe mucilaginoase (fosfatide, albumine) sub formă coloidală, în suspensie sau dizolvate.

Prezenţa mucilagiilor în ulei şi în special a fosfatidelor are următoarele influenţe pe parcursul procesului de rafinare a uleiurilor vegetale:

- la depozitarea şi transportul uleiului brut, atunci când umiditatea uleiului depăşeşte 0,15%, fosfatidele se hidratează şi se depun la baza recipienţilor;

- la neutralizare, datorită capacităţii lor de emulsionare acestea antrenează cantităţi importante de ulei, mărind astfel pierderile, cu efect negativ asupra randamentului operaţiei;

- la decolorare, prezenţa lor duce la inactivarea pământului decolorant prin blocarea centrilor activi şi reduce dimensiunile stratului filtrant;

- la dezodorizare, produc închiderea la culoare a uleiului şi apariţia unui miros dezagreabil.

Eliminarea fosfatidelor din uleiul de floarea-soarelui trebuie să se facă rapid şi cât mai eficient prin una din metodele următoare:

- metode fizico-chimice: hidratarea şi tratamentul cu adsorbanţi; - metode fizice: tratamentul termic; - metode chimice: tratamentul cu acid sulfuric, citric, acid clorhidric, fosforic sau tratamentul alcalin; - metode enzimatice: procedeul Enzymax.

Metoda prin hidratare se bazează pe faptul că în prezenţa apei, la cald, fosfatidele, albuminele şi complecşii acestora (mucilagiile) îşi pierd solubilitatea în ulei şi precipită în flocoane care pot fi ulterior separate prin sedimentare sau centrifugare.

Cefalinele şi inozitolfosfolipidele necesită prezenţa acidului citric pentru hidratare, prin urmare eliminarea lor se va face prin adăugarea peste uleiul brut a unei soluţii de acid citric 20% în proporţie de 1-2%, raportată la cantitatea de ulei, iar operaţia decurge la 90°C.

Eficacitatea hidratării depinde de: natura şi cantitatea agentului de hidratare, temperatura, mărimea suprafeţei de contact şi modul de separare a mucilagiilor precipitate.

Instalaţia de desmucilaginare Sharples cuprinde:

- schimbător de căldură pentru ulei - rezervor de hidratare cu agitator - separator centrifugal.

Uleiul brut purificat de impurităţile mecanice este omogenizat şi preîncălzit în schimbătorul de căldură la 50°C înainte de intrarea în instalaţie (desmucilaginarea decurge optim la temperaturi de 45-50°). În continuare, uleiul este introdus în rezervorul de hidratare unde se adaugă apă cu temperatura de 50°C în proporţie de 2-3%. Aici este menţinut 22 minute, timp în care are loc hidratarea fosfatidelor.

Amestecul de ulei-fosfatide hidratate deversează prin preaplin şi este alimentat în separatoarele centrifugale unde are loc separarea uleiului desmucilaginat şi a mucilagiilor. Mucilagiile separate antrenează 30-35% ulei.

2 . 5 .2 . N e ut r a l i za r ea ş i s p ă l a re a u le i u l u i

Scopul neutralizării este eliminarea acizilor graşi liberi din uleiurile comestibile. O aciditate ridicată a uleiului modifică atât caracteristicile senzoriale cât şi stabilitatea uleiului în timpul depozitării, motiv pentru care trebuie îndepărtaţi.

În funcţie de aciditatea uleiului, metoda prin care se neutralizează aceasta poate fi:

- neutralizare alcalină: la o aciditate liberă < 7%; - neutralizare prin distilare: la o aciditate liberă 7-30%; - neutralizare prin esterificare: la o aciditate liberă > 30%.

Neutralizarea alcalină constă în următoarele etape:

Reacţia propriu-zisă

R-COOH + NaOH = RCOONa + H2O

soapstock (săpun)

Reacţia de neutralizare necesită un exces de alcalii pentru a deplasa echilibrul reacţiei către dreapta şi pentru a neutraliza în totalitate acizii graşi liberi (până la o aciditate admisă de standarde de 0,02-0,05% acid oleic). Excesul de alcalii trebuie să fie, la neutralizarea uleiului de floarea-soarelui şi soia de 10-30%, raportat la cantitatea de ulei.

Tratamentul alcalin se realizează în amestecătoare cu agitator, iar separarea soapstock-ului se face în separatoare centrifugale.

I n s t a l aţ i a d e n e ut r a l i z a r e Sharples cuprinde:

- preîncălzitor de ulei tip ţeavă-n ţeavă: temperatura la care are loc neutralizarea, în condiţii optime din punct de vedere tehnologic este de 60-70°C, prin urmare uleiul şi soluţia alcalină trebuie să aibă această temperatură. Menţinerea temperaturii la această valoare pe parcursul neutralizării se realizează prin reglarea automată a debitului de abur cu care are loc încălzirea uleiului.

- reactor pentru prepararea soluţie alcaline (amestecătoare rotative, cu dispozitive de amestecare); - dozator de soluţie alcalină - reactor de neutralizare cu agitator: în care se desfăşoară reacţia de neutralizare; - supercentrifugă pentru separarea soapstock-ului.

Separarea soapstock-ului

Pentru un bun randament, separarea soapstock-ului se face prin centrifugare. Săpunul separat este dirijat către industria de cosmetice servind ca bază pentru diferite produse.

Spălarea uleiului

Uleiul se spală de 2 ori cu 10% apă cu temperatura de 90-95°C. Apa trebuie dedurizată în cazul în care duritatea este mai mare de 5 grade germane de duritate. Folosirea unei ape cu duritate mai mare (cantitate mare de Ca) conduce la pierderi în ulei. Explicaţia constă în faptul că ionii de calciu reacţionează cu acizii graşi, se formează săpunul de calciu, insolubil în apă.

Uscarea uleiului

Uleiul spălat conţine umiditate 0,2-0,5% care trebuie neapărat îndepărtată. Umiditatea în exces favorizează hidroliza triacilglicerolilor cu mărirea acidităţii libere a uleiurilor. În plus, uleiul cu umiditate ridicată se va tulbura la depozitare. De asemenea, urmele de umiditate din ulei inactivează materialele adsorbante folosite la decolorarea uleiurilor.

Uscarea uleiului se realizează printr-un proces de autoevaporare în uscătoare verticale, compartimentate care lucrează sub vid (10-20 mmHg). Nu este necesară încălzirea uleiului deoarece la 85-90°C, temperatura cu care uleiul intră în uscător, presiunea de vapori a apei este mai mare decât cea din aparat, deci aceasta se va evapora. Uleiul uscat conţine maximum 0,05% umiditate.

2 . 5 .3 . D e co lo ra r ea u le i u l u i ( a l b i re a)

Uleiul destinat consumului trebuie să fie puţin colorat şi să prezinte un aspect strălucitor şi limpede. Pigmenţii care colorează uleiul brut de floarea-soarelui sunt:

- naturali, din materia primă: - clorofilieni, carotenoidici - din prelucrările anterioare: - melanoidinici, formaţi prin reacţia Maillard.

Decolorarea se realizează prin adsorbţia pigmenţilor pe pământ sau cărbune decolorant.

Decolorarea prin adsorbţie are loc prin introducerea sub agitare a pământului decolorant în uleiul neutralizat şi uscat. Uleiul trebuie încălzit la 80°C, temperatura optimă la care are loc adsorbţia pigmenţilor. Pământul decolorant se introduce în ulei, sub vacuum, se asigură un timp de contact. Durata de decolorare (de contact pământ-ulei) depinde de cantitatea de pământ decolorant: cu cât cantitatea este mai mare, cu atât durata de decolorare este mai mică. Durata optimă decolorării este de 15-20 minute.

Decolorarea se realizează obligatoriu sub vid pentru a se preveni oxidarea uleiului, reacţie facilitată de prezenţa oxigenului atmosferic.

Cantitatea de pământ decolorant folosită este de 0,5-5% în funcţie de natura uleiului şi de efectul decolorant dorit. După decolorare, se separă uleiul de pământul decolorant prin filtrare.

O instalaţie de decolorare cuprinde: - dozator de pământ decolorant; - malaxor pentru prepararea suspensiei de pământ; - reactoare de decolorare; - filtru pentru separarea pământului.

2 . 5 .4 . V i n te r i z ar e a ( de ce r u i re a ) u l e i u l u i

Este operaţia prin care se elimină din ulei cantitatea cea mai mare de ceruri şi gliceride ale acizilor graşi saturaţi care solidifică la 15-20°C producând tulburarea uleiurilor.

Vinterizarea constă în cristalizarea cerurilor şi a gliceridelor saturate urmată de separarea acestora prin filtrare sau centrifugare. Separarea este cu atât mai eficientă cu cât temperatura la care are loc este mai aproape de 0°C.

Cristalizarea poate avea loc spontan (34-38 ore) sau prin amorsare (iniţiere) cu germeni de cristalizare (suport de Kieselgur) pe care se acumulează microcristalele de ceruri formând cristale mai mari. În acest caz, la t = 0-6°C vinterizarea durează 8 ore.

Uleiul decolorat este răcit progresiv de la 40°C la 4-6°C, se amestecă cu o cantitate de 0,4-0,6% suspensie de Kieselgur. Se menţine 2-3h în răcitor şi apoi este introdus în maturator unde are loc mărirea cristalelor prin recircularea uleiului prin traversarea unor şicane orizontale. Din aparatul de maturare, uleiul intră într-

un schimbător de căldură unde se încălzeşte la 12-18°C şi apoi este trecut în filtrele aluvionare unde se filtrează.

V i n t e r i z a re a c l a s ic ă D e Sm e t (cea mai utilizată) necesită: - schimbător de căldură cu plăci şi cu serpentină pentru răcirea uleiului; - aparat de răcire progresivă; - aparat de maturare a cristalelor; - filtru aluvionar pentru separarea cerurilor; - malaxor pentru prepararea suspensiei de Kieselgur.

2 . 5 .5 . D e zo do r i z a re a u l e i u r i lo r

Este ultima fază a procesului tehnologic de rafinare a uleiurilor brute şi urmăreşte îndepărtarea substanţelor care produc miros şi gust neplăcut. Acestea pot fi:

- substanţe naturale care trec din materiile prime în ulei în timpul procesului tehnologic şi imprimă uleiului gustul şi mirosul caracteristice, dar nu de alterare;

- substanţe formate prin alterarea materiilor prime sau a uleiului în timpul depozitării, transportului şi prelucrării: acizii graşi liberi formaţi prin hidroliza grăsimilor, aldehide şi cetone rezultate din degradarea oxidativă a grăsimilor;

- substanţe formate în timpul anumitor faze de prelucrare a seminţelor sau a uleiului.

Cele mai multe substanţe odorante care iau naştere în ulei sunt considerate ca fiind produse finale sau secundare de oxidare a hidroperoxizilor acizilor graşi nesaturaţi.

Dezodorizarea uleiurilor comestibile se realizează prin distilare sub vid, la temperatură ridicată. Practic, dezodorizarea se realizează la 240-275°C / 1-6 mmHg timp de 5-30 minute.

O bună dezodorizare se poate realiza dacă aburul de injecţie are temperatura cu 30°C peste cea a uleiului şi este distribuit în masa de ulei în cantităţi mici. Consumul de abur pentru antrenare este de 1,5-4%, raportat la cantitatea de ulei.

Dezodorizatoarele pot fi: continue (DeSmet), discontinue: Alfa Laval, Bernardini.

Uleiul rafinat este îmbuteliat şi prezintă o bună stabilitate în timp, dacă s-a respectat procesul tehnologic de fabricaţie cu parametrii corespunzători.

De asemenea, uleiul rafinat se poate hidrogena şi se utilizează la fabricarea shortening-urilor, a maionezelor, sosurilor şi, în special a margarinelor.