tehnologie ulei

8/3/2019 Tehnologie ulei

1/60

Tehnologia uleiuluiMateriile grase :Sunt rspndite n natur n diferite proporii n esuturile organismelor

animale i vegetale, drept componente celulare, ca i n secreiile unor glande ichiar n plasma sanguin, cu importan deosebit n viaa acestora.

La animalen principiu materia gras are dou funcii i anume :

- o prim parte aa numitul element constant, respectiv materia organic

gras a corpului ce se afl n toate celulele i esuturile , ceea ce constituie o

component esenial a substanelor structurale din celul care nu este

disponibil drept combustibil i este supus cantitativ unor fluctuaii mici n

momentul ingerrii unei hrane grase;

- o a doua parte, aa numitul element variabil, respectiv materia gras de

depozit disponibil drept combustibil care variaz cu starea de ngrare.

Materiile grase animale provin din dou surse i anume:

- o surs direct, exogen, aceea a materiilor grase existente, n produsele

alimentare ingerate , care sunt preluate n parte fr transformri chimice

prealabile, n materii grase de depozit;

- o surs exogen, aceea a materiilor grase ce se sintetizeaz n organism

din glucide i posibil din proteinele alimentare printr-un proces de ne formare .

La plante : materiile grase se acumuleaz n substanele de rezerv n

cantiti apreciabile: de preferin n fructe, smburi, semine, germeni i mai

pu'in ]n alte organe ca : frunze coaj rdcini, tulpini, la arbori cu lemn moale

cum ar fi de exemplu teiul, coninutul lor variind n limite foarte largi, de la 1 la

1,2% la gru la 45-50% la floarea soarelui i chiar mai mult de 55% la ricin, 75% la mrul chinezesc. etc

Materiile grase se gsesc nchise n protoplasme, fie sub form de picturi

n suspensie, mai mult sau mai puin fine fie sub form solid, cristalizate, n

amestec cu acizii grai liberi: fosfatide, ceride, pigmeni, uleiuri eseniale, etc.


2/60

Drept generatoare de materii grase se mai pot meniona i unele

microorganisme. Astfel : algele, ciupercile, n special drojdiile i multe bacterii,

permit obinerea de substane nutritive coninnd hidrai de carbon, a unor

materii grase specifice.

Avnd n vedere coninutul redus de ap al celulelor de materii grase, ele

sunt puin sensibile att la uscare ct i la ngheare.

Materiile grase i substanele lor de nsoire au rol deosebit n

metabolismul intermediar, ct i fiziologic, constituind substanele de depozit,

acumulatoarele de energie potenial, nmagazinnd o cantitate dubl de energie

fa de hidraii de carbon i proteine. Ele reprezint unul din componenii

principali ai raiei alimentare uman, avnd n comparaie cu glucidele iproteinele un numr mai mare de atomi de carbon i hidrogen rezultnd o

rezerv mai concentrat de energie potenial.

Clasificarea materiilor grase :

n mod convenional se pot face mai multe clasificri ale materiilor grase

i anume :

a) Dup cum pot fi sau nu pot fi folosite n alimentaie se disting:

Materii grase comestibile ;

Materii grase necomestibile ( materii tehnice);

b) Dup starea lor fizic de prezentare :

Materii grase lichide uleiuri

Materii grase semiconsistente unturi;

Materii grase consistente - grsimi.

Aceast clasificare este defectuoas, dac se ine cont de faptul c

temperatura mediului ambiant variaz cu anotimpul, altitudinea, latitudinea, ziua

i noaptea i c una i aceeai materie gras n condiii diferite de temperatur

poate fi grsime, unt sau ulei. Confuzia se evit dac clasificarea se realizeaz la

o temperatur fixat 150C, 200C, 250C.


3/60

c) Dup provenien se disting :

Materii grase de origine vegetal, care dup starea lor fizic de

prezentare la o temperatur standard sunt lichide respectiv uleiuri, i

semiconsistente respectiv unturi;

Materii grase de origine animal, care dup starea lor fizic de

prezentare la o temperatur standard sunt lichide respectiv uleiuri,

semiconsistente respectiv unturi i consistente respectiv grsimi.

Materiile grase provenite din lapte (untul) sunt emulsii de tip A/G,

care dup provenien, compoziie chimic i coninut de ap pot fi

mai puin sau mai mult consistente unt-grsime

Materii grase de origine vegetal i animal hidrogenate (uleiuri unturi solidificate) care dup starea lor de prezentare la o temperatur

standard sunt semiconsistente respectiv unturi i consistente respectiv

grsimi.

O alt clasificare ine cont de natura sterinelor care nsoesc gliceridele :

Cele de origine vegetal conin fitosterine;

Cele de origine animal conin zoosterine.

Materiile grase vegetale i cele animale se deosebesc ntre ele prin

coninuturile i variabilitatea acizilor grai din compoziia chimic, prin

structura gliceridelor i chiar prin substanele de nsoire i impuritile pe care

le conin.

Astfel n funcie de starea lor de prezentare la o temperatur standard,

materiile grase vegetale sunt lichide respectiv uleiuri i semiconsistente

respectiv unturi;

Unturile vegetale, unturile i grsimile animale se deosebesc de uleiuri

prin prezena n compoziia lor chimic a unor procente de acizi grai saturai

mai ridicate.

n funcie de concentraiile n acizi grai volatili ale uleiurilor vegetale

avem urmtoarea clasificare :


4/60

Unturi cu coninut apreciabil de acizi grai volatili i de acizi grai cu

12 i 14 atomi de carbon n molecul : untul de cocos, etc.

Unturi cu coninut predominant de acizi grai cu 16 i 18 atomi de

carbon n molecul n mare parte saturai : untul de cacao.

Materiile grase vegetale semiconsistente i chiar consistente se obin din

fructele plantelor tropicale i subtropicale.

Materiile grase vegetale din ara noastr - cu climat temperate - fac parte

exclusiv din grupa celor lichide uleiurile.

Materiile grase de la animalele terestre i de la psri sunt consistente, sau

semiconsistente, respectiv unturi, cu excepia celor topite care sunt uleiuri.

Materiile grase de la animalele marine, peti i reptile, sunt lichide,respectiv uleiuri.

Grsimile i unturile animalelor terestre conin un procent ridicat de acid

palmitic, stearic (acizi saturai), oleic i cantiti mici de acid linoleic (acizi

nesaturai), proporia lor fiind foarte variat n funcie de sex, vrst, ras,

poriune anatomic de recoltare, climat, etc.

Uleiurile obinute din animale marine : pete i reptile, conin ca elemente

de structur acizi grai saturai cu 10-14 atomi de carbon n molecul, acizi

grai superiori puternic nesaturai cu 22-24 atomi de carbon n moleculi 4-6

duble legturi i multe substane de nsoire nesaponificabile.

Materiile grase din lapte (untul) se deosebesc prin prezena n compoziia

lor a acizilor volatili grai, a acizilor grai superiori cu pn la 14-16 atomi de

carbon n moleculi a acidului oleic cu 18 atomi de carbon.

Materiile grase vegetale hidrogenate (uleiurile solidificate) sunt :

- comestibile, tip shorteninguri (unturi vegetale), simple i compoundate

i margarine ;

- tehnice destinate fabricrii spunurilor, acizilor grai i glicerinei.

d) Dup comportarea lor diferit fa de oxigenul din aer. Dup

clasificarea lui L.S.Ivanov avem :


5/60

- uleiuri sicative, uleiurile al cror indice de iod este mai mare de 130. Din

aceast grup fac parte uleiurile de tung, in cnep etc .

Uleiul sicativ ntins n strat subire pe o plac de sticl , n contact cu aerul

se usuci formeaz un film stabil, rezistent la tratament chimic film cu rol

protector.

- Uleiuri semisicative i puin sicative, sunt considerate uleiuri al cror

indice de iod este mai mare de 85 i mai mic de 130. Din aceast grup

fac parte uleiurile de floarea soarelui, soia, susan, etc.

Uleiul semisicativ ntins n strat subire pe o plac de sticl, n contact cu

aerul se usuc mai greu fa de uleiurile sicative i formeaz pelicule lipicioase .

- Uleiurile nesicative sunt considerate uleiurile al cror indice de iodeste mai mic de 85 . Din aceast grup fac parte ; uleiul de ricin

msline, arahide, etc., i grsimile animale.

Uleiul nesicativ ntins pe o plac din sticl in strat subire, n contact cu

aerul se usuc extrem de greu fr a forma o pelicul.

e) Dup natura chimic a gliceridelor din compoziia chimica a uleiurilor

precum i a nsuirilor peliculelor care se obin la uscarea uleiurilor vom avea:

1. Uleiuri n a cror compoziie predomin gliceride ale acizilor grainesaturai cu duble legturi conjugate , ex. : uleiul de tung. Aceste uleiuri se

subdivid n :

2. Uleiuri n a cror compoziie predomin gliceridele ale acizilor grai

nesaturai cu duble legturi izolate. Aceste uleiuri se subdivid n dou grupe :

- subgrupa uleiurilor ce se usuc repede, exemplu uleiul de in;

- subgrupa uleiurilor ce se usuc lent, exemplu : uleiul de mac,

uleiurile de animale marine i pete, etc.

3. Uleiuri n a cror compoziie predomin gliceridele acidului oleic, ex. :

uleiul de msline care practic nu se usuc.

Materiile grase fac parte dintr-o grupa lipidelor, denumire adoptat n anul

1925 la congresul IUPAC.


6/60

Structura lipidelor este foarte complexi variat. Toate lipidele sunt

formate din esteri. La formarea lor particip un alcool monohidroxilat aciclic sau

ciclic sau un poliol i acizi grai saturai sau nesaturai. Unele dintre lipide

conin n molecula lori alte componente cum ar fi : amine, acid fosforic,

glucide, sulfai, aminoacizi, baze azotate.

Grupa lipidelor din punct de vedere structural se mparte n dou subgrupe

:

- Lipide simple;

- Lipide complexe.

Lipidele simple sunt substane ternare formate din C, H, O, subgrup din

care fac parte : Gliceridele, esteri ai glicerinei cu acizi grai superiori;

Ceridele, esteri ai alcoolilor monovaleni alifatici cu mas

molecularmare cu acizii grai superiori;

Steridele esteri ai alcoolilor aromatici sterolii cu acizi grai

superiori;

Etolidele, esteri ai acizilor i alcoolilor echivaleni ntre ei.

Lipidele complexe sunt formate din C, H, O, P, N, S, subgrup din care

fac parte :

A.- fosfolipidele, esteri ai unui alcool cu acizi grai superiori ce conin n

molecul acid fosforic i o baz azotat.

- acizii fosfatidici;

- acetalfosfatidele

- esterofosfatidele.

B. lipide azotate nefosforate cerebrozidele;

C. lipidele sulfurate (sulfatide);

Din punct de vedere fiziologic cele mai importante lipide sunt :

gliceridele, steridele i glicerofosfatidele

Acizii grai din compoziia chimic a uleiurilor


7/60

ACIZII GRAI DIN CONSTITUIA LIPIDELOR

Acizii grai se gsesc n cantiti mari n structura lipidelor

saponificabile. n cantiti foarte reduse ei se gsesc i ca atare n

diferite esuturi. Acizii grai sunt formai dintr-un radical alchil care

prezint o singur grupare carboxilic acid (-COOH), lungimea

lanului cuprinznd ntre 4 i 24 atomi de carbon i chiar mai mult (pn

la 40). Atomii de carbon sunt aranjai ntr-un lan drept i foarte rar ntr-

o structur ramificat. Se ntlnesc i structuri ciclice, i, de asemenea,

se gsesc i acizi grai care pe lng funcia carboxilic pot avea o

funcie hidroxilic sau una cetonic (hidroxiacizi i cetoacizi). Acizii grai

pot fi saturai i nesaturai. Cu excepia laptelui, a crui grsime conine

i acizi grai cu 4 - 10 atomi de carbon,n plantele superioare i animale

se gsesc acizi grai cu 14 - 22 atomi de carbon, predominnd cei cu 16

i 18 atomi de carbon. Acizii grai nesaturai predomin fa de cei

saturai, ndeosebi n plantele superioare i animalele ce triesc la

temperaturi sczute. n tabelul 3.1 se arat principalii acizi grai saturai

ntlnii n plante i animale, iar n tabelul 3.2 acizii grai nesaturai,

hidroxiacizii i acizii grai ciclici.

Acizii grai saturaiNr.

atomilorde

carbon

Formula DenumireIUPAC

Denumirecomun(uzual)

Punctde

topire

(o

C)4 CH3(CH2)2

COOHAcid butanoic Acid butiric - 4,7

6 CH3(CH2)4COOH

Acid hexanoic Acid n-caproic - 1,5

8 CH3(CH2)6COOH

Acid octanoic Acid n-caprilic 16,5

10 CH3(CH2)8COOH

Acid decanoic Acid n-capric 31,3


8/60

12 CH3(CH2)10COOH

Aciddodecanoic

Acid lauric 43,6

14 CH3(CH2)12COOH

Acidtetradecanoic

Acid miristic 58,0

16 CH3(CH2)14COOH

Acidhexadecanoic

Acid palmitic 62,9

18 CH3(CH2)16COOH

Acidoctadecanoic

Acid stearic 69,9

20 CH3(CH2)18COOH

Acideicosanoic

Acid arachidic 75,2

22 CH3(CH2)20COOH

Aciddocosanoic

Acid behinic 80,2

24 CH3(CH2)22COOH

Acidtetracosanoic

Acid lignoceric 84,2

Tabelul 3.2

Acizi grai nesaturai, hidroxi i acizi cicliciNr.

atomilorde

carbon

Acidul grasformuli denumire

Punctde

topire(oC)

NesaturaiCH3(CH2)7 CHCH (CH2)7 COOH

Acid cis9 octadecenoic(Acid oleic)

14

CH3 (CH2)4 CHCH CH2 CHCH (CH2)7COOH

Acid ciscis9, 12 octadecadienoic(Acid linoleic)

- 5,0

18

CH3

CH2

CHCH

CH2

CHCH

CH2

CHCH (CH2)7 COOHAcid cisciscis9, 12, 15 octadecatrienoic

(Acid linolenic)

- 11

20

CH3 (CH2)4 CHCH CH2 CHCH CH2CHCH CH2 CHCH (CH2)7 COOH

Acid ciscisciscis5, 9, 11, 14 ercosatetraenoic(Acid arahidonic)

- 49,5

18

HidroxiaciziCH3(CH2)5 CH(OH) CH2 CHCH (CH2)7

COOHAcid cis12 hidroxi 9 octadecenoic

(Acid ricinoleic)

5,5

Proprietile fizice i chimice ale acizilor grai

1. Acizii grai monocarboxilici aciclici

A. Acidul Butiric CH3(CH2)2 COOH


9/60

A fost identificat n unt i se caracterizeaz prin urmtorii indici

fizico-chimici Masa molecular = 88,10; punct de topire -7,4 0C; punct de

fierbere 163,5 0C, densitate = 958,9 g/cm3.

Acidul butiric este miscibil cu apan orice proporie la o temperatur

mai mare dect 30C. Soluia sa este acid cu miros neplcut. Compuii

eterici ai acidului butiric prezint un miros plcut floral. Acidul se separ

din soluii prin adugare de clorur de sodiu sau clorur de potasiu.

Srurile acidului butiric cu metalele se numesc butirai. Acidul butiric se

gsete n gliceridele din lapte, din cocos, din palmist etc.

B. Acidul capronic CH3(CH2)4 COOH

Acidul capronic este un lichid incolor cu miros specific neptor,este greu solubiln ap. Se gsete n untul de lapte vac de unde a fost

si identificat, alturi de acidul butiric n untul de cocos i untul de palmist.

Se obine prin antrenare cu vapori de ap prin distilare. Srurile sale cu

metalele sunt sub form de cristale i se numesc capronai.

Are urmtoarele caracteristici : Masa molecular = 116,15; punct

de topire -1,5 0C; punct de fierbere 205,8 0C, densitate = 922 kg/m3.

C. Acidul caprilic: CH3(CH2)6 COOH

Este lichid urt mirositor, greu solubil n ap. Se gsete n untul din

lapte de vac, unt de cocos i untul de palmist. Se obine din gliceridele

acidului prin saponificare, distilare i scindare. Prima fraciune de distilat

conine acizi grai lichizi care se redistil i se prinde fraciunea care

distil ntre 220-240 0C, fraciunea din care prin cristalizri fracionale ale

srurilor de bariu se obine acidul caprilic.

Caracterisitici : : Masa molecular = 144,1; punct de topire -16,50C; punct de fierbere 239,7 0C, densitate = 910 kg/m3.

D. Acidul lauric : CH3(CH2)10 COOH

Caracterisitici : Masa molecular = 200,31; punct de topire

43,6 0C; punct de fierbere 299 0C, densitate = 869 kg/m3.


10/60

Acidul lauric este solid, cristalizeaz sub form de ace insolubile n

ap, solubile n solveni organici. A fost identificat n untul de laur. Distil

numai sub vid, la presiuni normale nu poate distila, ci se descompune.

Intr n compoziia multor materii prime vegetale i chiar n structura

bacteriilor.

Srurile acidului lauric se numesc laurai. Laureaii alcalini se separ

mai greu din soluiile apoase dect srurile acizilor grai superiori.

E. Acidul miristic CH3(CH2)12 COOH

Acidul meristic este solid, cristalizeaz sub form de solzi, e solubil

n api n solveni nepolari : metanol, eter, cloroform, benzen, etc. Se

gsete n cea mai mare parte a grsimilor animale i vegetale fiindcomponentul principal al gliceridelor din unturile de cocos, nucoar,

palmist, uleiul de bumbac, uleiul de arahide, untul din lapte, untur, etc.

Srurile acidului miristic se numesc miristai. Miristaii metalelor alcalino-

pmntoase i grele nu se dizolv n ap i se dizolv foarte greu n

solveni organici.

Caracteristici : Caracterisitici : Masa molecular = 228,36; punct de

topire 58 0C; punct de fierbere 250,50C, densitate = 852 kg/m3.

F. Acidul palmitic : CH3(CH2)14 COOH

A fost identificat n unturi se caracterizeaz prin urmtorii indici

fizico-chimici : Masa molecular = 256,42; punct de topire 62,90C; punct de fierbere 271,5 0C, densitate = 848 kg/m3.

Acidul palmitic este solid, are o culoare alb, este insolubil n api

uor solubil la cald n solveni organici. Se gsete n diferite proporiin

toate materiile grase : un t de cocos, palmist, bumbac, floarea soarelui,

in ca i n materiile grase animale : porcine, ovine, bovine, animale

marine, etc)


11/60

Srurile acidului palmitic cu metalele se numesc palmitai. Palmitaii

metalelor alcalino-pmntoase i grele nu se dizolv n api se dizolv

foarte greun solveni organici.

G. Acidul stearic CH3(CH2)16 COOH

A fost identificatn seul de bovine. Se caracterizeaz prin urmtorii

indici fizico-chimici : Masa molecular = 284,47; punct de topire 69,90C; punct de fierbere 376,1 0C, densitate = 847 kg/m3

Acidul stearic este solid, cristalizeaz sub form de lamele de

culoarea alb cu aspect sidefat, este insolubil n api solubil n alcool

etilic, aceton, cloroform. Sulfur de carbon, tetraclorur de carbon. Se

dizolv foarte uor n eter etilic i foarte puin n eter de petrol. Segsete n procente apreciabile n toate grsimile vegetale i animale.

Srurile acidului palmitic cu metalele se numesc stearai. Esterul

metilic al acidului stearic are punct de topire 38 0C i se folosete ca

nlocuitor al untului de cocos.

Acizi grai nesaturai

A. Acidul oleic : CH3(CH2)7 CHCH (CH2)7 COOH

Acid cisoctadecanoic

Sub form de gliceride acidul oleic cis este unul dintre principalii

constitueni ai uleiurilor vegetale i animale n unele depind 50% din

compoziia chimic. Se caracterizeaz prin : Masa molecular = 282,45;

punct de topire 14 0C; punct de fierbere 286 0C, densitate = 890,5

kg/m3

Este un lichid uleios, fr culoare i miros, n stare pur se oxideaz

uor la aer i se nchide la culoare. Nu distil la presiune normal se

poate descompune, poate fi ns antrenat de vapori de ap

supranclzii. E insolubil n ap; solubil n alcool, benzen . cloroform,

eter. Acidul oleic prezint izomerie de poziie i izomerie geometric de


12/60

tip cis-trans. Se cunosc 6 izomeri cis i 8 izomeri trans. Izomeria

geometrici cea de poziie modific punctul de topire al acidului.

Acidul oleic sentrebuineaz la fabricarea spunurilor sub form de

oleai metalici, n diferite scopuri tehnice.

Izomerii optici ai acidului oleic se numesc acizi izooleici i o mare

parte din ei se formeaz n urma proceselor de hidrogenare a gliceridelor

i a distilrii acizilor grai lichizi. Prezena acizilor izooleici n uleiurile

solidificate prin hidrogenarembuntesc structura shorteningurilori a

margarinelor fcndu-le mai omogene i mpiedicnd stratificarea lor la

rcire.

D. Acidul arahidonic CH3 (CH2)4 (CHCH CH2)4 (CH2)7

COOH

Acid ciscisciscis5, 9, 11, 14 eicosatetraenoic

A fost identificat n lipidele animale i se gsete n creier, organe

glandulare, lecitine din ou. Face parte din grupa acizilor grai esenialii se caracterizeaz prin : Masa molecular = 304,46; punct de topire -

49,5 0C; punct de fierbere 300 0C, densitate = 890,5 kg/m3

E. Acidul ricinoleic CH3(CH2)5 CH(OH) CH2 CHCH (CH2)7

COOH

Acid cis12 hidroxi 9 octadecenoic

A fost identificat n uleiul de ricin. Se caracterizeaz prin urmtorii

indici : Masa molecular = 298,45; punct de topire 5,5 0C; punct de

fierbere 250 0C, densitate = 950 kg/m3

Este solubil n alcool i n eter etilic, mai greu solubil n eter de

petrol, insolubiln ap. Prezena dublei legturi n molecula acidului ricin

oleic este confirmat prin faptul c adiioneaz doi atomi de halogen.


13/60

Poziia dublei legturi este aceeai ca i n acidul oleic, fapt dovedit prin

produsele sale de descompunere. Prin deshidrataren acidul oleic apar

2 duble legturi conjugate ceea ce i determin o cretere a sicativitii.

Acidul ricinoleic ca atare sau sub form de esteri i sruri are

multiple ntrebuinri industriale i medicinale (antiseptic al cilor

respiratorii, purgativ, etc)

Descojirea seminelor oleaginoase

Coaja seminelor oleaginoase are un coninut de ulei botanic foarte redus,

de ordinul 0,53% i un coninut ridicat de celuloz. Pentru floarea-soarelui

avem 13% lipide, n care 0,5% ceruri. Din aceast cauz, coaja constituie un

material inert n procesul de prelucrare i nedorit n compoziiaroturilor, a crei

eliminare se impune ori de cte ori acest proces este posibil. Cu toate acestea, n

cursul procesului de descojire, coaja se ndeprteaz numai parial, deoarece un

anumit procent de coaja n materialul descojit este necesar pentru a asigura buna

desfurare a procesului de presare i extracie.

Prelucrarea seminelor descojite prezint unele avantaje, prin mai buna

folosire a capacitaii de prelucrare a instalaiilor, mbuntirea calitiirotului,

ca urmare a creterii coninutului de proteini prin reducerea uzurii utilajelor,

n special a valurilori a preselor.

Descojirea seminelorprezintnsa i unele dezavantaje, legate de pierderi

de ulei n miezul antrenat cu coaja, necesitatea unor instalaii suplimentare,

precum i consum de energie i manopera n plus.

A. Metode de descojire


14/60

Procesul de descojire const n succesiunea a doua faze i anume:

spargerea cu detaarea cojii de miez i separarea cojilor din amestecul rezultat.

1. Spargerea i detaarea cojii

Spargerea i detaarea cojii de miez poate fi obinut prin lovire, tiere,

frecare i strivire.

a. Spargerea i detaarea cojii de pe miez prin lovire.

Se aplic la desco jirea seminelor de floarea-soarelui i la degerminarea

pe cale uscata a porumbului. Acest procedeu se poate aplica n doua moduri:

- prin lovirea seminelorn repaus cu ajutorul unor palete,

- sau prin proiectarea seminelorctre un perete fix.

De obicei, cele doua procese se combin, obinndu-se o eficacitate maimare a descojirii.

Spargerea seminelor prin lovire se bazeaz pe teoria ciocnirilor.

Seminele sunt considerate ca fiind corpuri cu elasticitate medie, avnd un

coeficient de elasticitate cuprins ntre 0,33 i 0,43. n cazul seminelor de

floarea-soarelui la nceputul impactului se rup legturile organice dintre miez i

coaj (figura), rezultnd o deformare a cojii de mrimea l i formarea de

crpturi pe direciile 1, 2. 3. n cazul n care spargerea cojii este complet,

desprinderea acesteia de miez are loc imediat dup detaarea seminelor de

paleta tobei de spargere. n cazul n care lovirea seminei a provocat doar

crpturi mici, desprinderea miezului de coaja va avea loc la o oarecare distant

de paleta tobei de spargere (v. fig. 16 b), ca urmare a diferenei de vitezntre

viteza cojii i cea a miezului.

Direcia de deplasare a semineiDirecia de acionare a forei impactului

Reacia miezuluiFora de rupere a cojii


15/60

Schema spargerii seminelor de floarea soarelui

a. spargerea la nceputul impactului; 1,2,3, - direcii de fisurare; b. desprindereacojii; l - deformarea creat de impact

b. Spargerea cojii prin tiere.

Se realizeaz prin trecerea seminelorprintre doua discuri rifluite, care se

rotesc n sens contrar i a cror distanta este reglabil. Aceast metod sefolosete la descojirea seminelor de bumbac.

c. Spargerea i detaarea cojii prin frecare.

Se obine cu ajutorul valurilor prevzute cu cilindri rifluii, sau acoperii

cu past abraziv. Metoda se aplica la descojirea seminelorde soia, precum i la

decorticatul orezului.

d. Spargerea i detaarea cojii prin strivire.

Se realizeaz cu valuri prevzute cu cilindri acoperii cu un strat de

cauciuc. Deoarece turaia cilindrilor este diferita, pe lng forele de presare

apar si fore de frecare i de forfecare. Aceasta metoda se folosete pentru

descojirea seminelorde ricin, precum i pentru ndeprtarea tegumentului de pe

boabele de arahide.

Procesele actuale nu conduc la rezultate satisfctoare, astfel c se

ntreprind cercetri pentru mbuntirea lor. Astfel, pentru floarea-soarelui s-a

experimentat spargerea n descojitor centrifugal ca i desprinderea cojii n

condiiile unei detente de presiune .

Reacia miezului

l


16/60

Dup spargerea seminelor, indiferent prin ce metode, rezulta un amestec

de miezuri ntregi i sparte, de coji ntregi i mrunite, precum i semine

ntregi, nedescojite.

2. Separarea cojilor

Separarea cojilor din materialul descojit se efectueaz prin dou metode:

- dup diferena de mrime, realizata prin cernere pe site

- dup diferena de masa volumic , prin aspiraia cu un curent de aer

ascendent, produs de un ventilator.

n producie se folosesc utilaje care funcioneaz pe baza ambelor

metode.

Din procesul de separare rezulta doua fraciuni:- miez industrial, care pentru seminele de floarea-soarelui reprezint

8085% din greutatea seminelor trecute la prelucrare, format din miezul

botanic i o cantitate de coaj, care se pstreaz din considerente tehnologice, de

6-8%;

- coaja eliminata, care pentru seminele de floarea-soarelui reprezint

1520% din greutatea seminelor trecute la prelucrare, format n cea mai

mare parte din coaja botanic i o cantitate foarte redusa de miez antrenat

(circa 0,41%).

Raportul dintre cele doua fraciuni depinde att de materia prima cit i de

caracteristicile utilajului folosit n procesul de separare.

B. Utilaje folosite pentru descojire

1. Descojirea seminelor de floarea-soarelui

Procesul se execut cu ajutorul tobei de spargere i cu separatoarele de

coji.

Toba de spargere (fig. 17). Se realizeaz spargerea i detasarea cojii

:de pe miez prin lovirea seminelorntr-un cilindru metalic de ctre palete


17/60

Fig. 1 Toba de spargere tip MRN:

1 carcas cilindric (tabl de oel cu grosimea de 56mm) 2 ax; 3rozete (patru buc.);4 palete (16 buci din bare de oel lat de 12 x 100 mm) 5 vergele de ecranare; 6 gur de

alimentare cu gr

unar; 7

urub de reglare a distantei dintre ecran i palete.

Figura 2Aciunea reciproc a paletei si

ecranului de spargere cu

seminele supuse spargerii

montate pe un rotor. Toba de spargere este acoperit pe 2/3 din suprafaainterioara cu vergele metalice semirotunde (r= 25mm). Restul de 1/3 din

suprafaa interioara este deschis, pentru a permite evacuarea materialului

descojit. Suprafaa tobei acoperit cu vergele metalice, numit ecran de

spargere, este mobila, pentru a permite reglarea distanei dintre ea i palete.

Distana se regleazn funcie de umiditatea seminelori poate fi ntre 10 i 20

mm la partea de intrare i de 812 mm la ieirea din toba. Valorile mai mici

sunt pentru seminele cu umiditate mai ridicat. Acionarea tobei se realizeaz

cu ajutorul unui electromotor de 4,5 KW, prin intermediul unui variator de

vitez, care asigura 560-630 rot/min. La seminele mai uscate se utilizeaz o

turaie mai mic, iar la cele umede o turaie mai mare. n interiorul tobei de

spargere seminele sunt proiectate de palete spre ecranul de spargere n directive


18/60

1, 3, 5, 6i 8 (fig. 2), cptnd impulsuri diferite, mai mari la poziiile1 i3 i

n descretere spre poziia 8. Ca rezultat, seminele care au fost proiectate pe

direciile 1 i 3 se sparg, cele din poziia 5 pot suferi crpturi, iar cele din

poziiile6i 8 rmn nesparte. Rmn de asemenea nesparte i seminele care au

cptat traiectoriile 2, 4 i 7.

Procesul de spargere analizat mai sus se repet la fiecare paleta a tobei,

astfel ca n final marea majoritate a seminelor paradesc partea activ a tobei

desprinse de miez. Gradul de spargere depinde n mare msura de: viteza cu care

se repet lovirea seminelor (determinat de numrul de palete i de viteza de

rotaie a axului tobei); distana dintre palete i ecranul de spargere; elasticitatea

seminelor, care depinde, n principal, de umiditatea la care are loc procesul despargere. Umiditatea optima pentru seminele de floarea-soarelui este de 6,5-7%.

Separatorul de coji tip ,,Vulcan-IPIA" (fig. 3). Utilajul asigura

separarea miezului de coaj prin cernere i aspiraie. Cernerea se face prin site

cu ochiuri de diferite dimensiuni i o sit oarb. Sitele sunt dispuse paralel i

nclinate spre canalele de aspiraie. Lungimea sitelor difer cu 150200mm

prima sit fiind cea scurt. Sitele unt confecionate din table de 11,5 mm

grosime

Figura 3.

Separatorul de coji tip Vulcan-IPIA1-batiu de susinere, 2-tob de spargere, 3-cadru cu site, 4-ax cu excentric, 5a sit cu ochiuri 3-

4 mm, 5b- cadru cu sit cu ochiuri de 6mm si fund de tabl; 6-ventilator de aspiraie, 7-camer deaspiraie; 8a,b,c canale de aspiraie, 9-arcuri de acionare a cadrelor cu site.


19/60

Sistemul de aspiraie este montat la captul cadrului cu site, canalele de

aspiraie prelungindu-se pn la o distan de circa 50 mm deasupra sitelor.

Intensitatea curentului de aer la canale se regleaz cu ajutorul unor clapete

montate n interiorul acestora.

Pe sit rmn seminele ntregi, miezurile i cojile ntregi. Prin micarea

de dute-vino a sitelor. Materialul rmas pe prima sit ajunge la primul canal de

aspiraie 8a. La acest canal aspiraia este mai puternic, deoarece materialul are

cel mai ridicat coninut de coaj, din care cea mai mare parte o constituie coaja

grea (coaja ntreag).

Dup ce prin trecerea materialului prin prima aspiraie, s-a eliminat o

parte din coji, materialul cade pe primul canal de aspiraie la captul sitei a doua5b. Aici se unete cu refuzul de pe sita a doua i anume : o parte din miezuri si

coji sparte, precum i miezurile i cojile ntregi mai mici. Acest amestec trece

sub al doilea canal de aspiraie 8b, unde curentul de aer este mai slab dect

primul, pentru a se evita pierderi mai mari de miez n coaj. Dup trecerea sub

acest canal de aspiraie, materialul ajunge la captul sitei a treia, unde se unete

cu refuzul de pe sita 5c. Acest material se compune din buci dse miez si coaj

de dimensiuni mici. Materialul trecut prin sita a treia si anume toctura, cade pesita oarb, de unde este dirijat printr-un jgheab direct la transportorul pentru

materialul descojit, evitndu-se astfel trecerea lui sub ultimul canal de aspiraie.

Restul materialului descojit, de pe captul sitei a treia, trece pe sub canalul

de aspiraie 8c, de acolo pe al doilea cadru de site (sita retur). n acest canal de

aspiraie intensitatea curentului de aer este mai slab dect n al doilea canal,

deoarece materialul conine o cantitate mai nare de miezuri sparte de

dimensiuni mici, care pot fi antrenate uor o dat cu coaja. Pe sita retur

materialul se separ n coji mari si semine ntregi, care rmn pe sit, n timp ce

restul materialului descojit trece pe sit. Acest material este colectat pe sita

oarbi dirijat ntr-un transportor, care l duce la valuri. Returul, format din

semine ntrei i coji ntregi, este dirijat din nou la toba de spargere.


20/60

Separatorul de coji tip MIS

Este format din dou utilaje distincte: sita plani separatorul pneumatic.

Sita plana servete la separarea fraciunilordup mrime, iar separatorul

pneumatic la separarea cojilor pe baza diferenei de mas specific. Sita plan

(fig. 4a) asigura cernerea cu trei seturi de site (fig. 5) fiecare avnd cte trei site

(a, b, c) confecionate din tabl de 1 mm. cu dimensiunea ochiurilor indicata pe

figura.

Separatorul pneumatic (v. fig. 4b) are camera de aspiraie desprita pe

lungime n trei compartimente, iar pe lime n ase camere de aspiraie(IVI).

Pentru eliminarea mai avansata a cojii din miezul trecut la fabricaie ca i pentrurecuperarea ct mai bun a miezului antrenat de coji, se folosesc separatoare

suplimentare, pentru controlul procesului. Aceste separatoare sunt de aceiai

construcie cu sitele plane i separatoarele pneumatice

a) b)

Fig. 4. Separatorul de coji tip MIS

a sit plan b separatorul pneumatic:

1 cutie de alimentare; 2 carcas metalica; 3 ventilator; 4 jaluzele de reglare a

aspiraiei; 5 compartiment pentru coaj; 6 compartiment pentru amestec coaj cu miez; 7compartiment pentru amestec miez spart cu coaj; 8 con de evacuare a fraciei grele (miezindustrial); 9, 10, 11 clapete de evacuare; 12 clapet de reglare a debitului de aer; 13 pereteperforat; 14, 15 icane mobile pentru curentul de aer; 16cilindru de alimentare; 17mecanismde balansare; 18 cabluri de suspendare.


21/60

fraciunea'. 1 = refuz sita 1fraciunea 2 = cernut sita 1fraciunea 3 = refuz sita 2

fraciunea A - cernut sita 2fraciunea 5 = refuz sita 3fraciunea 6 = cernut sita 2

TocturFigura 5 Schema sitei plane

1,2,3, -site; 4-bile de curire

descrise mai sus, avndns orificiile modificate. n separatoarele de control se

introduce amestecul de miez i coaj din compartimentele 6 i 7, precum i coaja

din compartimentul 5 al separatorului pneumatic.

Prjirea materialului oleaginos

A. Bazele teoretice ale procesului de prjire

Prjirea materialului oleaginos este operaia de tratament hidrotermic

n decursul unui timp limitat, sub amestecare continu!. Pr jirea se reali-zeaznainte de presare, asupra mcinturii obinute la valuri nainte de

extracia prin procedee continui, asupra brochenului rezultat in urma presrii,

sau a mcinturii materiilor prime ce trec direct la extracie (exemplu soia).

Scopul prjirii nainte de presare este de a realiza anumite transformri

fizico-chimice ale componentelor mcinturii, ca i modificri ale structurii

particulelor, pentru obinerea randamentului maxim la presare, n plus,

se realizeaz transformri chimice suplimentare, care mbuntesc calitatea

produselor finite i o dezodorizare parial. Pr jirea nainte de extracie este

necesar pentru obinerea plasticitii dorite, n vederea prelucrrii la

valurile de aplatizare n paiete fine, poroase i stabile, care s nu se


22/60

sfarme n extractor i s prezinte o structur intern favorabil extraciei cu

dizolvant .

1. Structura i proprietile fizice ale mcinturii

Uleiul coninut de mcintur se gsete la suprafaa i n capilarele

particulelor sub forma unor pelicule fine, fiind reinut de forele de

suprafa" ale cmpului molecular. O parte din uleiul ce se gsete n

materialul trecut la prjire (circa 2030%) se mai aflnchis" n celulele

care nu au fost destrmate la mcinare. Apa coninut n mcintur este

legat de gelul celular prin fore de adsorbie, mult mai puternice dect forele

de suprafa ale cmpului molecular. Din aceast cauz puterea de

penetrare a apei n celule i legarea intim de gel este ridicat. Ca o dovadconcludent, la presare, din celulele particulelor de mcintur se separcea

mai mare parte din ulei, n timp ce eliminarea apei este neglijabil. innd

cont de faptul c mcintura este un sistem dispers compus din dou

faze,proprietile fizice ale acesteia difer n funcie de ponderea fiecrei faze

n sistem. n cazul unei mcinturi cu un coninut redus n ulei, proprietile

fizice ale acesteia se apropie de cele ale substanelor proteice (care reprezint

partea principal a gelului celular). n cazul mcinturilor cu coninutridicat de ulei, in funcie de coninutul de ulei separat la suprafaa

particulelor, proprietile acestora pot varia de la proprietile corpurilor

pulverulente, pn la cele ale unei suspensii concentrate de particule n ulei.

Faza de gel se caracterizeaz prin proprietatea particulelor de a se lipi la o

anumit umiditate, plasticitate i de aglomerare la anumite presiuni

exterioare.

2. Desfurarea procesului de prjire

Procesul de prjire se realizeaz n doua faze. n prima faz se realizeaz

umectarea mcinturii (cu pulverizare de api injectare de abur saturat,

sau numai prin aburire), pn la o umiditate optim, caracteristic fiecrui

sort de semine. n paralel cu umectarea, are loc i o cretere rapid a tem-


23/60

peraturii mcinturii. Etapa a doua a procesului de pr jire const n uscarea

mcinturii umectate, pentru realizarea structurii celulare optime, precum

i atingerii umiditii i temperaturii dorite la presare sau extracie. Modi-

ficarea umiditii i a temperaturii n cele dou faze, la un timp de desf-

urare convenional.

a. Umectarea mcinrii. Const n mbinarea cu ap a gelului

celular, proces care provoac o serie de modificri ale caracteristicilor

acestuia: modificarea plasticitii, aglomerare de particule, modificri ale

strii uleiului, ca i modificri chimice i biochimice ale componentelor

mcinturii.

Viteza de umectare este mare la nceputul operaiei, descrescnd pemsur ce gelul celular se mbib cu api ajunge la zero, cnd acesta este

saturat. n practic, umectarea se face pn la limite necesare din punct de

vedere tehnologic cu mult sub limitele de saturare. Asupra vitezei de umec-

tare are de asemenea influen favorabil mrirea gradului de mrunire (ca

urmare a distrugerii mai avansate a membranelor celulare i a mririi supra-

feei de contact), ca i o bun malaxare n timpul procesului. In acelai timp

viteza de umectare scade odat cu mrirea coninutului de ulei nmcintur.

Prin mbibarea cu ap a gelului celular, uleiul coninut n oleoplasrn se

separ la nceput sub form de picturi foarte fine. La o umiditate mai mare,

picturile dispersate se unesc, formnd o pelicul continu la suprafaa par-

ticulelor. Uleiul se separ de la suprafaa particulelor ca urmare a fenome-

nului de umectare selectiv, iar din capilarele acestora datorit presiunii

exercitate asupra lui de presiunea de mbibare.

Umectarea selectiv. Este cunoscut c forele de suprafa care rein

uleiul la suprafaa particulelor sunt foarte mari. n acelai timp apa este

legat la suprafaa particulelor de tensiuni superficiale foarte mici, ea

avnd proprieti excelente de legare organic cu gelul celular. Ca urmare,


24/60

moleculele de ap sunt legate mai bine (selectiv) de particulele de

mcintur, cu eliberare corespunztoare a moleculelor de ulei. Cu ct

cantitatea de ap adugat este mai mare, cu att crete cantitatea de ulei

eliberat de mcintur.

Presiunea de mbibare. Prin mbibarea cu apa a gelului celular

volumul acestuia crete, presnd asupra elementelor nconjurtoare, n

aceste condiii uleiul aflat n capilarele particulelor este mpins nspre

exterior.

nclzirea i uscarea mcinturii.

nclzirea mcinturii produce modificri de natur fizic, chimic i

biochimic, n cele dou faze componente ale mcinturii. Intensitateaacestor modificri depinde de modul de nclzire i temperaturile utilizate,

umiditatea mcinturii, viteza de evaporare a apei din mcinturi durata

procesului.

Modificarea fazei lichide. Modificrile de natur fizic aduse fazei

lichide a mcinturii constau n scderea viscozitii uleiului i a tensiunii

superficiale a acestuia, precum i n evaporarea apei din mcintur.

Transformrile de natur chimic suferite de ulei n timpul prjirii, ianume oxidarea acestuia i creterea coninutului n peroxizi, sunt nensem-

nate, deoarece durata procesului de prjire este relativ scurt.

Modificarea fazei de gel. nclzirea provoac n mcintur

modificri importante, n special de natur chimic. Prin nclzire,

structura coloidal a mcinturii se schimb, deoarece, sub influena

cldurii i a umiditii, substanele proteice se denatureaz i determin

distrugerea structurii celulare. Structura fazei solide devine elastic i

afnat, ceea ce favorizeazscurgerea uleiului sub aciunea presiunii sau a

dizolvantului. Denaturarea termic se produce numai n prezena apei i

este cu att mai pronunat, cu ct umiditatea mcinturii este mai mare.

Asupra gradului de denaturare termic a gelului celular influeneaz, de


25/60

asemenea, viteza de evaporare a apei din mcintur. n cazul unei

viteze mari de evaporare, denaturarea gelului va avea loc la nceput cu o

energie ridicat, ca apoi s scad brusc, datorit scderii procentului de

ap din mcintur. Din aceasta cauz, denaturarea termic este

incomplet.

Pe ling transformri de natura chimic, n prima etap a prjirii, cl-

dura duce i la creterea activitii enzimelor, ceea ce determin o cretere

a aciditii libere a uleiului prin hidroliza enzimatic a uleiului, precum i

descompunerea substanelor proteice. Activitatea enzimatic scade i nce-

teaz, apoi, complet n a doua etap a prjirii, datorit distrugerii enzimelor

la temperatura ridicat a pr jirii. De aici decurge necesitatea ca umezireamaterialului n prima perioad de pr jire s se fac concomitent cu ridicarea

rapid a temperaturii pn la 8085C, cnd activitatea enzimelor nceteaz.

n faza a doua a pr jini are loc desfacerea aglomerrilor mai mari i

tasarea particulelor, ceea ce se explic prin scderea umiditii, denaturarea

termic a substanelor proteice si separarea uleiului pe suprafaa particulelor.

Tasarea mcinturii duce la creterea greutii hectolitrice a mcinturii

!mbuntind indicele de utilizare intensiv a presei si a extractorului.

Prin prjire rezulti o modificare pronunat a plasticitii mcin-

turii. Datorit scderii umiditii i denaturrii substanelor proteice, plas-

ticitatea mcinturii scade i atinge o valoare optim pentru presare. n

cazul folosirii unor temperaturi de prjire prea nalte, denaturarea substan-

elor proteice i reducerea plasticitii depesc limitele normale, rezultnd

aa-numita mcintur supraprjit.

Cercetrile mai noi relev existena unei legturi importante ntre cali-

tatea uleiului de floarea-soarelui obinut la presare si temperatura de prjire.

Dac umectarea i nclzirea prealabil prjiri se fac cu abur direct la 8085C

i umiditate de 89%, se obine un ulei cu indice de aciditate redus, uor


26/60

hidratabil. Inactivarea sistemului enzimatic este mai rapid i complet

n necuri de prjire cu abur, n care nclzirea se face cu 3C pe secund.

Prjirea nainte de extracie. Mcintura din brochenul destinat extrac-

iei se supune pr jirii numai n cazul n care acesta necesit o prelucrare

plastic pe valurile de aplatizare, n vederea pregtirii pentru extracie.

n acest caz, pr jirea urmeaz dup mcinarea suplimentar, pentru comple-

tarea distrugerii esuturilor celulare.

n ntreprinderile moderne, brochenul de la presare, mcinat n preala-

bil, este prelucrat ntr-o pr jitoare cu cinci compartimente, n vederea

creterii plasticitii, sub un regim termic blnd (care s nu mreasc

gradul de denaturare a proteinelor).

B. Utilaje pentru prjire

1. Prjitoarea

Utilajele pentru pr jire folosite n mod curent n industria uleiului

sunt de tipul pr jitoarelor cilindrice cu compartimente multietajate (26

compartimente). Pentru nclzirea compartimentelor, acestea sunt prevzute

cu fund dublu, cu manta dubl, sau cu fund i manta duble, n care seintroduce abur saturat la 4,5 daN/cm

3. Umectarea se realizeaz cu injectare

de abur sau prin pulverizare de ap, direct in masa de mcintur. 29 este

reprezentat o pr jitoare compus din ase compartimente suprapuse, pre-

vzut cu fund i manta dubl. Compartimentele pr jitoarei sunt construite

din oel laminat de 1012 mm, iar malaxarea mcinturii n fiecare compar-

timent se asigur cu ajutorul unor palete.

Distana dintre palete i fundul compartimentului trebuie s fie ct mai

mic, pentru a nu permite lipirea i, prin urmare, arderea materialului. Tre-

cerea mcinturii dintr-un compartiment n altul se realizeaz cu ajutorul

unui dispozitiv cu clapet rabatabil ,care asigur n acelai timp i nlimea

stratului de mcintur la nivelul dorit n fiecare compartiment.


27/60

Circulaia mcinturii dintr-un compartiment n altul se face prin fante

de evacuare, a cror aezare reciproctrebuie s permit deplasarea ct mai

lung a mcinturii.

2. necul de inactivate

n unele scheme tehnologice operaia de umectare i nclzire prelimi-

nar se realizeaz nainte de intrarea mcinturii n prjitoare, ntr-un nec

de umectare-nclzire (inactivator). Inactivatorul este de construcie asem-

ntoare cu cea a unui transportor elicoidal, cu deosebirea c este dublu, cu

spire care se rotesc n sensuri diferite. Umectarea i nclzirea se realizeaz

prin introducerea aburului direct n material, printr-un sistem de duze. Pro-

cesul de inactivare se realizeaz prin nclzirea rapid a mcinturii (ntre20 s i 2 min) pn la 8085!C i umectarea acesteia pn la 89%.

Aparatul se amplaseaz deasupra necului de alimentare a prjitoarelor.

Trebuie reinut c procesul de inactivare, n schemele fr nec umecto-

nclzitor, se realizeaz n primul compartiment al prjitoarei.

Prjitoare cu ase compartimente


28/60

1-compartiment de pr jire; 2-fund dublu; 3-manta dubl; 4-racord de evacuare acondensatului; 5-gur de vizitare; 6-loca pentru termometru; 7-ax central de antrenare a paletelorduble; 8-cuplaj; 9-boluri; 10 suport al grupului de acionare; 11 burlan de evacuare; 12-plnie dealimentare a presei; 13-admisie abur; 14-tij de dirijare manual a nivelului mcinturii n prjitoare;15- dispozitiv cu clapet rabatabil; 16- palpator; 17-prghie; 18-paletedublete malaxare; 19-fixator alprghiei; 20-limitator de curs; 21-urub de fixare a paletelor; 22-electromotor; 23-indicator alnivelului mcinturii; 24-cuzinei de bronz pentru etanare; 25-mufe de font; 26 reductor de turaie;27-cuplaj; 28-fant; 29-fant de luare a probelor30-guri de ventilaie; 31-gur de evacuare amaterialului pr jit; 32 prghie de acionare a clapetei; 33-clapet de reglare a debitului deevacuare34-articulaie; 35-ax; 36-fluture de fixare; 37-tija prghie; u de control; 39-conducteperforate pentru admisia aburului direct de umectare

Presarea materiilor prime

Presarea este operaia prin care se separ sub aciunea unor fore

exterioare componentul lichid (uleiul) dintr-un amestec lichid-solid (mcintur

oleaginoas). La presare rezult uleiul brut de presi brochenul.

Operaia de presare este cunoscutca cea mai veche metod de obinere a

uleiurilor vegetale comestibile. n prezent ea se realizeaz cu prese mecanice de

mare randament, cu funcionare continu, fiind practic abandonat utilizarea

preselor discontinui, hidraulice.

Prin procedeul de presare se poate obine o separare a uleiului de pn la

8085%, restul uleiului fiind obinut prin extracie cu dizolvani. Din aceast

cauza, n ara noastr sunt supuse procesului de presare numai materiile prime

oleaginoase al cror coninut n ulei depete 30%. Cele cu un coninut mai mic

sunt supuse direct procesului de extracie, deoarece randamentul sczut nu

justific cheltuielile materiale generate de aceast metod de obinere a uleiului

brut.

2. Consideraii teoretice asupra presrii


29/60

Procesul de presare a mcinturii oleaginoase are loc sub influena for-

elor de compresiune ce iau natere n presele mecanice. In aceste condiii,

particulele de mcintur fiind presate unele de altele, ncepe procesul de

separare a uleiului de faza de gel. La nceput are loc separarea uleiului reinut la

suprafaa particulelor de forele de suprafa ale cmpului molecular, prin

canalele ce se formeaz ntre particule. La o anumit presiune ncepe deformarea

i comprimarea puternic a particulelor, ceea ce provoac (n paralel cu

separarea n continuare a uleiului aflat la suprafa) eliminarea uleiului ce se

gsea nainte n capilarele particulelor.

Cnd spaiul dintre suprafeele particulelor devine att de mic nct pe-

licula de ulei este supus forelor de reinere exercitate de ambele suprafee aleparticulelor, uleiul nu mai poate fi eliminat, pelicula se rupe n mai multe locuri,

iar suprafeele particulelor se ating i ncepe aa-numita brichetare, adic

formarea brochenului (turtelor).

Creterea presiunii asupra particulelor de mcintur trebuie s fie trep-

tat, deoarece la o ridicare brusc a acesteia particulele fine de mcintur

blocheaz ieirea uleiului din capilare, reducnd randamentul general de presare.

innd cont de cele artate, presarea uleiului poate fi considerat ca unproces asemntor filtrrii prin capilare exprimat prin relaia:

)(128

3m

l

tdPV

unde:

V- este volumul de lichid separat (care trece prin capilare), m3;

P - presiunea aplicat, n daN/cm2;d - diametrul vasului capilar, n m;h - viscozitatea' dinamic a lichidului, n kgf s/m2;

l - lungimea vasului capilar care trebuie parcurs de lichidul separat, n m;t - durata aplicrii presiunii, n secunde.

Analiza acestei relaii arat c procesul de separare a uleiului poate fi

influenat pozitiv dac se mresc valorile pentru P, d si t si dac se micoreaz l

i


30/60

Fora de presare la presele mecanice P este creat de un corp elicoidal

(melc), care se rotete ntr-un spaiu nchis (camera de presare). Creterea

treptat a presiunii se asigur prin micorarea volumului liber al camerei de

presare de la o treapt la alta (prin mrirea diametrului melcului i micorarea

diametrului camerei), prin reducerea pasului melcului, precum si prin rezistena

opus la ieirea materialului din pres de ctre o pies special numitcon".

Durata presrii t trebuie sa fie att de mare nct s permit scurgerea

uleiului n condiiile date. O prelungire a timpului de presare peste acest nivel nu

duce la mrirea important a randamentului de ulei, n schimb determin

micorarea sensibil a produciei presei. Durata presrii t poate fi determinat cu

suficient exactitate ca sum a duratelor presrii n fiecare seciune (treapt) apresei .

Durata presrii depinde de caracteristicile constructive i funcionale ale

presei i poate varia ntre 40 si 200 secunde. Asupra duratei presrii acioneaz

turaia axului presei, grosimea brochenului la ieire din presi caracteristicile

fizico-chimice ale mcinturii.

Turaia axului presei influeneaz invers proporional asupra duratei de

presare ns peste anumite turaii scderea duratei de presare este neglijabil.

Grosimea brochenului influeneaz invers proporional asupra duratei de

presare, deoarece cu ct grosimea este mai mare, cu att scade presiunea n

pres, iar durata presrii scade. Astfel, la prese de nalt presiune, prin reducerea

grosimii brochenului de floarea-soarelui de la 11 la 4 mm durata de presare

creste de la 93 la 106 s .

Rafinareaun proces complex de eliminare a substanelor de nsoire

n vederea mbuntirii calitii uleiurilor ca i pentru asigurarea aspectului comercial

cerut de consumatori, uleiurile brute se rafineaz. Prin rafinare se amelioreaz o serie de

proprieti cum sunt aciditatea liber, culoarea, i mirosul, transparena, conservabilitatea.

n acest scop se elimin substanele nedorite cum sunt mucilagiile, acizi grai liberi,

pigmenii colorani (clorofile, carotenoide) substanele mirositoare (aldehide, cetone) cerurile


31/60

etc. Aceste substane transmit uleiurilor culoarea, le modific gustul i mirosul, determin

procese nedorite n timpul prelucrrii uleiurilori afecteaz nefavorabil stabilitatea uleiurilor

n timpul depozitrii. In timpul rafinrii, o dat cu impuritile amintite, se elimini unele

substane de nsoire valoroase (fosfatide, sterine, vitamine liposolubile A, D, E, K).

De asemenea, se nregistreazi o pierdere oarecare de grsime, care depinde pe de oparte de caracteristicile uleiului brut, iar pe de altparte, de metoda de rafinare utilizati de

aparatura folosit.

Un proces optim de rafinare, urmrete eliminarea din uleiurile brute a substanelor

nedorite cu menajarea substanelor valoroase i pierderi minime de grsime, astfel ca uleiurile

s devin apte pentru utilizare n scopuri alimentare sau tehnice, asigurnd caracteristicile

organoleptice cerute de obinuina consumatorilori pregtindu-le totodat pentru a rezista n

timpul depozitrii de durat.

B. Operaiile procesului de rafinare

n funcie de destinaia i calitatea uleiului rafinarea cuprinde operaii diferite bazate

pe procese fizice i chimice.

Fiecare operaie de rafinare are ca efect principal, eliminarea unei grupe din

substanele de nsoire. O grupare a acestor operaii dup efectul de rafinare este prezentat n

tabelul urmtor.

Majoritatea operaiilor procesului de rafinare pe ling efectul principal au i efecte

complementare acionnd i asupra altor categorii de substane de nsoire. Astfel,

neutralizarea alcalin, pe lng nlturarea majoritii acizilor grai din ulei, completeaz

eliminarea mucilagiilor i are un anumit efect de decolorare i de eliminare a substanelor

odorante.

Operaiile de rafinare bazate pe procese mecanice sunt folosite pentru purificarea

uleiului brut de pres, n rafinarea uleiurilor brute sunt utilizate ca operaii complementare i

anume:

decantarea se utilizeaz pentru separarea soapstockului i a apelor de splare la

neutralizarea alcalin realizat n sistem discontinuu ;

centrifugarea servete pentru separarea soapstockului i apelor de splare la

neutralizarea alcalin n sistem continuu ;

filtrarea intervine la separarea agentului decolorant, a kiselgurului i cerurilor i la

polisarea final.


32/60

Pe de alt parte, progresul realizat n domeniul construciei de utilaje, conduce la

apariia de noi metode de rafinare cu efecte multiple. Un asemenea caz l constituie rafinarea

fizic" care realizeaz neutralizarea prin distilarea acizilor grai simultan cu dezodorizarea.

Operaiile de rafinare se reunesc n scheme de prelucrare dintre care cea mai complex

este rafinarea uleiurilor vegetale comestibile. Aceast schem cuprinde ca operaii principale :dezmucilaginarea, neutralizarea, uscarea, decolorarea, vinterizarea, dezodorizarea i polisarea.

Efectul principal urmrit Denumirea uzual ametodei

Alte denumiri

Eliminarea suspensiilor

mecanice i parial asubstanelor dizolvatecoloidal

Eliminarea mucilagiilor

Eliminarea acizilor grailiberi: prin formarea

spunurilor alcaline prin antrenare cu vapori

c!e ap sub vid prin combinarea acizilor

grai cu glicerina prin fracionare cu sol-

Purificarea mecanic prindecantare, filtrare sau

centrifugare

Dezmucilaginare

Neutralizare

Neutralizare prin distilare

Neutralizare prin

esterificare

Rafinare cu solveniselectivi

Delecitinizare Degomare

Rafinare alcalin

Rafinare fizic (realizeazidezodorizarea)

Extracii cu solveniselectivi, Albire


33/60

veni selectivi

Eliminarea pigmenilorcoloraniEliminarea substanelorodorante prin injecie de

aburi sub vid

Eliminarea cerurilor i agliceridelor cu punct de

topire ridicat

Decolorare

Dezodorizare

Vinterizare Deceruire,

Destearinizare,demarganizare

Dezmucilaginarea

Dezmucilaginarea are drept scop ndeprtarea substanelor mucilaginoase,

a fosfatidelor i a substanelor albuminoide> ndeprtarea acestor substane este

necesar n producerea uleiurilor comestibile rafinate i a uleiurilor sicative ca i

la uleiurile supuse hidrogenrii sau deglicerinrii. Dezmucilaginarea uleiului

este necesar pentru mai multe considerente, i anume:

- substane mucilaginoase i fosfatidele influeneaz defavorabil conser-

varea uleiurilor comestibile i produc tulbureala lor la depozitare;

- uleiurile dezmucilaginate spumeaz n timpul rafinrii i a utilizrii;- fosfatidele acioneaz ca emulgatori i ca atare mresc pierderile de

ulei la rafinare i la deglicerinare;

- substanele mucilaginoase i fosfatidele acioneaz ca otrvuri de ca-

talizatori i ca atare ngreuneaz sau opresc procesul de hidrogenare.

Metodele cele mai uzuale de dezmucilaginare sunt:

- dezmucilaginarea cu acid sulfuric;

- dezmucilaginarea prin hidratare.

1. Dezmucilaginarea cu acid sulfuric

Dezmucilaginarea cu acid sulfuric (rafinarea acid) se bazeaz pe avidi-

tatea acidului sulfuric pentru ap. Se obine astfel deshidratarea, denaturarea i

carbonizarea substanelor mucilaginoase, proteice i colorante, solubile sau


34/60

aflate n suspensie n ulei. Acidul sulfuric diluat favorizeaz descompunerea

substanelor mucilaginoase i proteice, neutralizeaz sarcinile electrice ale

particulelor emulsionate i coloide i provoac coagularea lor.

Dezmucilaginarea cu acid sulfuric se aplic n dou variante: cu acid

sulfuric concentrat i cu acid sulfuric diluat. Prima metod se utilizeaz la

rafinares uleiului de rpit, folosit ce ulei lampant, n timp ce a doua metod se

folosete la dezmucilaginarea uleiurilori a grsimilor destinate deglicerinrii.

Regimul de lucru ce trebuie urmat la dezmucilaginarea cu acid sulfuric

concentrat este urmtorul: Uleiul se introduce ntr-un aparat cu cptueal

antiacida (de obicei plumbuit) prevzut cu un agitator sau cu un barbotor pentru

aer. Pentru a se evita o aciune nedorit a acidului concentrat asupra uleiului,temperatura lui nu trebuie s depeasc 20-250C. Acidul se introduce n

proporie de 0,3-1,5% din masa uleiului. Sub aciunea acidului sulfuric

substanele mucilaginoase, proteice i rinoase, care se gsesc n ulei, se

coaguleazi se separ din acesta, formnd flocoane de culoare nchis pn la

negru. Prin agitare, flocoanele se mresc i pn la urm se separ complet de

ulei.

Atunci se ntrerupe agitarea, se introduce n ulei 3-4% ap fierbinte se

las n repaus 1-3 ore, pentru sedimentarea reziduului format. Dup aceea se

scurge reziduul mpreun cu apele acide, iaruleiul se spal n repetate rnduri

cu ap fierbinte, pn la ndeprtarea resturilor de acid sulfuric.

2. Dezmucilaginarea prin hidratare

Dezmucilaginarea prin hidratare este cel mai utilizat procedeu de

demucilaginare. Principiul acestui procedeu const n aceea c, n condiii

determinate de temperaturi n prezena apei, substanele mucilaginoase,

fosfatidele i alte substane dizolvate coloidal i pierd solubilitatea n ulei i

precipit sub form de flocoane care se depun la fundul aparatului.

n principiu exist dou metode de hidratare: cu aburi cu ap.


35/60

n cazul hidratrii cu abur se injecteaz abur direct n masa de ulei pn la

obinerea prin condensare a cantitii necesare de ap. Avantajul metodei const

n dispersarea bun a apei n toat masa de ulei, fr amestecare suplimentar.

Dezavantajele metodei sunt urmtoarele:

- dozarea cantitii de ap nu este posibil;

- nu se pot utiliza diferite substane de activare a procesului.

Din aceste motive, hidratarea cu abur se aplic rar. Ea se folosete la

dezmucilaginarea uleiului de ricin, unde, din cauza viscozitii mari, nu se poate

asigura prin malaxare o bun dispersare a apei.

Hidratarea cu ap se poate face cu ap pur sau cu ap coninnd can-

titi mici de substane de activare. Acestea au ca scop obinerea unei efica-citi sporite n coagularea impuritilori mrirea vitezei de decantare a

acestora. Ca substane de activare se utilizeaz soluii slabe de electrolii, cum

ar fi : clorur de sodiu, alcalii, anumii acizi.

Desfurarea hidratrii i eficacitatea ei depind de o serie de factori care

sunt: temperatura de lucru, natura i cantitatea agentului de hidratare, mrirea

suprafeei de contact, precum i modul de separare a mucilagiilor.

Temperatura are, n general, un rol secundar n procesul de hidratare,eficacitatea hidratrii fiind aceeai pe un interval destul de larg de temperatur,

n orice caz, temperatura limit trebuie astfel aleas nct viscozitatea uleiului s

fie suficient de mic, pentru a nu ngreuna separarea mucilagiilor, iar pe de alt

parte s nu se favorizeze fenomenul de redispersare a flocoanelor de mucilagii.

De obicei, temperatura de hidratare variaz ntre 60-700C. Numai la uleiul

de ricin aceasttemperatur este mai ridicat, fiind cuprins ntre 110i 115C.

Cantitatea de ap necesar hidratrii este de 2-5 ori mai mare dect

coninutul presupus de fosfolipide; n practic se utilizeaz 1,5-2,5% fa de

cantitatea de ulei luat n lucru. Folosirea unei cantiti mai mari de ap dect

cea necesar nu este de dorit, ntruct poate provoca formarea unei emulsii de tip

"ap n ulei".


36/60

Asigurarea unui contact intim ntre api ulei este una dintre principalele

condiii pentru buna reuit a hidratrii. Reacia de precipitare a fosfolipidelor

are loc la interfaa ap-ulei i numai o bun desfurare a acestei suprafee poate

asigura mersul normal al procesului. Un astfel de efect se obine mai uor

atunci cnd se utilizeaz pentru hidratare aburul.

n cazul hidratrii cu ap, mrirea suprafeei de contact se face prin

dispersarea puternic a apei obinut prin amestecare mecanic energic. n faza

finala a procesului de hidratare ns, viteza de amestecare trebuie redus pentru

a permite aglomerarea mucilagiilor.

Hidratarea se poate realiza n flux discontinuu sau continuu.

Neutralizarea aciditii libere a uleiurilor vegetale

A. Necesitatea neutralizrii aciditii libere

1. Formarea acizilor grai liberi

Uleiurile brute au un coninut variabil de acizi grai liberi, n mod normal aciditatea liber a

uleiurilor produse din materii prime uzuale n ar este de 14%.

Prezena acizilor grai liberi n uleiurile vegetale, se datoreaz n cea mai mare parte

fenomenelor de scindare a trigliceridelor, fenomene care au loc, fie n smna oleaginoas ca

urmare a unor condiii vitrege de depozitare i prelucrare, fie chiar n uleiul brut datoritprezenei urmelor de ap i condiiilor de depozitare necorespunztoare. Formarea acizilor

grai liberi n uleiul din seminele oleaginoase se datoreaz aciunii comune a lipazelor din

semine i a mucegaiurilor care se dezvolt n cazul depozitrii la umiditi ridicate ale

materiei prime. Aciunea enzimelor este nsemnati n timpul procesului de prjire-presare.

Pentru obinerea uleiurilor comestibile, eliminarea aciditii libere este obligatorie; limita

maxim a aciditii libere este reglementat prin standard de stat. De asemenea, chiar n cazul

rafinrii unor uleiuri pentru scopuri tehnice (hidrogenare, sicativare etc.), se impune reducerea

aciditii libere pn la limitele admise de procesul tehnologic respectiv.

2. Metode pentru neutralizarea uleiurilor

Eliminarea acizilor grai se poate efectua prin metode care difer ntre ele dup natura

procesului respectiv, n funcie de aciditatea liber a uleiului brut.

Aciditatea liber Metoda de eliminare a


37/60

acizilor grai liberi

sub 7 Neutralizare alcalin

7-30 Neutralizare prin distilare

peste 30 Neutralizare prin esterificare

Limitele date mai sus sunt orientative fiind determinate de eficiena economic ametodelor respective. Pentru uleiurile comestibile nu este admis neutralizarea prin

esterificare. Cea mai larg rspndire o are metoda neutralizrii alcaline, care se execut prin

urmtoarele tratamente:

tratamentul cu alcalii (neutralizarea propriu-zis);

separarea soapstockului format;

splarea uleiului pentru eliminarea urmelor de spun.

Ca agent neutralizant alcalin se folosete n principal NaOH. Exist ns i procedee care

utilizeaz Na2CO3, n ultimul caz pierderile de rafinare fiind mai reduse.

Neutralizarea alcalin se realizeaz prin procedee discontinui, a cror rspndire se

restrnge i prin procedee continue.

Neutralizarea continu se efectueaz n instalaii care, dup principiul tehnologic, se

pot grupa n dou tipuri principale:

instalaii n care amestecarea uleiului cu soluia alcalin se realizeaz n aparate sub

agitare (procedeele Sharples i Alfa De Laval);

instalaii n care reacia de neutralizare are loc n faz de aerosoli, uleiul i leia fiind fin

pulverizate (procedeul Fash).

Separarea soapstockului are loc n ambele cazuri prin centrifugare. Instalaiile din

prima grup sunt larg utilizate n rafinarea uleiurilor.

Instalaiile de neutralizare continu funcioneaz n flux continuu cu cele pentru

dezmucilaginare i permit s se realizeze diferite scheme de prelucrare n funcie de

caracteristicile uleiului brut de care se dispune, de caracteristicile pe care trebuie s le posede

uleiul rafinat i soapstockul rezultat i anume:

neutralizarea ntr-un singur stadiu splare n dou stadii-uscare;

hidratare-neutralizare ntr-un singur stadiu dou stadii de splare-uscare;

dezmucilaginare acid-neutralizare ntr-un singur stadiu - splare n dou stadii -

uscare;

dezmucilaginare acid-neutralizare n dou stadii-splare n dou stadii-uscare

(procedeul Normal Low Loss Refining"};


38/60

dezmucilaginare-neutralizare I splare I tratament acidneutralizare II-splare II-

uscare (schema se utilizeaz pentru rafinarea uleiului de soia prin procedeul Soya Refining

Process").

B. Bazele teoretice ale neutralizrii alcaline

1. Mecanismul neutralizrii alcaline

Neutralizarea alcalin const n eliminarea acizilor grai sub forma unui spun alcalin.

Ca ageni de neutralizare se utilizeaz soluii alcaline (hidro-xizi, carbonai, silicat de sodiu,

amoniac).

Reaciile de neutralizare a acizilor grai sunt:

a. La utilizarea hidroxidului de sodiu :

R COOH + NaOH R COONa + H2O

b. La utilizarea carbonatului de sodiu

R COOH + Na2CO3 2R COONa + NaHCO32R COOH + Na2CO3 2R COONa + CO2 + H2O

n anumite condiii, paralel cu reacia de neutralizare de mai sus, se pot forma i

spunuri acide.

2R COOH + NaOH R COOH R COONa + H2O

Ecuaiile de mai sus reprezint numai principala reacie care are loc la neutralizarea

alcalin a acizilor grai. In realitate, este vorba de o reacie chimico -molecular ntre alcalii si

acizi grai liberi, ntre alcalii si trigliceride i ntre alcalii i substanele de nsoire negliceride

din ulei. Reacia chimic are loc la suprafaa picturii de alcalii cu formarea unei pelicule

monomoleculare de spun.

Datorit faptului c impuritile aflate n ulei se adsorb cantitativ la suprafaa peliculei

de spun, eliminndu-se cu acesta tratamentul alcalin are i un caracter de rafinare complex,

deoarece realizeaz efecte combinate de purificare i anume: elimin mucilagiile, elimin

acizii grai, elimin parial pigmenii colorani. Fosfatidele adsorbite au n acelai timp rol de

emulgatori i de stabilizatori ai miceliilor formate. Cantitatea de ulei saponificat precum i

cantitatea de ulei neutru antrenat n soapstock este cu att mai mic, cu ct structura

soapstockului este mai puin stabili cu ct se reduce durata de existen a sistemului format

dup neutralizarea propriu-zis. Cu alte cuvinte, este necesar can uleiul supus neutralizrii s


39/60

nu se gseasc stabilizatori ai sistemului (fosfatide etc.), iar soapstockul s fie separat ct mai

repede din masa de ulei.

n practica industrial se utilizeaz hidroxidul de sediu (NaOH) sau soda caustic,

datorit eficacitii deosebite precum i datorit preului de cost relativ sczut fa de

hidroxidul de potasiu. Hidroxidul de sodiu reacioneaz energic cu acizi grai, iar n anumitecondiii poate saponifica chiar grsimea neutral provocnd pierderi suplimentare de grsime

neutr, fiind tiut c acizii grai obinui din soapstock reprezint un subprodus cu valoare de

ntrebuinare inferioar. La neutralizarea cu hidroxizi alcalini se poate scade aciditatea liber

pn la 0,02% (calculat n acid oleic). Procesele ulterioare fac s creasc ns aciditatea

liber astfel c se consider satisfctor un ulei care are maximum 0,4% aciditate liber dup

neutralizarea discontinu i maximum 0,1% aciditate liber dup neutralizarea continu.

Coninutul de acizi grai liberi din uleiuri se exprim uzual n dou feluri: indice de aciditate

sau aciditate liber.

Indicele de aciditate reprezint cantitatea de KOH, n mg necesar pentru a neutraliza

acizii grai coninui ntr-un gram de ulei. Pe baza celor artate deja, este limpede c n

realitate alcaliile nu se consum numai pentru neutralizarea funciilor carboxil ale acizilor

grai, ci i pentru neutralizarea funciile acide ale celorlali componeni din categoria

substanelor de nsoire. Utiliznd metoda de analiz standardizat, titrarea acizilor grai liberi

se face n prezena fenolftaleinei la uleiurile de culoare deschis sau n prezena soluiei

alcoolice de albastru de alcalii 6-B, n cazul uleiurilor de culoare nchis. Mrimea indicelui

de aciditate se calculeaz cu relaia:

Indice de aciditate (I.A.) =m

nV11,56 mg KOH/g

n care: 56,11 este cantitatea de hidroxid de potasiu, n mg, corespunztoare la l cm3

hidroxid de potasiu de soluie cu normalitate n;

V volumul soluiei de hidroxid de potasiu folosit la titrare, n cm3;

n normalitatea soluiei de hidroxid de potasiu;

m masa probei luate in analiz, n g.

Aciditatea libereste procentul de acizi grai liberi aflai n uleiul analizat. Aciditatea

se exprim convenional n acidul gras cel mai reprezentativ. Pentru uleiurile obinuite

(floarea-soarelui, soia, arahide, dovleac) aciditatea liber se exprim n acid oleic. Pentru

uleiul de cocos i palmist aciditatea liber se exprim n acid lauric, pentru uleiul de palmier

n acid palmitic, pentru uleiul de ricin n acid ricinoleic, pentru uleiul de rpit n acid erucic.

Din aceast cauz pot surveni unele erori datorit diferenelor de mas molecular. De obicei,


40/60

n practica industrial aceste erori pot fi neglijate astfel c numeroi practicieni prefer s

lucreze cu noiunea de ,,aciditate liber".

In cazul exprimrii ca acid oleic, calculul se face cu relaia:

Aciditatea liber(acid oleic) = %

m

Vn282100

100m

nV282

n care: 282 este masa molecular a acidului oleic; V, n, m, au semnificaia de mai sus.

Masa molecular care se ia n calcul difer dup natura acidului gras, astfel: acid lauric

200, acid palmitic 256, acid oleic 282, acid ricinoleic 298, acid erucic. 338.

n mod curent, se spune c indicele de aciditate este dublul aciditii libere. Indicele de

aciditate se determin n laborator, pentru fiecare arj de ulei,sau pentru loturi omogene de

ulei trecute la neutralizare. Asigurarea unor loturi omogene de ulei la neutralizare este

obligatorie n cazul instalaiilor cu funcionare continu. Pentru acestea loturile constituite

corespund cu necesarul de ulei pentru 8, 12 sau 24 de ore de funcionare.

2. Necesarul de alcalii pentru neutralizare

Cantitatea de alcalii necesar pentru realizarea neutralizrii este mai mare dect

necesarul calculat stoechiometric la neutralizarea acizilor grai liberi i neutralizarea funciilor

acide ale substanelor de nsoire (aciditatea titrat) sub forma indicelui de aciditate. O parte

din alcalii se consum pentru saponificarea unei pri clin uleiul neutru, concomitent cu

neutralizarea. Cu ct soluia de sod caustic este mai concentrati temperatura mai ridicat,

cu att mai mare este cantitatea de ulei neutral care se saponific.

Pentru a realiza neutralizarea ct mai complet a acizilor grai, adic pentru a deplasa

echilibrul reaciei de neutralizare spre dreapta, este necesar sa se lucreze cu un exces de

hidroxid de sodiu. Excesul se stabilete n funcie de coninutul de acizi grai liberi. El difer

dup:

felul procesului (discontinuu i continuu) i va fi mai mare n cazul n care se practic

dezmucilaginarea acid, n cazul prelucrrii uleiurilor cu grad nalt de impurificare, cnd se

urmrete realizarea unui efect de rafinare complex (eliminarea fosfatidelor, decolorarea

parial), excesul de hidroxid de sodiu este mai mare. Uleiul de floarea-soarelui se rafineaz

cu un exces de 1030%. Pentru uleiurile mai greu rafinabile ca: soia, dovleac, rpit, excesul

utilizat este de 50100% n cazul procesului discontinuu i de 1040% n cazul metodelor

continui, n timp ce pentru uleiul din germeni de porumb, n funcie de culoare, excesul poate

atinge 200% (la rafinarea discontinu).

Consumul de soluie NaOH se calculeaz sau se obine din tabele ori nomograme. In

instalaiile cu funcionare continu regulatoarele de debit pentru soluia alcalina sunt

poziionate pe baza necesarului teoretic care se stabilete cu relaia:


41/60

k

1000

m

40

100

aQLa (l/h)

n care: Q este debitul de ulei, kg/h;

a aciditatea liber a uleiului, n %;k concentraia soluiei de NaOH, g/1;

m masa molecular medie a acizilor grai liberi;

3. Factorii care influeneaz procesul de neutralizare

Dei este un proces relativ simplu, reuita operaiei de neutralizare i mai ales eficiena

acesteia este condiionat de asigurarea unor parametri optimi.

a. Concentraia soluiei alcaline. Cu ct creste coninutul n acizi grai liberi, se

mrete concentraia soluiei alcaline. Aceasta este o regul numai aproximativ, corelaiadintre aciditatea liberi concentraia leiei fiind condiionati de ali parametri cum ar fi:

natura uleiului si modul de obinere, coninutul n substane strine liposolubile cu activitate

superficial ridicat, coninutul n compui oxidai n ulei etc. Concentraia soluiei alcaline

depinde de aciditatea liber si determin comportamentul soapstockului, pentru care se

urmrete s se obin o separare uoari cit mai avansat.

b. Influena temperaturii de lucru. Prin creterea temperaturii procesul se desfoar

mai uor i mai repede; n acelai timp creste i efectul nedorit de saponificare a uleiului

neutral i deci se mresc pierderile de rafinare.

Temperatura trebuie s fie suficient de mare n momentul ruperii" particulelor de

spun, pentru a permite separarea i sedimentarea rapid a spunului. Dac temperatura este

prea mare, mai ales cnd uleiul conine aer, se poate forma un strat spumos de s pun la

suprafaa uleiului. Din acesta cauz se recomand dezaerarea uleiului nainte de nceperea

procesului, acolo unde acest lucru este posibil, n procedeul de neutrali-zare discontinu, tem-

peratura leiei la utilizarea soluiei diluate se alege ceva mai mare dect a uleiului cu 35C,

deoarece astfel se previne mai uor formarea emulsiilor. Soluiile concentrate se utilizeaz la

temperaturi mai sczute, sau chiar la rece. n cazul procedeelor continue, de regul,

temperatura soluiei alcaline este egal cu cea a uleiului.

c. Efectul agitrii uleiului. La utilizarea soluiilor concentrate, agitarea trebuie s fie

rapid, pentru a asigura o amestecare perfect a uleiului cu soluia alcalin n prima faz a

neutralizrii. Apoi agitarea trebuie s fie mai moderat, pn la rupere, n cazul unei agitri

excesive, uleiul se poate emulsiona. La utilizarea soluiilor alcaline de concentraii mici, la


42/60

neutralizarea discontinu, uleiul nu se amestec, deoarece prin amestecare se pot forma

emulsii care ngreuneaz separarea soapstockului. Determinarea concret a regimului de lucru

se face pe baza ncercrilor preliminare, pentru stabilirea parametrilor optimi ai procesului.

Decolorarea uleiurilor

Consideraii generale privind decolorarea uleiurilor. Printre substanele de

nsoire a gliceridelor, pigmenii colorani, au un rol important n ceea ce

privete calitatea. Substanele care confer culoarea uleiurilor vegetale pot fi

categorisite n dou grupe i anume: pigmeni naturali, (clorofila coloranii

verzui, carotina roie i xantofila galben) si pigmeni secundari

(substane copmlexe melano-fosfatidice) formai n brochen i n uleiul obinut

din miscele distilate la temperaturi ridicate. Operaiile anterioare de rafinare(dezmucilaginarea acidi neutralizarea) au i un efect decolorant. Astfel, dei

carotina este stabil la tramentul alcalin din procesul de rafinare, are loc, ntr-o

mic proporie, adsorbia acesteia n soapstock. Clorofila se saponific n timpul

neutralizrii i n parte, se elimin sub forma unor derivai solubili n ap.

Soluiile concentrate de alcalii -sau cu exces mai mare de leie au .efect

decolorant mai pronunat, n cazul uleiurilor hidrogenate, substanele colorante

care au lanuri hidrocarbonate nesaturate, pot adiiona hidrogen i o dat cuaceasta se pot decolora total sau parial.

Decolorarea uleiurilor se realizeaz n predic prin procedee din dou categorii

i anume:

decolorarea fizic realizat, n principal, prin adsorbia pigmenilor pe

pmnt sau crbune decolorant;

decolorarea chimic, realizat printr-o reacie chimic cu scopul de a

modifica grupele cromogene ale pigmenilor, fie prin distrugere (datorit unui

proces de oxidare), fie prin transformare n forme incolore (printr-un proces de

reducere); decolorarea chimic nu se folosete pentru uleiurile comestibile;

ea se aplic, n general, numai unor uleiuri i grsimi tehnice puternic

pigmentate.


43/60

Drept efect secundar al decolorrii se realizeazi o eliminare mai avansat a

altor substane de nsoire a materiilor grase, cum sunt mucilagiile, substanele

proteice etc. Se elimin, de asemenea, resturi de spun din uleiurile neutralizate

alcalin precum i urmele de catalizator din uleiurile hidrogenate.

Decolorarea prin adsorbie are loc prin introducerea sub agitare a pmntului

decolorant n uleiul neutralizat i uscat sub vacuum, respectarea unui timp

oarecare pentru asigurarea contactului intim ntre ulei i materialul adsorbant

urmat de separarea adsorbantului din uleiul decolorat. Decolorarea se

efectueaz n instalaii cu funcionare discontinu sau n instalaii cu funcionare

continu .

A. Bazele teoretice ale decolorrii uleiurilorDecolorarea-un proces fizico-chimic complex

Decolorare este un fenomen complex n cadrul cruia adsorbiei fizice i se

suprapune chemoabsorbia precum i efecte secundare de natur termic i

oxidativ. Potrivit teoriei adsorbiei fizice, ntre moleculele adsorbantului i

moleculele substanei adsorbite se stabilete o interaciune bazat pe fore de

coeziune Van der Waals ; n funcie de afinitatea substanei dizolvate pentru

dizolvant i pentru agentul adsorbant, fenomenul este reversibil i se manifestprintr-o repartizare a substanelor dizolvate (pigmenii) intre cele dou faze:

dizolvant i adsorbant.

Teoria chemosorbiei arat c ntre moleculele adsorbantului i moleculele

substanei adsorbite este o legtur chimic (electrovalen sau covalent)

fenomenul de chemosorbie, n general, nu este reversibil; moleculele n soluie,

inclusiv moleculele dizolvantului, sunt susceptibile n msur diferit de a fi

adsorbite pe suprafaa solidului, ns moleculele cu caracter polar pronunat,

cum sunt acizii grai, spunurile, fosfatidele sau gliceridele acizilor oxidai, par

a fi reinute mai uor prin chemosorbie, n special adsorbani ai cror

componeni pot fi ionizai, n general, indiferent de natura lor (fizic sau


44/60

chemosorbie), fenomenele de adsorbie sunt concomitente se pot ntreptrunde,

completndu-se reciproc.

Oxidarea are un rol foarte important, adeseori neglijat, n cursul decolorrii.

Favorizat prin creterea temperaturii i prin prezena unui pulverulent,

probabil datorit aerului inclus, aceast reacie este uneori favorabil

deoarece permite degradarea anumitor pigmeni i transformarea lor n substane

incolore. Pentru uleiurile comestibile, oxidarea este nefavorabila, fiindc

stabilizeaz anumii pigmeni contra adsorbiei, sau creeaz funcii polare pe

lanul nepolar al moleculelor, n plus, se nregistreaz un proces de izomerizare

cu formarea combinaiilor cu legturi conjugate care limiteaz stabilitatea

uleiului. Oxigenul poate s provin i din aerul dizolvat n ulei (pn la 8%volume aer). Dac se aplic decolorarea sub vid, se reduce n mare parte riscul

distrugerii antioxidanilor naturali, ca i de formare a compuilor primari de

oxidare(peroxizi).

Efectul temperaturilor nalte, se manifest uneori prin distrugerea

anumitor pigmeni, ceea ce produce micorarea intensitii culorii sau

degradarea substanelor de nsoire susceptibile de a provoca o reversiune a

culorii.

2. Randamentul decolorrii

Diversitatea pigmenilor, concentraia lor foarte mic n uleiul supus

decolorrii i imposibilitatea de a-i doza prin metode directe, a fcut necesar

nlocuirea msurrii scderii concentraiei agentului cromofor din ulei prin

msurarea scderii intensitii culorii. Principalul parametru pentru

compararea metodelor i condiiilor de decolorare este randamentul de deco-

lorare care se stabilete prin raportarea scderii indicelui de culoare la indicele

culorii iniiale. Relaia dintre cantitatea de culoare eliminat n cursul procesului,

cantitatea de adsorbant i culoarea rmas dup decolorare, este exprimat cel

mai simplu de formula lui F r e u n d l i c h:


45/60

nKc

m

x

x- este cantitatea de culoare eliminat n timpul decolorrii;c-indicele de culoare al produsului dup tratament;m - cantitatea de adsorbant utilizat pentru realizarea efectului de decolorant determinat

de m

rimeax, n g;K - coeficientul de adsorbie, este o msur a activitii adsorbantului i exprimcantitatea de culoare eliminat din ulei. respectiv adsorbit de pmntul decolorant pnla nivelul culorii finale c, pentru o unitate de adsorbant (concentraia adsorbantului 1);

n - exponentul de adsorbie, exprim afinitatea substanei adsorbite faa de adsorbant iarat limita pn la care ultimele urme de pigment pot fi eliminate de adsorbant.

Ecuaia de mai sus se poate pune sub forma:

cnKm

xlglglg

i se poate reprezenta printr-o dreapt n coordonate logaritmice.

Izoterma de adsorbtie a culorii uleiului

0

1020

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80

Culoarea finala lg c

Culoarearetinutade1%

adsorbantlgx/m

Factorii care influeneaz decolorarea prin absorbie

a. Influena caracteristicilor adsorbantului. Adsorbantul reine preferenial substanele

colorante pn la o anumit, limitvolum de adsorbie peste care adsorbia nu mai are

loc, Aceast limitare a efectului de adsorbie determin n practic utilizarea unor cantiti

sporite de ageni decolorani n cazurile n care se urmrete un efect de decolorarea superior.

Cum ns majorarea cantitii de pmnt atrage dup sine o cretere a pierderilor de uleiuri

rafinate, n practic, se urmrete utilizarea unor ageni decolorani avnd valoarea lui K

(activitatea specific) mare. Din ecuaia lui Freundlich rezult cgradul de decolorare crete

o dat cu mrimea cantitii de adsorbant m. Dac doi adsorbani au aceeai valoare pentru n,

dar posed valori ale activitii Kdiferite, atunci cantitile de adsorbant m necesare pentru un

anumit grad de decolorare sunt invers proporionale cu valorile lui K. O valoarea ridicat a lui

n indic faptul c adsorbantul este foarte eficient la nceputul decolorrii dar c nu poate

realiza o decolorare foarte avansat. Din aceast cauz valori ridicate pentru n sunt de dorit

dar nu n detrimentul valorilor pentru caracteristica K.


46/60

Cantitatea de agent decolorant variaz n limite relativ largi 0,55%, n funcie de

natura uleiului, precum i de efectul decolorant care trebuie obinut. La uleiurile tehnice este

necesar s se adauge o cantitate mai mare de pmnt, aceste uleiuri fiind pigmentate mai

puternic. La uleiurile colorate mai intens se adaug la pmntul decolorant i 5 10%

crbune activ.Umiditatea agentului decoloranteste important pentru obinerea efectului maxim de

decolorare. Astfel, exist crbuni decolorani, care dau un efect maxim la un coninut de ap

de peste 10%, pe cnd la pmnturile activate valoarea limitei maxime pentru umiditate este

de 5%. Pmnturile decolorante trebuie pstrate obligatoriu n ncperi lipsite de umezeal.

Daca se face o calcinare prealabil, adsorbanii i mresc puterea decolorantcu 10-15%.

Adsorbia fiind un proces de suprafa este util ca agentul decolorant s prezinte o

suprafa liber ct mai mare, adic s fie fin mcinat sau s prezinte o structur cu pori fini n

granulele adsorbantului. Singura limit a gradului de mcinare este impus de posibilitiletehnice de separare a adsorbantului din ulei tiut fiind c o pulbere prea fin trece prin porii

materialelor filtrante uzuale.

b. Influenta caracteristicilor materiei prime (felul uleiului, natura i concentraia

pigmenilor, starea de oxidare, prezenta acizilor grai liberi i a urmelor de spun). Condiiile

n care s-a desfurat depozitarea materiei prime i extragerea uleiului au o mare importan

asupra caracteristicilor uleiului supus decolorrii i asupra randamentului decolorrii. Astfel,

E. Kurucz i J. Peredi, au supus decolorrii trei tipuri de uleiuri din floarea-soarelui (amestec

ulei de pres; ulei de extracie = 2:1) provenite din materii prime de calitate diferit.

Uleiul brut a fost neutralizat la 80C cu soluie alcalin de 20Be folosind un exces de

25%, dup care a fost decolorat la temperatura de 9095C sub vacuum utiliznd ca

tehnologie ulei

Documents