Upload
anca-maria-cimbru
View
249
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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 :
8/3/2019 Tehnologie ulei
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 :
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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)
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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-
8/3/2019 Tehnologie ulei
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,
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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".
8/3/2019 Tehnologie 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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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"};
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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,
8/3/2019 Tehnologie ulei
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:
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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
8/3/2019 Tehnologie ulei
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:
8/3/2019 Tehnologie ulei
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.
8/3/2019 Tehnologie ulei
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