Industria produselor oleaginoase

Industria produselor oleaginoase

I.    Generalitati despre ramura

Industria produselor oleaginoase produce uleiuri comestibile si uleiuri necomestibile.

Uleiurile comestibile (care constituie circa 2/3 din volumul total al uleiurilor produse) se folosesc direct in alimentatie sau se folosesc in producerea margarinei, maionezei, grasimilor culinare, produselor de panificatie, patiserie, conserve, cofetarie s.a; iar cele tehnice ( constituie 1/3 din volumul total de uleiuri produse) se folosesc in producerea detergentilor, vopselei, lacului, glicerinei, acizilor grasi, produselor farmaceutice si cosmetice.

Productia mondiala anuala de grasimi de origine animala constituie in prezent circa 20 mln. tone, iar productia mondiala a grasimilor de origine vegetala constituie circa 110 mln. tone. In Tabelul 1 sunt prezentate datele statistice referitoare la productia mondiala a principalelor tipuri de ulei.

Uleiul de soia si de palmier detin 80% din exportul mondial al uleiurilor.

Productia de plante oleaginoase in lume este in prezent circa 300 mln. tone. Cresterea productiei globale de oleaginoase se datoreaza in mare parte cresterii productiei de seminte de floarea-soarelui si de rapita, pe cind productia de boabe de soia se modifica neinsemnat in ultimii ani.

Cresterea suprafetelor si tendinta de sporire sau de stabilizare la un anumit nivel al productiei se datoreaza intr-o anumita masura crearii unor hibrizi de floarea-soarelui inalt productivi, uniformi in ceea ce priveste perioada de coacere, rezistenti la boli si care au o perioada de vegetatie mai scurta.

Actualmente, in Republica Moldova industria produselor oleaginoase reprezinta circa 2% din productia industriei alimentare, ceea ce denota un declin in comparatie cu anul 1995, cind constituia circa 3%.

Pozitia principala (95% din totalul productiei acestui sector) este ocupata de uleiul de floarea-soarelui.

Alte produse cu continut scazut de grasimi, precum margarina, nu s-au produs in Moldova pina la inceputul anului 2001, datorita consumului redus si lipsei orientarii traditionale spre astfel de produse. Cererea pentru margarina si alte uleiuri(ulei de soia si masline) a fost satisfacuta de importul acestor produse, efectuat de catre companiile comerciale locale.

Tabelul 1

Productia mondiala de ulei vegetal, mln.tone

II. Valoarea alimentara a uleiului de floarea-soarelui.

Valoarea alimetara ridicata a uleiului de floarea-soarelui se datoreaza continutului bogat in acizi grasi nesaturati, reprezentati preponderent de acidul linolic (44-45%) si acidul oleic (14-43%), cit si prezentei reduse a acidului linileric (0,2%), componenetele care ii confera stabilitate si capacitate indelungata de pastrare, superioara altor uleiuri vegetale. Functia nutritiva a uleiului de floarea-soarelui este sporita de prezenta unor provitamine, vitaminelor liposolubile, fosfatidelor, vitaminelor B₄, B₈, K. Uleiul mai contine si tocoferoli, fractiune antioxidanta a uleiului vegetal, aproximativ 0,07%. Capacitatea energetica inalta a uleiului (8,8 kcal/g) si gradul de asimilare ridicat situeaza uleiul de floarea-soarelui aproape de nivelul nutritiv al untului.

Uleiul rafinat de floarea-soarelui se foloseste in alimentatie, industria margarinei, conservelor, in alimentatia publica, panificatie, cofetarie, etc. Este folosit si in producerea lacurilor speciale, rasinilor, precum si in pictura.

Dupa gradul de rafinarie si in consecinta dupa diminuarea valorii biologice si nutritive uleiurile vegetale pot fi ordonate in felul urmator :

 Ulei rafinat;

 Ulei hidratat;

 Ulei rafinat nedezodorizat;

 Ulei rafinat dezodorizat;

Uleiul rafinat contine : trigliceride, acizi grasi esentiali (oleic, linoleic, linolenic), fosfatide, vitamine liposolubile, ceride, caroteni, substante aromatice, etc.

Uleiul hitratat contine : trigliceride, acizi grasi esentiali,vitamine liposolubile, ceride, caroteni, substante aromatice, etc.

Uleiul rafinat nedezodorizat contine : trigliceride, substante aromatice.

Uleiul rafinat dezodorizat contine : trigliceride.

III. Sortimentul si indicii de calitate.

Uleiul de floarea-soarelui se fabrica in urmatorul sortiment :

 nerafinat : de calitate supeioara, de calitatea I, de calitatea II ;

 hidratat : de calitate supeioara, de calitatea I, de calitatea II ;

 rafinat : nedezodorizat, dezodorizat de marca «P» si «D».

Calitatea uleiului se apreciaza dupa indicii organoleptici si fizico-chimici. Principalii indici organoleptici sunt : aspectul, gustul, mirosul si culoarea.

Proprietatile organoleptice ale uleiurilor comestibile, pentru a fi corespunzatoarea,trebuie sa satisfaca urmatoarele cerinte:

 trebuie sa fie limpezi, fara suspensii si sediment;

 culoarea trebuie sa fie galbena sau galbena spre roscat, fara pete, fara straturi diferit colorate;

 gustul si mirosul trebuie sa fie placut, specific, fara nuante straine (amar sau rinced).

Principalii indici fizico-chimici sunt:

 aciditatea, umiditatea, indicele de saponificare, indicele de iod, indicele de peroxid, continutul de grasimi.

IV. Materiile prime folosite la producerea uleiurilor vegetale.

In plante grasimile se formeaza prin transformarea glucidelor sub actiunea unor enzime specifice, acumulindu-se ca substante de rezerva in anumite parti ale plantelor: seminte, pulpa fructului, simburi.

Continutul de grasimi variaza in materiile prime oleaginoase in functie de soi, conditiile pedocli materice, prelucrarea agrotehnica si constituie in mediu urmatoarele cifre:

 Soia 24-42%

 Floarea-soarelui24-60%

 Rapita 20-35%

 Arahide 20-50%

 Seminte de in 46-48%

 Germeni de porumb 33-36%

 Fructe de palmier46-53%

 Alune62%

 Migdale54%

 Seminte de bostan 62%

 Seminte de bumbac20-24%

 Seminte de mustar 32-42%

Principalele materii prime din care se obtine uleiul in R. Moldova sunt: seminte de floarea-soarelui, germenii de porumb, semintele de mustar si boabele de soia.

Floarea-soarelui originara din Mexic si Peru a fost adusa in Europa in sec. XVI, iar in R. Moldova a inceput sa fie cultivata de la sfirsitul sec. XIX inceputul sec. XX.

Semintele de floarea-soarelui se compun in medie din 40% coaja si 60% miez, care contine 24-60% de ulei. Semintele cu continut de ulei de circa 30% sunt folosite la fabricarea halvalei, iar acelea cu continut mai inalt de ulei pentru extractia acestuia.

In ultimii doi ani datorita manifestarii unui interes deosebit al consumatorilor fata de produsele din floarea-soarelui s-a observat o evolutie a suprafetelor cultivate si a produselor din floarea-soarelui pe plan mondial si european.

Conform datelor FAO(a.1997) suprafetele semanate cu floarea-soarelui sunt repartizate in lume in felul urmator:

Europa 4443 mii haAmerica de Sud 3102 mii ha

Australia135 mii haAsia 4447 mii ha

Africa1100 mii haAmerica de Nord1409 mii ha

In Tabelul 2 sunt prezentate tarile europene cu cele mai mari suprafete cultivate cu flarea-soarelui.

Tabelul 2

Suprafetele si productii realizate la floarea-soarelui in

principalele tari cultivatoare din Europa (Datele FAO 1996)

Productia mondiala a florii-soarelui se prevede sa creasca in urmatorii ani cu aproximativ 11% datorita preturilor mai inalte la floarea-soarelui decit la grine.

Suprafetele si productia globala in R.Moldova au variat foarte mult (vezi Tabelul 3). Productia globala a depins de productia medie la ha care a variat de la 19,6 q/ha in anii 1981-1985 pina la 10,1 q/ha in 1997.

Scaderea productiei medii la ha a fost influentata de mai multi factori, inclusiv admiterea unor incalcari ale tehnologiei de crestere, cum ar fi: prelucrarea solului, fertilizarea, recoltarea intirziata si cu pierderi, lipsa soiurilor inalt productive, etc.

De exemplu, pierderile la recoltarea cu combinele invechite din Moldova ajung la 18%, pe cind uzina producatoare de combine admite asemenea pierderi doar maximum 3%.

In R.Moldova functioneaza tri intrprinderi mari de extragere a uleiului vegetal din seminte de floarea-soarelui (Combinatul de Ulei si Grasimi din Balti SA, privatizat in 1994, SA ULEEX din Otaci, privatizata in 1993, Fabrica de extractie a uleiului din Tighina) si peste 90 de oloinite care au licenta Ministerului de Agricultura si Industriei Prelucratoare si sunt inregistrate.

Tabelul 3

Suprafetele, productia globala si medie a semintelor de floarea-soarelui in R.Moldova

Capaciatea de prelucrare a intreprinderii din Balti pe an constituie 262,9 mii tone de seminte si a intreprinderii din Otaci - 57,6 mii tone de seminte.

Dinamica producerii de ulei vegetal in Moldova este prezentata in tabelul 4.

Tabelul 4

Dinamica producerii de ulei vegetal in R.Moldova

Micsorarea cantitatii de ulei produs se explica prin mai multi factori, printre care micsorarea cantitatii de seminte achizitionate de intreprinderi din motivul lipsei unui mecanism care ar contribui la stabilirea unor relatii reciproc avantajoase intre intreprinderile de prelucrare si producatorii de materie prima si alta cauza a fost lipsa pietei de desfacere a produsului finit. In ultimii ani situatia cu exportul uleiului s-a ameliorat putin. Uleiul din Moldova se exporta in Rusia, Ucraina, Belorusia, Tarile Baltice, Romania, Marea Britanie, etc.

V. Procesul tehnologic de obtinere a uleiului din semintele de floarea- soarelui

Procesul tehnologic de obtinere a uleiului vegetal este un proces complex alcatuit din trei etape principale:

I - Pregatirea materiei prime catre extractie, care cuprinde urmatoarele operatii tehnologice principale: receptia materiei prime, curatirea, uscarea, descojirea semintelor, macinarea, prajirea;

II - Extractia uleiului brut, care poate fi realizata prin metoda de presare, extractie cu solventi organici sau metoda combinata din primele doua;

III - Rafinarea uleiului, care poate fi realizata prin procedee mecanice, fizice, fizico-chimice sau mixte;

In continuare vor fi descrise mai detaliat principalele operatii tehnologice din procelul tehnologic de obtinere a uleiului vegetal de floarea-soarelui.

Recoltarea si postmaturizarea semintelor oleaginoase

Timpul optim de recoltare a semintelor oleaginoase este determinat in principal de maturitatea tehnologica. Astfel, daca la sfirsitul maturitatii fiziologice semintele au 35% umiditate,atunci recoltarea florii soarelui se face cind semintele au ajuns la 12-14% umiditate. La umiditatea mai mica 6-8% pierderile de recolta pot ajunge la 8-12%. In cazul semintelor nematurizate se gasesc cantitati mari de acizi grasi liberi, care nu s-au legat sub forma de esteri cu glicerina.

Postmaturizarea se realizeaza la depozitarea materiilor prime pe o durata de 30-60 zile, cind semintele isi continua coacerea. In aceasta perioada are loc si redistribuirea umiditatii intre miez si coaja, ceea ce favorizeaza separarea cojilor de miez si reduce pierderile de miez in coaja la descojire. Postmaturizarea reduce si aciditatea libera a uleiului.

Receptia materiei prime la fabrica

Receptia calitativa a semintelor se face pe baza unei determinari privind masa hectolitrica, corpurile straine, umiditatea, continutul de ulei si a unor indici organoleptici (integritatea, culoarea, gustul, mirosul).

Receptia cantitativa se face prin cintarire.

Depozitarea materiilor prime oleaginoase in fabrica

Depozitarea semintelor oleaginoase trebuie sa asigure:

 pastrarea substantelor oleaginoase valoroase;

 prevenirea proceselor de degradare;

 imbunatatirea caracteristicilor tehnologice ale semintelor;

 pregatirea de loturi mari, omogene din punct de vedere a indicilor tehnologici, catre extractie.

La un continut scazut de umiditate semintele se gasesc in stare de anabioza, astfel incit functiile vitale sunt reduse ca intensitate (se micsoreaza pierderile de substante utile din cauza respiratiei reduse). In plus se reduce si activitatea microorganismelor.

Daca umiditatea semintelor este mai mare, actiunea enzimelor proprii sau acelor secretate de microorganisme este mare si se manifesta prin hidroliza grasimilor(cresterea aciditatii) si degradarea proteinelor, hidratilor de carbon, fosfatidelor, ceea ce in consecinta ingreuneaza procesul de rafinare a uleiului.

Temperatura de depozitare are un rol foarte important. Prin cresterea temperaturii de depozitare se favorizeaza dezvoltarea microorganismelor termofile si declansarea unor procese oxidative care duc la cresterea temperaturii masei de seminte la 80-90sC si in unele cazuri pina la temperatura de aprindere.

Gradul de deteriorare a semintelor (sparte, taiate, zdrobite) favorizeaza procesele de degradare si autoaprindere.

Gradul de impurificare a semintelor cu impuritati organice (frunze, bucati de tulpina, praf) de asemenea intensifica procesele degradative si de autoaprindere.

Depozitarea semintelor se realizeaza in:

 silozuri cu capacitate de 300-1200 tone, din beton sau metal;

 magazii etajate, unde semintele se depoziteaza pe plausee in strat de 1,5-3,0 m in functie de umiditatea lor.

La depozitare trebuie sa fie respectate urmatoarele :

 uscarea semintelor in depozit trebuie sa se faca in regim moderat, pentru a evita craparea si desprinderea cojii de pe miez;

 depozitarea sa se faca la umiditatea care nu depaseste umiditatea critica;

 temperatura trebuie mentinuta sub 30sC prin aerare naturala, aerare activa sau racire mecanica.

Semintele trebuie curatite inainte de depozitare (nivelul impuritatilor nu trebuie sa depaseasca 1-2%). Periodic trebuie sa se faca dezinfectia si deratizarea silozurilor si magaziilor de depozitare.

Curatirea semintelor

In fabrica, semintele sunt curatite pentru indepartarea impuritatilor metalice, minerale, organice ne oleaginoase (seminte seci, carbonizate, sparturi sau seminte din alte sorturi decit cel receptionat).

Curatirea se face in doua etape: inainte de depozitare (precuratirea- cind se elimina ~ 50% din impuritati) si la trecerea in fabricatie (postcuratirea- cind se elimina ~ 75% din impuritati).

Procedeele de separare a impuritatilor sunt urmatoarele:

 separarea pe baza diferentei de marime, pe site cu miscare "dute-vino", vibratorie, circulara, etc.;

 separarea pe baza de densitate diferita. Impuritatile mai usoare decit semintele sunt antrenate in curentul de aer ascendent;

 separarea impuritatilor feroase pe baza proprietatilor magnetice ale acestora.

Praful si impuritatile mai usoare decit semintele care sunt absorbite de ventilatoarele masinilor de curatat sunt dirijate la instalatiile de captare a prafului care pot fi: cicloane uscate sau umede, filtre cu saci inchise sau deschise.

Uscarea semintelor oleaginoase

Continutul de apa din semintele oleaginoase este invers corelat cu cel de ulei. Viteza uscarii semintelor va depinde de: temperatura agentului de uscare, umiditatea sa relativa si viteza de deplasare la suprafata semintelor. Pentru uscare se foloseste ca agent termic aerul. La toate tipurile de uscatoare conditia de baza este reducerea umiditatii semintelor la aproximativ 44%, cu un consum energetic redus fara ca semintele sa depaseasca temperatura de 70sC, deoarece peste aceasta valoare ar avea loc o crestere a indecelui de peroxid al uleiului din seminte.

Instalatiile moderne de uscare sunt sub controlul computerizat, care ofera informatii privind umiditatea semintelor la intrare si la iesire din uscator si temperatura aerului in diferite sectiuni ale uscatorului. Prin aplicarea acestui sistem se evita suprauscarea. Economia de energie constituie 12-20% iar debitul de uscare cu personalul 5-10%. Investitia se amortizeaza in doua sezoane.

Descojirea semintelor oleaginoase

Operatia (desi uneori optionala) determina calitatea uleiului si a srotului. Sunt supuse descojirii semitele cu un continut mare de coaja si care nu adera intim la miez (floarea-soarelui, soia, ricin, bumbac). Descojirea semintelor de in, rapita, cinepa este dificila din cauza aderentei cojii la miez. Importanta este descojirea semintelor de floarea-soarelui, mai ales a celor cu un continut ridicat de ulei. La acestea coaja are 8-10% umiditate, 1-5% gasimi, 3-6% proteina, 25-28% pentozani si aproximativ 60% celuloza totala, din care 25-29% lignina.

Lipidele din coaja contin 45-60% gliceride, 15-45% ceruri si 18-22% acizi grasi liberi.

Cresterea continutului de ulei in seminte conduce la diminuarea continutului de coaja ( in 30 de ani, datorita soiurilor noi cultivate, ponderea cojii s-a redus de la 35-40% la 22-24%). Insa, coaja subtire contine mai multe ceruri (60-70%) din lipidele cojii.

Avantajele descojirii semintelor de floarea-soarelui sunt:

 cresterea continutului de proteina in srot. Un continut restant de coaja (6-8,2%) este necesar pentru a se asigura structura mecanica corespunzatoare materialului care este supus presarii si extractiei;

 eliminarea cojilor, care mareste capacitatea de prelucrare a valturilor de macinare-aplatizare, utilajele de prajire, presare, extractie;

 pierderi mai mici de ulei la presare si extractie;

 uleiul obtinut la presare va contine o cantitate mai mica de ceruri ce trebuie eliminate la rafinare;

 coaja obtinuta se va folosi in caliate de material combustibil.

Dezavantajul principal al descojirii consta in: investitii ridicate pentru realizarea operatiei; spatiu construit si utilaje de descojire.

Dupa spargerea semintelor, indiferent de metoda folosita, rezulta un amestec de: miezuri intregi si sparte, coji intregi si maruntite, miez cu rest de coaja, seminte intregi nedescojite.

Separarea cojilor din acest amestec are loc in utilaje care combina cernerea prin sita (separarea dupa diferenta de marime) cu separarea dupa diferenta de masa volumica, prin aspiratia intr-un curent de aer ascendent produs de un ventilator. O alta metoda de separare este cea electrostatica. Dupa procesul de separare rezulta doua fractiuni: miez industrial (80-85%) din masa semintelor prelucrate, miez care contine 6-8% coaja si a doua fractiune; coaja, care reprezinta 15-20% din masa semintelor prelucrate (aceasta coaja antreneaza 0,4-1,0% miez).

Maruntirea materiilor prime oleaginoase

Maruntirea este operatia obligatorie in pregatirea materialului pentru extragerea uleiului. Maruntirea realizeaza ruperea membranelor si destramarea structurii oleoplasmei celulare care contine uleiul. Consecinta este eliminarea uleiului prin canalele oleoplasmei sub forma de picaturi fine, care sunt retinute la suprafata macinaturii sau in capilarile acesteia. Tehnic maruntirea realizeaza o deteriorare a 70-80% din celule. Macinatura trebuie sa fie uniforma.

Maruntirea este influentata de umiditatea si de continutul de ulei al semitelor. La cresterea umiditatii, semintele descojite devin plastice, maruntirea este dificila si macinatura este cleioasa, ceea ce ingreuneaza presarea si extractia.

Umiditatea optima de macinare este de 5-6% .

La semintele cu continut mic si mediu de ulei, uleiul care se separa la macinare este absorbit de catre particulele macinaturii si nu provoaca dificultati la operatiile ulterioare.

La semintele cu continut ridicat de ulei, la maruntire se separa cantitati mari de ulei, care nu poate fi absorbit in intregime, ceea ce conduce la o macinatura cleioasa si la pierderi mari de ulei, in asemenea situatii impunindu-se un grad de maruntire mai putin avansat.

La maruntire pot avea loc si transformari chimice:

 denaturarea proteinelor datorita caldurii produse prin frecare si presiunii exercitate de cilindrii valturilor de maruntire;

 cresterea aciditatii uleiului sub actiunea lipazelor proprii;

 cresterea indicelui de peroxid al uleiului datorita peroxidazei, lipoxigenazei si oxigenului atmosferic.

Macinatura nu se depoziteaza. Daca macinatura se depoziteaza timp de 24 de ore la 15sC, aciditatea creste de la 0,7% la 0,9%, iar la 35-40sC/24 ore, aciditatea creste de la 0,9% la 2%.

Prajirea materialului oleaginos

Prajirea reprezinta un tratament hidrotermic, realizat prin amestecarea continua, in patru situatii :

 inainte de presare, asupra macinaturii obtinute la valturi;

 inainte de extractie, asupra broken-ului (turtelor) de la presare, dupa concasare;

 inainte de aplatizarea materialului oleaginos.

Scopul prajirii inainte de presare este acela de a realiza transformari fizico-chimice ale componentelor macinaturii, ca si modificari ale structurii particulelor, in vederea obtinerii unui randament maxim la presare.

La realizarea operatiei trebuie sa se tina cont de urmatoarele:

 uleiul din macinatura este prezent in proportie de 70-80% la suprafata particulelor si in capilarele macinaturii sub forma de pelicule, iar 20-30% din ulei este inclus in celulele nedestramate la macinare;

 apa din macinatura este legata de gelul celular prin forte de absorbtie puternice, astfel incit apa nu se elimina la presare;

Prajirea se realizeaza in doua faze :

 faza de umectare si incalzire a macinaturii, in care macinatura este pulverizata cu apa sau abur pina la umiditatea optima (7,0-7,5%).

Se realizeaza umectarea partii hidrofile (proteinelor) din macinatura, ce permite dislocarea uleiului de suprafata si din capilare care este impins spre exterior. La incalzire structura fazei solide devine elastica dar afinata, ceea ce favorizeaza separarea uleiului.

Umezirea si incalzirea trebuie sa se desfasoare concomitent pentru a se stopa activitatea enzimatica (favorizata de prezenta apei), care ar putea mari aciditatea uleiului;

 faza de prajire-uscare, cind aglomeratele de particule se desfac, are loc tasarea lor (indesarea), umiditatea eliminata scade la 3,5-4,5%, proteinele sunt puternic denaturate, plasticitatea materialului devine optima pentru presare, deci pentru expulzarea uleiului. Tasarea macinaturii conduce la cresterea greutatii hectolitrice a acesteia si deci, la imbunatatirea indicelui de utilizare a presei si a extractorului.

La stabilirea regimului de prajire trebuie sa se urmareasca:

 pastrarea calitatii uleiului de presa si acelui ramas in broken (turte);

 pastrarea in stare neschimbata a fosfatidelor, vitaminelor, provitaminelor, antioxidantilor naturali.

Astfel, la temperatura de 70sC (fata de 105-110sC, considerata optima pentru un randament bun la extractie) si la o viteza de incalzire de 3sC pe secunda se obtine un ulei cu aciditate scazuta, indice de peroxid de doua ori mai mic, extractia cerurilor este micsorata de 1,5-2,0 ori. La 70sC denaturarea proteinelor este de 1,44-1,75% fata de 9,33% la temperatura de 110sC.

Durata procesului de prajire constituie circa 30 minute.

Presarea materialului

Preasarea este operatia prin care se separa uleiul din macinatura oleaginoasa (amestec solid-lichid) sub actiunea unor forte exterioare, rezultanta fiind uleiul de presa si broken-ul.

La inceput se separa uleiul retinut la suprafata particulelor de macinatura ce se scurge prin canalele dintre particule, apoi cind sub influenta presiunii crescinde incepe deformarea si comprimarea particulelor, are loc si eliminarea uleiului.

Cind spatiul dintre particule devine foarte mic, uleiul nu se mai elimina si se ajunge la formarea broken-ului (turtelor).

La presarea in prese moderne, cu mai multe camere de presare, structura brichetata (turta) este sfarimata la trecerea prin fiecare con de presare.

Cresterea presiunii asupra macinaturii trebuie sa fie treptata, deoarece in caz contrar, particulele fine de macinatura astupa capilarele si se blocheaza evacuarea uleiului.

Durata de presare, in functie de caracteristicile constructve si functionale ale presei, este de 40-200 secunde. Durata de presare este influentata de: turatia snecului, grosimea broken-ului la iesirea din presa si caracteristicile fizico-chimice ale macinaturii.

La presele de presare preliminara (prima treapta), turatia variaza intre 18-22 rotatii pe minut. La treapta a doua de presare preliminara, turatia este de 36 rotatii pe minut. La presele de presare difinitiva turatia snecului orizontal variaza intre 40-50 rotatii pe minut. Unele dintre aceste prese au si o parte corticala de presare cu turatia snecului de 85 rotatii pe minut. La presarea la rece turatia snecului este cuprinsa intre 22 si 36 rotatii pe minut.

Grosimea broken-ului influenteaza invers proportional durata de presare.

La presarea preliminara a macinaturii prajite (tehnologie folosita in prezent mai frecvent) grosimea broken-ului la iesirea din presa este de 7-8mm.

Uleiul din presa va avea o aciditate mai mica decit uleiul obtinut din broken, deoarece acizii liberi se absorb si la suprafata macinaturii mai puternic decit trigliceridele.

Macinatura poate fi presata si la rece. In acest caz randamentul uleiului va fi mai mic, culoarea si acidiatea libera a uleiului va fi mai redusa decit la uleiul obtinut prin presare la cald, iar continutul de fosfatide va constitui 10-20 parti per milion fata de 200-400 parti per milion fata de presarea la cald.

Purificarea uleiului brut de presa

Uleiul de presa contine impuritati mecanice si organice in suspensie precum si urme de apa care trebuie rapid indepartate pentru evitarea degradarilor si reducerea pierderilor.

Purificarea uleiului de presa inainte de depozitare sau rafinare implica urmatoarele operatii:

 separarea resturilor grosiere de macinatura prin decantoare discontinue sau continue, filtrare sau centrifugare;

 eliminarea umiditatii prin uscare, daca umiditatea uleiului rezultat este de peste 0,2%. Uscarea se face sub vid (presiunea remanenta 10-20 mm Hg, la temperatura de 85-90sC) pina la o umiditate a uleiului de 0,05%;

 filtrarea finala in filtru-presa sau in filtre sub presiune de tip "Niagara"

Extractia uleiului cu dizolvanti din 'broken' sau din materialul nepresat-aplatizat

Extractia uleiului cu solvent este o operatie tipica de transfer de masa, realizata prin solubilizarea uleiului in dizolvant, in care celelalte componente sunt insolubile.

In practica industriala, procesul de extractie al uleiului are loc simultan dintr-o

multitudine de particule aflate in strat in miscare sau in strat imobil, cand se recircula numai dizolvantul.

La extractie in ulei trec, din materia prima in miscela (amestec de ulei cu solvent) ceruri, fosfatide, pigmenti. Continutul in fosfatide al uleiurilor de extractie este mai mare decat al uleiurilor de presa. La extractie se favorizeaza mai mult trecerea carotenilor in ulei, a aciditatii libere (0,7-1,8%), fosfatide (0,5-0,6%), ceea

ce face ca uleiul sa fie greu rafinabil.

Solventii de extractie. Solventii de extractie folositi trebuie sa fie nepolari,

hidrofobi, cu constanta dielectrica apropiata de cea a uleiurilor.

Ideal un solvent ar trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

- sa dizolve repede si usor uleiul fara sa extraga alte substante care se gasesc

in seminte,

- sa nu distruga aparatura in procesul de productie;

-sa nu lase dupa distilare miros strain si substante daunatoare in ulei; sa aiba compozitia omogena, stabila, un punct de fierbere constant si nu prea ridicat;

-sa nu fie miscibil cu apa si sa nu dea cu aceasta un amestec cu punct de fierbere constant;

-sa nu-si schimbe compozitia si proprietatile la depozitare;

-sa nu formeze amestec exploziv cu aerul;

-sa nu fie daunator pentru personalul de servire;

- sa fie ieftin.

Solventii utilizati in industria uleiului sunt:

- hexanul, cu interval de fierbere 63-69sC, care are avantajul ca lasa un

reziduu dupa evaporare de 0,0016%, este inflamabil si limita de toxicitate in aer este de 350mg/m³;

- benzina de extractie, cu interval de fierbere 65-68sC, concentratia periculoasa in aer este de 47-270g/m³. In amestec cu aerul benzina se aprinde la 250sC, vaporii de benzina se aprind usor (sau fac explozie de la o scanteie si de la un corp incandescent), este mai grea de 2,7 ori decat aerul, lasa o cantitate mai mare de reziduuri in srot decat hexanul;

- acetona, care este folosita la purificarea lecitinei si la separarea ei din uleiul initial, este foarte inflamabila.

Metoda de extractie si extractoare folosite in industria uleiului

In practica se aplica trei metode de extractie continua:

metoda scufundarii (imersarii) materialului oleagenos in dizolvantul care

circula in contra curent;

metoda stropirii repetate (percolare) cu dizolvant a materialului care se deplaseaza pe un transportor. Materialul cel mai degresat este stropit cu dizolvant proaspat, iar materialul proaspat este stropit cu miscela cea mai concentrata. Percolarea da posibilitatea obtinerii de miscele mai concentrate si mai curate datorita autofiltrarii;

metoda mixta, in care materialul proaspat se umecteaza bine cu miscela concentrata si apoi se degreseaza pe transportorul extractorului in continuare prin percolare cu miscela, apoi cu dizolvant proaspat. Extractoarele mai des folosite sunt cele care lucreaza prin percolare si mixt, si anume:

extractorul Rotocel, care functioneaza dupa metoda mixta; durata extractiei este de 100-300 minute; grosimea stratului de material de 1,3-1,5 m; concentratia miscelei l8% ulei; ulei in srot 1-1,2%; debitul de miscela recirculata 12-18 m³/h pentru capacitatea de 180 t/zi;

extractorul Carusel, care are o capacitate de 180 t/zi si functioneaza prin percolare; durata extractiei este de 95-135min, grosimea stratului 1,8-2,0 m, miscela recirculata 1278 m³/h, concentratia miscelei 22-25%; ulei remanent in srot 0,7 -0,8 %;

extractorul De Smet, care este cu transportor orizontal cu sita, lucreaza prin percolare, cu capacitatea de 200t/zi si mai mare; durata extractiei 135-150min; grosimea materialului pe banda 1,0-1,7; miscela recirculata 10m³/h, concentratia miscelei 25%, ulei in srot 1 %;

extractorul Crown, care este un transportor dublu, cu rachete ce lucreaza prin metoda mixta, are capacitatea peste 4000 t/zi, srotul obtinut are 0,8% ulei.

Distilarea miscelei Miscela (ulei+solvent) obtinut la extractie este trecuta la operatiile de purificare (indepartarea impuritatilor prin decantare, filtrare, centrifugare, ciclonare) si apoi la distilare initiala si finala.

Distilarea se practica in pelicula sau prin pulverizare. Procesul de distilare va fi influentat de temperatura, vacuum, cantitatea de abur folosita la distilarea finala.

La instalatiile modeme miscela este mai intai preconcentrata pana la 35-45% ulei. Urmeaza o concentrare pana la 80-85% la un vacuum de 400mm Hg si temperatura 90-95sC. Distilarea finala se face la temperatura 105-110sC si un vacuum de 720-730mm Hg prin introducerea de abur direct. In final uleiul trebuie sa aiba maximum 0,05%, dizolvant. Regimul termic trebuie sa fie cat mai moderat pentru a reduce la minimum formarea de fosfatide nehidratabile.

Recuperarea solventului din srot. Dupa extragerea uleiului srotul contine 25-50% solvent. Fractiunile usoare se separa prin incalzire, iar cele grele cu abur viu (direct) supraincalzit. Indepartarea dizolvantului din srot este asemanatoare operatiei de uscare. Nivelul de solvent in srot trebuie sa fie < 0,1%. Se utilizeaza abur cu temperatura mai mica de 180sC, astfel ca temperatura srotului sa nu depaseasca 100sC.

Condensarea vaporilor de solvent si separarea srotului

Vaporii de solvent si de apa proveniti de la distilarea miscelei sau de la desolvenizarea si toastarea srotului sunt trimisi la condensare si la separarea pe faze pe baza greutatii specifice.

Condensarea se face intr-un condensator, care este un schimbator de caldura cu tevi de alama sau otel, cu racire indirecta.

Prelucrarea finala si depozitarea srotului

Srotul reprezinta 30-40% la semintele decorticabile si 60-80% la cele nedecorticabile. Srotul este valoros pentru componentele sale nutritive (proteina bruta 36%, celuloza bruta 15%, cenusa 1,5%).

Prelucrarea srotului implica macinarea (obligatorie in cazul extractiei discontinuie) in mori cu ciocane si eventual, separarea pe fractiuni. Se mai poate face si granularea srotului incalzit si umectat sau cu adaos de lianti (melasa, fosfatide, 'soapstoc' ) prin comprimare cu ajutorul granulatorului.

Depozitarea sroturilor se poate face in magazii sau in silozuri prevazute cu dispozitive mecanice de spargere a boltilor si de evacuare.

Depozitarea uleiului brut

Uleiurile brute de presa si de extractie se depoziteaza inainte de rafinare in rezervoare de otel cu capacitate mare (mii m3). Fundul rezervoarelor trebuie sa fie usor inclinat spre golire, pentru a se

realiza golirea completa si pentru evitarea depunerii sedimentelor.Rezervoarele trebuie sa fie prevazute cu agitatoare tip elice sau surub, montate lateral la parte inferioara, prezenta acestora fiind benefica deoarece: se asigura loturi de ulei cu caracteristici calitative omogene, fapt important la rafinare; se impiedica separarea spontana a mucilagiilor in rezervor.

Temperatura de depozitare a uleiului este de 38sC (rezervoarele sunt plasate in contact cu atmosfera).

Rafinarea uleiurilor vegetale

Prin rafinare se elimina componentele nedorite: fosfatide, acizi grasi liberi, pigmenti, metale (Fe, Cu, Ca, Mg), zaharuri libere, glucolipide, lipidele oxidate, ceruri, substante de miros si gust (aldehide, cetone), pesticide.

In consecinta, se reduce continutul de fosfor, scade aciditatea, se imbunatateste culoarea, gustul, mirosul, transparenta, limpiditatea.

In timpul rafinarii, o data cu impuritatile mentionate se indeparteaza, insa, si substantele valoroase ca vitaminele A,D,E,K; dar se pierde si o cantitate de ulei, in functie de caracteristicile uleiului brut, precum si de metoda de rafinare aplicata si respectiv de instalatia folosita.

Rafinarea uleiurilor poate fi alcalina, clasica si fizica. Operatiile principale la rafinare sunt: desmucilagenarea, neutralizarea, spalarea, uscarea, decolorarea, vinterizarea, dezodorizarea, polisarea .

Schema tehnologica de rafinare clasica alcalina este prezentata in figura 1.

Desmucilaginarea

Ueliul brut eliberat de impuritati grosiere prin operatia de purificare preliminara contine substante mucelaginoase (fosfatide, albumine, hidrati de carbon) sub forma coloidala, in suspensie sau dizolvate (uleiurile brute au 200 parti per milion fosfor).

Prezenta mucilagiilor in ulei si, in special, a fosfatidelor are urmatoarele influente in cursul prelucrarii acestuia:

- la depozitarea si transportul uleiului brut, fosfatidele la un continut de umiditate a uleiului de 0,15%, se depun la fundul rezervoarelor si mijloacelor de transport;

- la neutralizare, prezenta fosfatidelor duce la cresterea pierderilor in ulei, datorita capacitatii lor de emulsionare, precum si la cresterea cantitatii de neutralizare;

- la albire prezenta fosfatidelor duce la inactivarea lutului decolorant si la reducerea vitezei de decolorare;

- la dezodorizare, prezenta fosfatidelor duce la inchiderea culorii uleiului si la aparitia de miros dezagreabil si la stabilitate redusa la pastrare.

Eliminarea fosfatidelor din ulei trebuie sa se faca rapid si cat mai complet.

Metodele de indepartare sunt urmatoarele:

fizico-chimice: hidratarea si tratamentul cu adsorbanti;

fizice: tratamentul termic;

chimice: tratamentul cu acid sulfuric, citric, fosforic sau tratamentul alcalin;

enzimatice: procedeul Enzymax.

Cea mai des utilizata este metoda de hidratare. Metoda se bazeaza pe faptul ca in prezenta apei, la cald fosfatidele, albuminoidele si complexele acestora ­mucilagiile isi pierd solubilitatea in ulei si precipita in flacoane care pot fi separate prin sedimentare sau centrifugare.

In instalatia sharples, uleiul este incalzit la 45-50sC sub agitare lenta (13 rot/min) timp de 22 minute si apoi se centrifugheaza. Mucelagiile separate antreneaza 30-35% ulei.

Neutralizarea aciditatii libere

Scopul rafinarii alcaline este eliminarea acizilor grasi liberi, a fosfatidelor ramase si a altor componente (srot proteic, glicerina, carbohidrati, rasini, metale, pigmenti).

Eliminarea acizilor grasi liberi se poate face prin mai multe metode, in functie de concentratia acestora:

- neutralizarea alcalina, daca aciditatea este sub 7%;

- neutralizarea distilata, daca aciditatea libera este de 7-30%

- neutralizarea prin esterificare, daca aciditatea libera este > 30% (nu se aplica la uleiurile comestibile).

Neutralizarea alcalina consta in urmatoarele etape: reactia propriu-zisa; separarea 'soapstock'--ului, spalarea uleiului pentru eliminarea urmelor de sapun; uscarea uleiului.

Agentii neutralizanti sunt NaOH si Na₂CO₃.

Reactiile principale la neutralizare sunt:

RCOOH + NaOH RCOONa + H₂O

acizi grasi sapun (soapstock)

2RCOOH + Na₂CO₃RCOONa+ 2CO₂ + H₂O

Hidroxidul de sodiu este eficace, ieftin, dar agresiv fata de uleiul neutralizat la temperaturi mai ridicate.

Carbonatul de sodiu este mai putin eficace si necesita un regim de temperatura bine controlat pentru a se impiedica formarea de CO₂, insa este mai putin agresiv fata de uleiul neutru.

Reactia de neutralizare necesita un exces de alcalii pentru a deplasa echilibrul reactiei si pentru a neutraliza in totalitate acizii grasi liberi (pana la o aciditate libera de 0,02 - 0,05%).

In instalatiile clasice continue neutralizarea se poate realiza in doua variante:

'short-mix' si 'long-mix'.

Varianta 'short-mix' aplicata in Europa, poate avea loc in instalatia Sharples

si in Alfa- Laval.

In instalatia Sharples, uleiul este incalzit rapid la 70-80sC, dupa care are loc separarea centrifugala. Uleiul separat sufera doua spaIari cu 10% apa la 90-95sC in centrifuge, apoi este uscat la 90sC in uscatoare cu vid pana la 0,5% umiditate.

Soapstockul obtinut in urma neutralizarii se foloseste pentru obtinerea

sapunului.

Decolorarea uleiului

SubstanteIe colorante din ulei sunt: pigmentii naturali (clorofila, carotina, xantofila), pigmentii secundari (complexe melano- fosfatidice) formati in 'broken' si uleiul obtinut din miscelele distilate la temperaturi ridicate. Operatiile anterioare de rafinare (desmucilaginarea acida, neutralizarea alcalina) au si ele efect de decolorare.

Decolorarea se poate realiza prin doua procedee:

- decolorarea fizica ce se realizeaza prin absorbtia pigmentilor de pamint

(bentonita) sau de carbune decolorant. Pamintul decolorant se introduce in

ulei sub vacuum, se asigura un timp de contact la o anumita temperatura, dupa care se separa adsorbantul din ulei prin filtrare;

- decolorarea chimica care se realizeaza printr-o reactie chimica in scopul modificarii gruparilor cromogenice ale pigmentilor. Reactia poate fi de oxidare sau de reducere. Decolorarea chimica se foloseste numai pentru uleiurile tehnice puternic pigmentate.

Decolorarea conduce si la eliminarea produselor de oxidare a metalelor, fosfatidelor, urmelor de sapun.

Cantitatea de pamant decolorant folosita este de 0,5-5%, temperatura optima pentru decolorare este de 85-90sC, durata de contact 15-20 min. Decolorarea se face obligatoriu sub vid pentru a preveni procesul de oxidare (uleiul poate sa dizolve pana la 8% aer).

Vinterizarea uleiurilor

Vinterizarea, denumita si deceruire, este operatia prin care se elimina din ulei cea mai mare cantitate din ceruri si gliceridele acizilor grasi saturati care se solidifica la temperaturi sub 15-20sC, producand tulburarea uleiurilor.

Continutul de ceruri in uleiul de floarea-soarelui depinde de:

- tipul de hibrizi de la care provin semintele (acestea dau seminte cu coaja subtire care, insa contine multe ceruri);

- efectul descojirii si separarea de miez a pielitelor care si ele contin ceruri.

Cerurile din uleiul de floarea-soarelui au punctul de topire de 76-77sC si pina

la 40sC sunt solubile in ulei. Separarea lor din ulei prin cristalizare este mai aproape de 0sC.

Cristalizarea poate avea loc spontan 34-38 ore sau prin amorsare cu nuclee de cristalizare (Kieselgur praf cu 10-30µ) pe care se acumuleaza microcristalele de ceruri si gliceride, obtinandu-se cristale mari. In acest caz, la 0-6°C, durata cristalizarii este de 8 ore.

Dezodorizarea uleiurilor

Dezodorizarea este operatia prin care se elimina din ulei substantele de gust si

miros nedorit.

Prin dezodorizarea secundara au loc si alte operatii din rafinare (neutralizare alcalina, decolorare).

Dezodorizarea conduce la depersonalizarea uleiurilor (nu mai pot fi diferentiate dupa provenienta).

Practic procesul de dezodorizare se realizeaza la 240-275sC, la presiunea 1-6 mm Hg, timp de 5-30 min.

Consumul de abur este de 1,5-4% fata de ulei.

La dezodorizare, pe langa substantele volatile de gust si miros, se mai pot

indeparta:

- acizii grasi liberi, care distila la 150-200sC;

- tocoferolii si sterolii, care distila la 200-275sC;

- esteri sterolici care distila la 210-275sC;

uleiul dezodorizat are 0,05% aciditate libera, < 0,1% apa, sapun =0, fosfor =0

si indece de peroxid =0.

Imbutelierea uleiurilor comestibile

Uleiurile comestibile se imbuteliaza in ambalaje de sticla de 1 litru si 0,5 litre, butelii PET de 1 l si 0,5 l., bidoane PET sau metalice de 5-10 l. Daca procesul tehnologic a fost bine condus si uleiul rafinat indeplineste conditiile de calitate impuse, acesta prezinta o buna stabilitate in timp. In functie de durata si de conditiile de depozitare, un ulei bine rafinat poate sa se oxideze, daca este prezent oxigenul atmosferic, este prezenta lumina si daca sunt prezente radiatiile UV, temperatura de depozitare ridicata peste 30sC.

Utilizarea deseurilor ramurii.

Turtele si srotul obtinut in urma extragerii uleiului constituie circa 30% din masa semintelor cu un continut de proteina bruta de 35,7-47,8% si aminoacizi esentiali aproximativ ca si cele din soia,care sint folosite in alimentatia pasarilor si animalelor.

Din deseurile de rafinarie se fabrica sapunuri,fosfatide si tocoferoli.Fosfatidele si lecitina din uleiul de floarea-soarelui sint utilizate in industria alimentara,in panificatie,in prepararea ciocolatei,mezelurilor,etc.

Cojile semintelor de floarea-soarelui macinate pot fi folosite ca furaj sau pentru obtinerea de drojdie furajera.

Dintr-o tona de coji,prin hidroliza activa, se obtine 50kg de furfulor,utilizat la fabricarea fibrelor artificiale,a materialelor plastice si ca solvent la fabricarea uleiurilor.Cojile semintelor de floarea soarelui au un continut ridicat de energie (3500kcal/kg) si pot fi utilizate ca combustibil.De asemenea se pot utiliza la fabricarea placilor fibro-lemnoase.

Capitulele de floarea-soarelui sint utilizate ca furaj, valoarea lor nutritiva fiind apreciata ca similara cu cea a fоnului de calitate medie

Tulpinile de floarea-soarelui pot fi utilizate ca sursa de caldura sau pentru fabricarea de placi antifonice si hirtiei.

Inca din secolul al XVII-lea s-a observat deosebirea dintre uleiurile grase nevolatile, din plante, si unele uleiuri distilabile cu vapori de apa, numite uleiuri eterice sau uleiuri esentiale. Acestea se gasesc mai ales in flori, fructe si frunze si mai rar in lemne (de ex. lemnele de camfor si de santal). Din cauza mirosului lor placut, uleiurile eterice sint utilizate pe scara larga in industria parfumurilor.
Metoda obisnuita pentru izolarea uleiurilor eterice consta in distilarea plantelor sau partilor de planta, cu vapori de apa. Unele uleiuri eterice nu suporta acest tratament si de aceea se extrag cu dizolvanti, ca eterul de petrol, benzenul, tetraclorura de carbon etc.
Un procedeu dand bune rezultate (pentru flori de iasomie si de tuberoza) este extragerea cu grasimi (enfleurage, practicat la Grasse, in Franta de Sud). Florile se aseaza pe suprafete netede, unse cu o grasime animala solida, si se innoiesc de atiteaori pina ce grasimea se satureaza cu uleiul eteric. Uleiul eteric se extrage apoi din grasime cu alcool.
Numarul uleiurilor eterice fabricate in scopuri practice trece de o mie. In tabel este redata compozitia catorva dintre ele. Dupa cum se vede, uleiurile eterice sint amestecuri complicate de numeroase substante. Compozitia uleiurilor eterice variaza mult, nu numai cu specia botanica, dar si cu regiunea si clima in care creste planta.
Uleiurile eterice se utilizeaza fie ca atare, fie se separa in componente, care apoi se amesteca cu alte substante pentru obtinerea parfumurilor. Izolarea diverselor componente se face prin distliare, mai ales atunci cand este vorba de terpeni, sau prin cristalizare, in cazul derivatilor oxigenati solizi. Uneori se aplica metode chimice. Astfel, alcoolii primari se izoleaza cu ajutorul combinatlei pe care o formeaza cu clorura de calciu (asa se obtine geraniolul, din uleiurile de iarba de lemon si de citronela; citronelolul nu formeaza o asemenea combinatie). Aldehidele se izoleaza cu ajutorul combinatiei bisulfitice (de ex. citralul din uleiul de lamaie sau din uleiul de iarba de lemon) etc.
In afara de terpeni si camfori, unele uleiuri eterice contin si combinatii aromatice, cum sunt eugenolul si alti eteri fenolici inruditi cu el, apoi aldehida cinamica. Aceste combinatii azotate influenteaza in mod favorabil aroma uleiurilor eterice si se adauga uneori si in parfumurile artificiale sau sintetice.
Ulei de: Izolat din:
Anason Fructe de anason (Pimpinella anisum)
Bergamot Cojile fructelor de portocal Citrus aurantium subspecia Bergamia (Sicilia)
Cananga sau ylang-ylang Flori de Cananga odorata (Filipine, Java, Madagascar)
Chimen Fructe de Carum carvi
Citronela Iarba de Cymbopogon nardus (Ceylon si Java)
Iarma de lemon Cymbopogon flexuosus (India)
Levantica Flori de Lavendula officinalis
Molura (Fenchel) Samanta de molura (Foeniculum vulgare)
Neroli sau flori de portocal amar Citrus bigaradia risso (Franta sudica, Spania)
Trandafir Flori de Rosa damascena (Bulgaria) si Rosa centifolia (Franta de Sud)
Valeriana Odolean (Valeriana officinalis)
Produsele de parfumerie, alaturi de solventi, au diferite substante odorante care dau o individualitate produsului, le diferentiaza si creeaza posibilitati de selectie dupa preferinte si gust. Astfel, materiile odorante sau mirositoare pot fi: de origine vegetala, de origine animala si odorante artificiale sau sintetice.