Transcript Ulei de floarea soarelui - UBM :: Departamentul de Chimie

UNIVERSITATEA DE NORD BAIA MARE
SPECIALIZAREA: Controlul şi Expertiza Produselor Alimentare
TEHNOLOGIA OBŢINERII ULEIULUI DE
FLOAREA-SOARELUI
Îndrumător:
Prof.dr.ing Mihaly Cozmuţa Anca
Studenţi:
Cîmpan Andreea Mihaela
Cristian Cristiana Roxana
CUPRINS







Generalitati
Caracteristici fizice ale uleiului de floarea-soarelui
Caracteristici chimice ale uleiului de floarea-soarelui
Calitatile uleiurilor vegetale
Procesul tehnologic de obtinere a uleiului de floarea-soarelui
Generalitati
Schema procesului tehnologic
Receptia materiilor prime
Depozitarea materiilor prime
Curatirea materiilor prime
Uscarea materiilor prime
Decojirea semintelor de floarea-soarelui
Macinarea
Tratamentul hidrotermic/prajirea semintelor de floarea-soarelui
Presarea
Extractia cu solventi
Rafinarea uleiului de floarea-soarelui
Dezmucilaginarea
Uscarea
Decolorarea
Vinterizarea
Dezodorizarea
Imbutelierea uleiului de floarea-soarelui
Concluzii
Când spune cineva "Floarea soarelui",
te gândesti automat la frumusetea unui câmp întreg,
galben, care se plimba dupa pozitia soarelui...
o floare tonica si optimista, care creste usor,
iubitoare de soare, de lumina,
ca o persoana care vede mereu
partea buna a vietii…
Generalitati
• Floarea-soarelui (Helianthus annuus L.), este o planta uleioasa de mare
importanta economica si alimentara.
• Ea este originara din America Centrala (Mexic) si a fost adusa in
Europa in secolul al XVI-lea, fiind cultivata la inceput numai ca si
planta de ornament.
• planta reprezintă una dintre principalele surse de grăsimi vegetale,
utilizate in alimentatia omenirii, respectiv cea mai importanta sursa de
ulei pentru Romania.
• De asemenea, floarea-soarelui este si o excelenta planta melifera. De pe
un hectar de floarea-soarelui se poate obtine o cantitate de 30 pana la
130 kg de miere.
• Floarea-soarelui poate avea si întrebuintari medicinale. Din florile
ligulate (care contin quercitrina, anticianina, colina, betaina, xantofila,
etc.), se obtine un extract alcoolic care se foloseste in combaterea
malariei, iar tinctura in afectiuni pulmonare.
Caracteristicile fizice ale uleiului de floarea-soarelui
* densitatea la 20 grade = 0,92
* vascozitatea la 20 grade = 55 – 61
* punctul de fuziune = - 16 grade
* punctul de rupere = - 5 grade
* amplitudinea autoinflamarii = 30
Caracteristicile chimice ale uleiului de floarea-soarelui
* greutatea hectolitrica=38-42 kg/hl
* continutul de coaja=14-28
* umiditate=9-11%
* ulei=44-48%
* proteina=18-20%
* substante extractive neazotate=10-15%
* celuloza=14-18%
* cenusa=2-3%
Calitatile uleiurilor vegetale
• Produsele grase sunt o sursa importanta de energie si sunt
indispensabile vietii.
• Consumate in cantitate moderata, aceste alimente sunt o
componenta esentiala si sanatoasa a hranei noastre zilnice, dar
mai ales a copiilor. Uleiurile vegetale sunt o sursa importanta de
vitamine liposolubile (A, D, E, K) si acizi grasi esentiali,
importanti in formarea membranelor celulare si in mentinerea
functionarii acestora.
• Acizii grasi participa la reglarea metabolismului colesterolului si
sunt precursorii unor hormoni implicati in vindecarea ranilor,
reducerea inflamatiilor, coagularea sangelui etc.
• Asadar, uleiurile consumate in cantitate moderata sunt benefice
pentru sanatate, insa nu trebuie exagerat.
• In comert exista nenumarate uleiuri din seminte cum ar fi
floarea-soarelui, soia, porumb, susan, mac, nuca, peste (macrou,
somon, ton, hering, scrumbie),alune,arahide sau migdale.
PROCESUL TEHNOLOGIC DE OBTINERE A
ULEIULUI DE FLOAREA-SOARELUI
cuprinde urmatoarele operatii principale:
• Receptia materiilor prime
• Depozitarea materiilor prime
• Curatirea semintelor de floarea-soarelui
• Uscarea materiilor prime oleaginoase
• Decojirea
• Macinarea
• Prajirea
• Presarea
• Extractia cu solventi
• Rafinarea uleiului de floarea-soarelui
SEMINTE OLEAGINOASE
cantitativã
Receptie
calitativã
Depozitare
Curãtire
Uscare
Descojire (decorticare)
Mãcinare
Tratament hidrotermic (prãjire)
Presare
BROCHEN
(turte de presã)
Extractie cu solventi
ULEI BRUT
DE PRESÃ
MISCELÃ
Distilare
SROT
Desolventizare
ULEI BRUT DE EXTRACTIE
Rafinare
-Desmucilaginare
-Neutralizare
-Spãlare
-Uscare
-Decolorare
-Winterizare (deceruire)
-Dezodorizare
ULEI RAFINAT
Schema procesului
tehnologic de obtinere a
uleiului de floarea-soarelui
Receptia materiilor prime
- reprezinta prima etapa a procesului tehnologic de
obtinere a uleiului
- se face atât cantitativ cât şi calitativ
Depozitarea materiilor prime
• Depozitarea se fac pentru o perioadă de cel putin 60 de zile
• Depozitele de seminţe trebuie să fie prevăzute cu:
- o linie de garaj pentru descărcarea seminţelor din vagoane şi
autocamioane
- instalaţii mecanice de descărcare şi manipulare pentru
seminţe precum şi cu instalaţiile necesare uscării, vânturării şi
purificării acestora, pentru a feri seminţele de degradare în cursul
depozitării.
• Depozitele folosite în fabricile de uleiuri pot fi impărţite după
construcţia lor, în trei grupe şi anume:
- hambare mecanizate
- magazii cu etaje
- silozuri celulare.
Silozul celular
 Este un siloz celular paralelipipedic
cu secţiune pătrată şi terminat în
formă de trunchi de piramidă
 Construcţia lui este din beton
 La depozitarea seminţelor de floareasoarelui într-un astfel de siloz trebuie
să se aibă în vedere urmatoarele:
- uscarea seminţelor să se faca în regim
moderat, pentru a se evita crăparea şi
desprinderea cojii de miez
- silozul să asigure o umiditate a
seminţelor sub umiditatea critică
- temperatura din siloz să fie menţinută
sub 30⁰C prin prefirare, aerare activă
sau răcire mecanică.
Curăţirea seminţelor de floarea-soarelui
Impurităţile care pot fi separate din seminţele de
floarea-soarelui pot fi împărţite în urmtoarele categorii:
 impurităţi metalice (bucăţi de sârmă, metal, etc.);
 materiale anorganice (pământ, praf, pietre);
 materiale organice (pleavă, resturi de tulpini, seminţe seci);
 seminţe ale unor plante care s-au dezvoltat în cultura de plantă
oleaginoasă;
Procedeele de separare a impuritatilor sunt:
 separarea pe baza diferenţei de mărime
 separarea impurităţilor pe baza diferenţei de masă volumică
 separarea impurităţilor feroase pe baza proprietatilor magnetice
ale acestora
Utilajele folosite la curătirea seminţelor de floarea-soarelui:
• vibroaspiratorul-care se foloseşte la precurăţire şi care realizează
îndepărtarea a 50% din impurităţi;
• postcurăţitorul Bühler;
• curăţitorul Miag şi TDD;
• curăţitorul Forsberg;
• separatorul-aspirator, care curăţă seminţele până la un conţinut
restrans de impurităţi de 0,7-1,2%;
• electromagnetul rotativ cu tambur pentru îndepărtarea
impurităţilor feroase.
Uscarea materiilor prime oleaginoase
• În procesul de uscare, apa este transportată din interiorul seminţelor la
suprafaţa exterioară a acestora, de unde este preluată cu ajutorul unui
agent de uscare.
• Transportul apei din interiorul seminţei spre suprafaţă este un
fenomen complex la care contribuie, în proporţii diferite în funcţie de
natura seminţelor, mai multe procese cum ar fi difuzia şi curgerile
capilare.
• Un factor important în uscarea seminţelor este modul de transmitere
al căldurii. Industrial se utilizează transmiterea căldurii prin convectie,
conducţie sau simultan prin ambele metode.
• În fabricile de ulei, uscarea se aplică de obicei la cel mult o treime din
materiile prime şi are un caracter preponderent tehnologic.
• Operatia de uscare se realizeaza cu ajutorul urmatoarelor utilaje:
uscatoare rotative, coloana de uscare etc.
Coloana de uscare tip Miag
- functionează prin convecţie în
echilibru sau contracurent cu
agentul termic (aerul cald).
- coloana înglobează intr-un
montaj compact o secţiune de
alimentare şi preîncălzire, o
secţiune de uscare, în care
seminţele cad pe casete metalice
în contracurent cu aerul cald, o
secţiune de uniformizare a
temperaturii după uscare şi o
secţiune de răcire cu aer rece.
Decojirea seminţelor de floarea-soarelui
• La seminţele de floarea-soarelui coaja reprezintă 40-50% din
greutatea seminţelor intregi.
Avantajele prelucrării seminţelor descojite sunt :
• utilizare mai bună a capacităţii de prelucrare a instalaţiilor ;
• îmbunătăţirea calităţii şrotului datorită creşterii conţinutului
de proteină ;
• reducerea uzurii utilajelor, în special a valţurilor şi a preselor.
Dezavantajele operaţiei de descojire sunt legate de :
– pierderi de ulei în miezul antrenat cu coaja;
– consum de energie şi manoperă în plus.
Măcinarea seminţelor de floarea-soarelui
• este o operaţie importantă în procesul de pregătire pentru
extragerea uleiului, prin aceasta realizându-se o rupere a
membranelor şi destrămarea structurii oleoplasmei celulare
care conţine ulei.
• În timpul măcinării, în afară de necesitatea distrugerii cât
mai avansate a structurii celulare, trebuie să se aibă în
vedere şi alte aspecte tehnologice:
• uniformitatea măcinăturii
• structura morfologică a seminţelor
• compoziţia seminţelor (umiditate şi conţinut de ulei)
• Procesul de măcinare la valţuri se realizează în 3 etape:
- deformaţia elastică
- deformaţia plastică
- destrămarea materialului şi apariţia de celule sparte.
• Morile cu ciocane, folosite în industria uleiului în special pentru
măcinarea şrotului, prezintă avantajul că sunt mai robuste, au gabarit
mic şi productivitate mare, în comparaţie cu concasoarele. Acestea
prezinta si unele dezavantaje, cum sunt:
° reglarea atentă a distanţei dintre ciocane şi sita de cernere în
funcţie de umiditatea materialului;
° funcţionarea cu uzuri mari necesitând supraveghere atentă şi
permanentă
Pentru brochenul de floarea-soarelui destinat extracţiei se recomandă
o trecere prin concasor şi 2 treceri prin valţuri pentru a se obţine o
suprafaţă specifică a măcinăturii de 1,1 - 1,6m2/Kg.
Prajirea
•
este operaţia de tratament hidrotermic aplicat materialului oleaginos
într-un timp limitat, sub amestecare continuă şi care se realizează
înaintea presării măcinăturii obţinute la valţuri.
Procesul de prăjire se realizează în două faze :
• umectarea măcinăturii (cu pulverizare de apă şi injectare de abur
saturat, sau numai prin aburire) până la o umiditate optimă
• faza de prajire-uscare
Utilajele folosite pentru prăjire sunt de tipul prăjitoarelor
cilindrice, cu compartimente multietajate (2-6 compartimente),
prevăzute cu fund şi manta dublă, prajitoarea verticala cu corp
cilindric, prajitoarea orizontala si prajitoarea in pat fluidizat Escher
Wyss.
Presarea
• este operaţia prin care se separă uleiul din materia primă oleaginoasă,
sub acţiunea unor forţe exterioare, rezultanta fiind uleiul brut şi
brochenul.
• aceasta operatie se realizeaza cu ajutorul preselor, care dupa
constructia lor pot fi hidraulice sau mecanice.
• în prezent, presele mecanice prezintă o serie de avantaje faţă de cele
hidraulice.
Presa mecanică
*Turta este sfărâmată la trecerea prin conul de presare; creşterea presiunii asupra măcinăturii
trebuie să fie treptată deoarece, în caz contrar, particulele fine de măcinătură astupa capilarele
şi se blochează evacuarea uleiului. Presarea poate fi considerată ca o filtrare prin capilare;
*Forţa de presare este creată de un melc, care
se roteşte în camera de presare.
*Cresterea treptată a presiunii din camera de
presare este asigurata prin:
- micşorarea volumului camerei de presare de
la o treaptă la alta;
- reducerea pasului melcului;
- rezistenţa opusă la ieşirea materialului din
presă cu ajutorul “conului” care reglează
grosimea materialului ce iese din presă
*Durata presării, în funcţie de caracteristicile constructive şi funcţionale ale presei, este de 20400 s.
*Durata de presare este influenţată de: turaţia snecului, grosimea broken-ului la iesirea din presă
şi carecteristicile fizico-chimice ale măcinăturii.
Extracţia cu solvenţi
• este operaţia prin care, din amestecul de substanţe oleaginoase se
separã unul din componenţi prin solubilizarea acestuia într-un
dizolvant în care ceilalţi componenţi nu se solubilizeazã.
• În urma extracţiei, şrotul de floarea soarelui are un conţinut de ulei de
0,7%.
• Operaţia de extracţie se poate realiza in 2 etape, si anume: distilarea
miscelei şi recuperarea dizolvantului din şrot.
Rafinarea uleiului de floarea-soarelui
• Această operaţie cuprinde un complex de etape necesare
pentru asigurarea calităţii şi aspectului comercial oferie pentru
consumatori.
Gruparea metodelor de rafinare după efectul principal al procesului
Efectul principal urmărit
Denumirea uzuală a metodei
Eliminarea suspensiilor mecanice şi
parţial a substanţelor dizolvate
coloidal
Purificarea mecanica prin
decantare, filtrare sau centrifugare
Eliminarea mucilagiilor
Dezmucilaginare
Delecitinizare ,Degumare
Eliminarea acizilor graşi liberi:
prin formarea săpunurilor alcaline
prin antrenare cu vapori de apă sub
vid
- prin combinarea acizilor graşi cu
glicerina
- prin fracţionare cu solvenţi
selectivi
Neutralizare
Neutralizare prin distilare
Neutralizare prin esterificare
Rafinare cu solvenţi selectivi
Rafinare chimică (caustică)
Rafinare fizică (realizează şi
dezodorizarea)
Extracţie cu solvenţi selectivi
Eliminarea pigmenţilor coloranţi
Decolorare
Albire
Eliminarea substanţelor odorante
prin injecţie de abur sub vid
Dezodorizare
Eliminarea cerurilor şi a gliceridelor
cu punct de topire ridicat
Vinterizare
Alte denumiri
Deceruire, Destearinizare,
demargarinizare
Dezmucilaginarea uleiului de floarea-soarelui
• Mucilagiile conţin fosfatide, albuminoide, hidraţi de carbon ş.a.
• Temperatura critică pentru uleiul de floarea-soarelui in procesul de
dezmicilaginare este 7°C, iar pentru cel de extracţie 21,5°C.
• Mucilagiile separate prin răcire la 10-20°C se dispersează la 47-50°C.
• Eliminarea mucilagiilor este necesară din următoarele motive:
• stabilizează emulsiile în timpul neutralizării alcaline determinând creşterea
pierderilor de ulei în soapstock;
• servesc la obţinerea lecitinei folosită ca. emulgator (la fabricarea ciocolatei,
pâinii etc.) şi la creşterea valorii nutritive a produselor alimentare ;
• se utilizează ca metodă independentă pentru rafinarea uleiurilor necesare
producţiei de lacuri şi uleiuri sicative ;
• pentru purificarea uleiurilor înainte de scindare sau hidrogenare.
• Dezmucilaginarea este o operaţie dificilă în procesul de rafinare a uleiului,
existând mai multe metode de îndepărtare a mucilagiilor, astfel :
• metode fizico-chimice (hidratarea, tratamentul cu absorbanţi) ;
• metode fizice - tratament termic ;
• metode chimice - tratament cu acid sulfuric, clorhidric sau alcalin.
Uscarea uleiului
• După spălare, în uleiurile neutralizate cu alcalii rămâne un
conţinut de 0,5% apă, care trebuie îndepărtat.
• Procedeele de uscare a uleiului pot fi realizate discontinuu sau
în flux continuu, sub vid, cu agitare mecanică.
Decolorarea (albirea) uleiului de floarea-soarelui
• Decolorarea este un fenomen complex şi se realizează cu
ajutorul pământurilor decolorante activate cu acizi minerali la
care se adaugă uneori carbine decolorant.
• În urma acestei operaţii, uleiul de floarea-soarelui capătă un
aspect stralucitor şi limpede.
• Pigmenţii pot fi clasificaţi în două grupe :
* pigmenţi naturali : xantofila (galbenă)
*pigmenţi secundari: substanţe complexe melano-fosfatidice
Vinterizarea uleiului
• numită şi deceruire, constă în cristalizarea cerurilor şi a
digliceridelor solide, urmată de o separare a acestora de ulei prin
filtrare.
• În cazul folosirii Kieselgurului, vinterizarea se face înaintea
dezodorizării, deoarece acesta imprimă un gust străin care poate
fi îndepărtat la dezodorizare.
• procesul de deceruire în instalaţii cu funcţionare continuă are loc
astfel:
• prerăcirea uleiului la 20-22°C, urmată de o răcire la 5-7°C ;
• introducere de germeni de cristalizare (Kieselgur) cu amestecare
continuă timp de 4 ore ;
• încălzire bruscă la 12-16°C;
• filtrare.
Dezodorizarea
•
•
•
•
•
•
•
constituie faza tehnologică prin care se elimină substanţele care imprimă
uleiurilor miros şi gust neplăcut, provenite atât din materia primă ca
substanţe de însoţire a gliceridelor, cât şi din transformările chimice care
au loc pe parcursul procesului de depozitare şi prelucrare.
Operaţia de dezodorizare se realizează combinând efectul a trei parametri
tehnologici, si anume: temperatură, presiune şi antrenarea cu vapori de
apă.
Distilatul obţinut la antrenarea cu vapori conţine un amestec de substanţe
format din:
substanţe volatile la presiune şi temperatură ambiantă, de regulă
hidrosolubile, responsabile de mirosul uleiului;
substanţe nevolatile la presiune şi temperatură ambiantă şi insolubile
în apă
ulei antrenat în proporţie de 1:1 faţă de acizi graşi plus substanţe
nesaponificabile antrenate.
Procesul de dezodorizare se realizează în instalaţii discontinue şi continue.
Dezozorizatorul Alfa-Laval
• Este cu functionare semicontinua;
• Fata de alte dezozorizatoare prezinta
avantajul ca duce la obtinerea de uleiuri cu
continut redus de acizi trans;
• Un alt avantaj este acela ca uleiul de
floarea-soarelui ramane cu o cantitate mai
mare de tocoferoli: 91% fata de initial,
pentru un regim de 200⁰C si 4% abur viu,
si 87% fata de initial, pentru un regim de
240⁰C si 0,75% abur viu.
Imbutelierea uleiului de floarea-soarelui
• se poate imbutelia in ambalaje de sticla de 1 si ½ l, bidoane
PET sau metalice de 5-10 l.
• Uleiul de floarea-soarelui se poate livra pentru consumatori
speciali (femei insarcinate, mame tinere) si uleiuri cupajate.
Concluzii
• Uleiul brut de floarea-soarelui este de culoare galbenă cu gust şi miros
specific; dacă uleiul provine din seminţe încinse sau mucegăite, atunci
are o aciditate mare,un miros rânced şi un gust amar.
• Uleiul de floarea-soarelui serveşte în primul rand ca ulei comestibil.
• În cantităţi mici e folosit şi pentru fabricarea săpunului,a uleiurilor
oxidate şi polimerizate precum şi a unsorilor consistente.
• Uleiurile naturale sunt mult mai usor alterabile decat cele obtinute
prin procedee termice. Daca uleiul are un gust puternic amarui sau
este tulbure, inseamna ca uleiul respectiv este vechi.
Daca pe eticheta produselor cumparate apare termenul de grasimi
vegetale hidrogenate - acest aliment trebuie evitat, mai ales de catre
copii.
• Folosirea uleiurilor rafinate sau dublu rafinate trebuie reduse la
maximum, deoarece (re)incalzirea uleiurilor sau a grasimilor la
temperaturi inalte duce la aparitilor unor substante cu efecte toxice.