TEHNOLOGIA OBŢINERII ULEIULUI DE FLOAREA-SOARELUI

COORDONATOR:

Prof.dr.ing Mihaly Cozmuţa Anca

Studenţi: Cîmpan Andreea Mihaela Cristian Cristiana Roxana

Centrul Universitar Nord din Baia Mare

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

DezmucilaginareaUscareaDecolorareaVinterizareaDezodorizarea

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-SOARELUIcuprinde 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

Schema procesului tehnologic de

obtinere a uleiului de floarea-soarelui

SEMINTE OLEAGINOASE

Receptiecantitativã

calitativã

Depozitare

Curãtire

Uscare

Descojire (decorticare)

Mãcinare

Tratament hidrotermic (prãjire)

Presare Extractie cu solventi

BROCHEN(turte de presã)

ULEI BRUT DE PRESÃ

MISCELÃ SROT

Distilare Desolventizare

ULEI BRUT DE EXTRACTIE

Rafinare-Desmucilaginare-Neutralizare-Spãlare-Uscare-Decolorare-Winterizare (deceruire)-Dezodorizare

ULEI RAFINAT

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 floarea-

soarelui 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 30 C prin prefirare, aerare activ⁰ ă 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 permanentăPentru 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

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 Alte denumiri

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 alcalineprin antrenare cu vapori de apă sub

vid- prin combinarea acizilor graşi cu

glicerina- prin fracţionare cu solvenţi

selectivi

NeutralizareNeutralizare prin distilare

Neutralizare prin esterificareRafinare 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 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 200 C si 4% abur viu, ⁰si 87% fata de initial, pentru un regim de 240 C si 0,75% abur viu.⁰

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.